“无核氢弹”不存在，咱们来详细的讲讲“氢化镁”炸弹的爆炸原理

一直在给大家普及一个观点，并不是外媒说的咱们就得信。同样也不能选择性去觉得哪条新闻“长志气”就信哪条。

尤其是《南华早报》，一直以来W君的态度就是军事版一个标点符号都没有参考价值。

这就是本文的态度。

这不，前天晚上，就又闹这么一出戏“China tests non- nuclear hydrogen bomb，science paper shows”——“科技论文展示中国测试了无核氢弹”。

其实昨天就写了一个文章《最近试验的这枚“氢弹”，爆炸的时候如果有尿味就好了》，不是粉丝到W君主页是看不到的，也不会推送给非粉丝的用户。所以没关注的也就别费劲去找了。

W君觉得，这篇文章就把这件事已经说的很清晰了。但是还有粉丝在问这东西和氢弹的爆炸机理有什么区别。咱们就单开一篇文章来说下氢弹的爆炸机理以及“氢化镁”炸弹的爆炸原理，恰好W君在这两方面都有那么一点点经验。

咱们先简单的回顾一下氢弹，其实很多老百姓一提到核武器就下意识的想到原子弹、氢弹、中子弹，再有一些军事“功底”的军迷还会想到三相弹和脏弹。这些知识要点其实都停留在50-80年前，都是老黄历了。目前在编定义的核武器有9种，氢弹和原子弹都只是这些核武器的“基础引火装置”。一般来讲老百姓们就很难理解爆炸类武器在设计、能量传递、增益这方面的细节了，但是会有一个十分朴实的概念，这就是——氢弹。

不论是中国也好，还是外国也好，民间一直会有一个非标准的核武器术语，也就是“hydrogen bomb（氢弹，H-Bomb）”，这是因为很多的新闻、影视、文学作品过度渲染一个老百姓平时接触不到的事物导致的。相反，在科研和军事领域中，“氢弹”这个词作为术语就很少出现了，在科研领域中一般的情况下会用热核武器（Thermonuclear Weapon）这个术语，科研领域更注重的是原理级别的描述；而在军事上用核武器或者弹头型号来说，军人哪管是普通炸弹还是氢弹、原子弹啊，能炸到需要的效果就行。

另一方面，在上世纪七十年代学术圈子里面就开始进行Non-Hydrogen Thermonuclear Weapon（非氢热核武器）的研究，并取得一定的成果，这些成果促进了很多核武器小型化的项目，如果讲这个恐怕得再开个文章了，就扯得太远了。所以，咱们先记住了热核武器包括氢弹，但不是所有的热核武器都是氢弹这样的一个逻辑链条。

现在，咱们就可以说说热核武器到底是怎么回事了：

从本质上来说热核武器是利用核聚变原理对原子弹的爆炸威力进行增益的一个手段。

怎么解释这句话？我们来看活生生的例子。

1952年11月15日，美国在“常青藤-国王”行动中投掷了一枚Mark-18F核弹。

上面的动图是爆炸的场景。

很多军事媒体也会拿这张照片放到氢弹的配图里面，而实际上这是一枚原子弹的爆炸。只不过，这枚原子弹的爆炸当量比目前大多数氢弹的当量都要大，达到了50万吨TNT当量。

这还不算什么，在1957年英国引爆了一枚叫做橙色先驱（Orange Herald）的“增强裂变弹”，这枚核弹的直径达到了1米，输出当量达到了72万吨TNT。

后面的故事就出现了转折。这类大型原子弹纷纷落马，例如Mark-18F从1953年开始仅仅制造了90枚，而且这批Mark-18F服役了不到4年就全部拆除了。英国的Orange Herald根本没有投入实际生产。

原因就在于每枚Mark-18F需要60公斤重的高浓度浓缩铀，而每枚Orange Herald的耗铀量更达到了117公斤……这事情就很不优雅了。

当时英国媒体是这样报道这件事的，援引了英国核计划的工作人员之一布莱恩·泰勒博士的说法：“我认为‘橙色先驱’是个愚蠢的装置。它不够优雅，无法进一步发展，是一个死胡同设计。而且它消耗了大量非常昂贵的裂变材料。””

117公斤高浓度铀很多吗？话说，真的不少，以当年英国的浓缩铀产量来衡量的话，英国当时一年才能产出不到120公斤的高浓度浓缩铀，一年的产量差不多够造一枚的。

正因为如此，如何扩大核武器的威力降低昂贵的浓缩铀的用量就成了核武器专家们面临的问题，于是利用核爆炸引发可以自持的核聚变反应也就成了给核弹爆炸进行增益的有效途径之一（注意我这里用的是之一）。

核聚变是怎么回事？核聚变是指两个轻原子核（如氘、氚）在高温高压下克服静电斥力，结合成一个更重的原子核（如氦），同时释放出巨大的能量。这种反应是太阳等恒星发光发热的根本机制，能量密度远高于核裂变。热核武器正是利用这种机制，通过原子弹引发极端环境，点燃聚变反应，产生百万吨级爆炸威力。

热核武器是一种极端环境，利用原子弹爆炸所产生的高热瞬间对聚变材料加热加压，使之引发核聚变。因为在这个过程中聚变材料被加热到一个极高的温度，因此这种武器才叫做“热核武器（Thermonuclear Weapon）”，同时，由于在这个过程中核融合是主要的能量输出来源因此也被叫做“Fusion Weapon（融合武器）”。Fusion这个词目前很多地方在用，例如Apple有一阵在卖的Fusion Driver（融合驱动器）

其实就是把一个机械硬盘和一个固态硬盘做在了一起，取得了速度和容量上的双重性能。

为什么给大家重点提了一下“Fusion”这个词，实际上，从1988年开始就有 “Pure Fusion Weapon（纯融合武器）”的无裂变引信聚变武器研究。

但无论是热核武器也好，融合武器也好，它们都有一个关键点——核聚变，这也是为什么说它们是一个爆炸增益手段的原因了。

这件事有点类似于我们往炸药中添加铝粉——这是一个传统的爆炸威力增益手段，利用爆炸时候产生的高温，诱发铝粉和空气中的氧气进行反应，通过铝在空气中的燃烧进一步增大热量的释放，达到进一步增大爆炸威力的目的。

相对于往炸药中加铝粉增加爆炸威力，那么这个就是纯铝弹药了。

到这里，理解热核武器是个什么东西了吗？

这种六面柱铝热燃烧弹出现在俄乌战场中，铝或者镁金属在空气中燃烧可以释放出极高的热量。

利用镁合金做成了弹药也就成了战场上最具威力的燃烧弹。

9n510中的镁杯是一个六面体圆柱体，内部填充了一些氧化剂和引火剂，点燃后可以燃烧大约2分钟的时间。但是，由于点燃机制的问题，俄罗斯的这批9n510战斗部在配合9m22c 120mm火箭弹的时候总是有无法点燃的问题。也就是我们看到那张9m22c落地后爆出很多六面体柱体的残骸了。

这个东西是最能说明“氢化镁”炸弹的一个实物了，从微观来说，氢化镁是在500˚C的温度200个大气压下，镁和氢形成的公价化合物。

我们可以把氢化镁看作是用镁来储存氢。

这种物质在一个标准大气压下，只需要加热到300度就可以再次分解为镁和氢。通常都是用来做氢储能的基础材料。

把氢化镁用作储能材料这方面的研究日本比咱们遥遥领先。

主要氢化镁的生产商是日本德山化工公司(Tokuyama)，有着一套完整的从镁到氢化镁到再次填充和应用的技术路线。

这算是和平利用吧，毕竟现在的氢能源汽车的技术可以让一公斤的“水素”（氢）驱动一辆车行驶大约120-150公里。

不过，学过材料学的就会知道结构决定特性，特性决定用途。微粉末的氢化镁是有极强的爆炸力的。原因在于微粉末类的物质本身就有极高的表面积，如果在空气中被分散——极易爆炸。

国家消防救援局有一个演示，消防队在手套上粘了一些面粉，对着点燃的蜡烛拍下少许粉尘面粉就被大范围的引燃爆炸。这就是表面积的作用。

那么氢化镁微粉末的爆炸力很强吗？还是国家消防救援局的易爆炸粉尘的列表，我们可以看到镁粉被列入其中。不过，氢化镁本身的另一个特质就让它比镁粉更容易爆炸，这就是它是氢和镁的“共价化合物”。

从化学上来讲，一种物质燃烧、氧化所释放出的能量都是以键能转换的形式进行的。一般的来说空气中的氧气和镁要进行反应，其反应温度低到38˚C，但是我们在日常生活中看到的金属镁都没有燃烧起来，其主要原因在于金属镁的表面已经有了一层镁的氧化物——氧化镁。理论上在空气中点燃镁最终会生成氧化镁——现有物质和已有物质相同是不会有剧烈的氧化还原反应的。

但氢化镁则不同，遇到了热量会迅速的分解成氢和镁，这时候的镁还没有来得及被缓慢氧化就被立刻被空气中的氧气点燃。这个反应是自持的。也就是说只要空气足够，有多少的氢化镁也会被瞬间的消耗光——这才是氢化镁比普通的金属镁粉更可怕的地方。

不仅仅如此，在高温下，镁可以和氮反应生成氮化镁。生成氮化镁的过程也是一个放热反应。依旧可以自持。从这一点上来看，其实氢化镁是有着比其他燃料更强的可燃性。例如汽油、酒精等物质虽然可以在空气中爆炸，但是有爆炸极限的上限，例如汽油的爆炸极限是1-6%，什么概念？当空气中的汽油（辛烷）含量超过6%之后，反而就不能爆炸了。这样的现象简单的说就是在统计空间内的氧被燃烧消耗完毕，其他氧气来不及补充的一种非自持燃烧现象。

氢化镁则不然，空气中的氧气消耗完毕还可以有氮气可以被消耗。理论上微粉末氢化镁只要有空气就可以一直烧，并不是特别在意空气中的含氧量。因此当时的报道是“火球持续时间超过2秒，约为TNT的15倍”。

其实在这个过程中，“氢”反而不是最重要的，真正的主角是镁。当然了，这一个过程中生成的氮化镁会继续和空气中的水汽反应，水汽哪里来的？来自于爆炸中的释放出的氢和氧的反应，会迅速生成氨气。因此，之前的文章中在说判断反应充分与否直接闻闻有没有尿味就可以了。

这个东西是不是“氢弹”呢？到这里我们应该理解“氢”在爆炸中并不起主导作用，相反是镁的特性。同样爆炸过程中也没有出现轻元素聚合成重元素的过程，也就不符合热核武器的概念了。所以从任何角度上说，这都不是“氢弹”。

当然了，这个试验只是“两公斤”的氢化镁爆炸，这个是TNT炸药：

这个是一个Mk-84炸弹的结构：

这是MK-84最具打击力的起爆方式：

我们不能说研制出（或者发现TNT能爆炸）就立刻出现MK-84炸弹。甚至MK-84的空爆引信也滞后了MK-84炸弹十几年的时间。

因此即便我们发现了氢化镁粉末在特定条件下的爆炸性能，其实离着真正实用化还有很长很长的路要走呢。你得会做出适合爆炸粒径的氢化镁微粉末，这些微粉末得有得有一套工厂把它们放入战斗部中去，这些战斗部得优化设计使之可以发挥氢化镁微粉末的最大效能——这是武器定型。定型的武器还得发到部队，根据这个武器特性开发出适合的战术战法。

回过头看，时间得过去至少七八年……要知道TNT由德国化学家朱利叶斯·威尔兰德于1863年首次制备，在之后的30年间一直被用于印染行业是做黄色燃料使用的。直到1901年之前TNT都不受英国《1875年爆炸物法案》（Explosives Act 1875）的约束，在制造和储存时并不被视为爆炸物。在1902年，德国海军采用TNT作为炮弹的填充物。图的也是TNT不爱爆炸，使用TNT填充的穿甲弹在击穿英军主力舰的装甲后会爆炸。而英国的苦味酸（另一种染料）炸药，往往在穿甲弹击中甲板的瞬间就会爆炸从而浪费了大量的爆炸能量。

直到吃了亏，英国才在1907年开始换装TNT作为炮弹的填充炸药，也才把TNT从《1875年爆炸物法案》中非爆炸物的身份纠正，所以说，一项材料从被发现具有爆炸潜力，到真正成为武器系统的一环，是一个漫长、谨慎、系统化的过程。

一晃100多年过去了，我们要如何判断“氢化镁”呢？

至少我们得知道——实验室里的火球不是战略威慑力，真正的武器，从来不是烧出来的，是造出来的……更不是那些连“氢弹”是什么都不知道的自媒体吹出来的。

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