核弹为啥有那么大的威力，为什么核弹的保存寿命比较短

很久之前有地摊儿文学在说目前只有中国有30颗******，其他的国家因为******难以保存就把******全部除役了。这得感谢我们的于敏结构……

而事实是现在世界上合法拥有核武器的几个大国武器库中的核弹几乎都是一水的******，*********反而少之又少了。

说到这里，其实还真有个梗，就是“核弹的保存寿命比较短”。至今发现还没有任何人把这个问题当作一篇文章来写。那么今天W君就给大家聊一下为什么核弹保存寿命比较短。

一枚核弹的保存寿命是由三个方面决定的。

天然铀矿石

第一个是核材料核心的稳定性，通常的情况下，铀核心的核武器稳定性还是很高的。这主要是由于经过浓缩后的铀235本身是一种极其稳定的元素同位素，半衰期高达7000万年，本身自己只会形成自发衰变或者放出少量的a粒子。而且铀的大部分同位素都有很长的半衰期，最短的（铀234，自然丰度0.005%）也有2.45万年的半衰期。而且铀作为核武器有着天然优势——达到临界质量的窗口极大，在设计核武器的时候铀弹也就成了很多国家入门核武器俱乐部的入场券。

相对于铀来说，更容易获得的钚就有了问题，一枚钚弹的成本大约是铀弹的1/20-1/50，极其廉价，和铀比简直就是白菜价。

并不像很多人网传的“钚甚至比钻石还贵，11厘米的一个球就价值几十亿美金”。

真正的钚239在商业市场上是按克来卖出的，每克的价格为46美元，但是由于这种东西有放射性并且可以制造核武器，都是对客户限量购买的，一些研究机构可以购买1克-2克的钚239用于研究。为了安全保管和运输，这些钚的样品包括了防止核泄漏的容器和检验设备价格卖到了4000美元一份，但更多的是盒子钱而不是珠子钱（买椟还珠的梗）。并不能说一克钚的价格是4000美元，要是这样的话，造核武器的国家经济上就不能承受了。

和铀不同，钚在制造核武器的时候虽然有成本优势，但是它也有先天的劣势——钚-240的掺杂。

在核反应堆中生产钚的过程是利用慢速中子轰击铀238原子。这时候铀238就会立刻变成铀-239，然后铀239经过β衰变丢掉一个电子变为了镎239，镎239再经过一次β衰变就形成了钚239

公式就在上面，这是一个理想的情况，但好巧不巧，在核反应堆里面有的铀238原子会在几乎同时被两个中子击中。这时候就会最终产生钚240。这是一种核弹内的污染物，有着很高自发裂变率（半衰期只有6561年），在衰变的时候会放出中子。这些中子还会进入钚-239的原子中诱发钚的消耗。经过实验证明，在钚核心内如果有超过7%的钚240存在，钚核心会在30年内完全失去作用，而即便是在30年内起爆这种含有超过7%的钚240核心，其当量也会下降数十倍。这也就是核弹保存期30年的一个信息来源了。

好在，由于钚这种元素的化合物价电子成多样性。

价电子又多少受到原子核内的中子数量影响，这就让钚-239和钚-240的分离可以形成一个完整的化学分离方式，也就是萃取。利用不同化合物的不同溶解度将这两种同位素迅速的分离出来。

以至于现代钚239的分离已经是一个化工厂规模的工业生产过程，所以我们得到高纯度（99.99%）级别以上的武器级钚239。这比当年97%就叫武器级钚的纯度要高了很多。因此目前钚弹的存储寿命意境达到了千年以上。而刚刚说的46美元一克的价格就是现在高纯钚239的价格。

核心的稳定性现在是保证的，第二个则是中子源的寿命。

目前核武器的中子源和最初设计的时候别无二致，还是钋（Po），这个东西和钚（Pu）让很多国人弄混了，经常说钚是世界上最毒的元素，其实钚不应该背这个锅，大家说的最毒的元素是钋。这个东西是居里夫人发现的，用来纪念波兰就起名叫钋（Polonium）。最初是在镭矿中发现的这种元素，钋的半衰期只有125天，当时居里夫人发现这个元素的时候是由于镭矿本身的放射性直接产生的。由于半衰期短，自然存量少，钋的价格要远远远远高于钚的价格。在二战期间每克钋的价格在70万美元。钋价格最为紧俏的1952年，飙升到过1000万美元一克的价格，原因就是当时大家都知道了，钋是制造*********的关键材料。而且1000万美元一克的价格还是有注水的，因为当年最大的钋生产国是苏联。这个东西在上世纪50年代是苏联在卖。每年卖出100多克。

直到1958年通过回旋电子加速器加速a粒子轰击铅或者铋可以产生钋的试验成功。也就是上面的图片，一个铅靶被a粒子轰击后，表面呈现出深灰色的钋薄膜，再通过化学萃取的方式就可以得到纯钋。

这时候，钋的价格就整体崩溃掉了，现在只要十几万美金一克。

在核弹里面会用到多少钋呢？不论克算。引爆一颗标准的6公斤钚核心，只需要大约20微居里的钋元素。和牛顿一样，伟大的物理学家名字都是“单位”，1居里是1克镭的放射性活跃度。“1微居里”大约是1微克镭的放射性活跃度。钋的放射性活跃度是镭的29115倍，这样大家就能理解核弹里面的钋是多小的一个重量单位了吧？

钋这个东西只有半衰期，但是没有临界质量，确切说也有，也论公斤计算——1.74公斤。和20微居里的量来说还差着天文数字级别的差距。

而且这个东西便宜了，可以轻易获得，因此现在钋不仅仅是军用，甚至利用强大的电离特性还被做成汽车用的火花塞，工厂检测用的放射源

130天换一次，属于耗材。而且钋是完全放开购买的。只要单个装置的放射活性不超过19微居里就可以不限量购买。为啥是19微居里？刚刚提到了20微居里以上是可以可以引爆核弹的。

军用核弹内的放射源也是东西，因为便宜了，新的核弹的内部放射源远远大于20微居里的含量，通常都是依据钚核心的寿命做等量填充。虽然半衰期在125天，但是填个100年的中子源也没有多少钱。

第三个其实才是真正制约核弹寿命的因素——结构稳定性。

这就很好理解了，你盖了一个楼、修了一座桥，往往在一段时间之后楼和桥就会塌掉。即使是风不吹、雨不浇这些建筑物也会倒塌。唯一需要等待的就是“一段时间”，原因在于内应力。核武器是一个精密加工制造的产物。在制造过程中积累应力会在一段时间后逐渐地导致核武器结构有一点点的变化，恰恰是这一点点的变化会导致核武器在起爆的时候达不到当时的设计当量。

这个问题在早期并没有太多的解决方式，只能不断地去检测核武器的各种数值。这些检测为的就是将内应力的影响尽量地消除掉。

但随着计算机技术的发展，很多有限元分析用到了核弹的设计上，现在的核弹外壳和内部结构都是消除内应力的设计了。

所以说现在本身核武器结构设计已经是一个相当稳定的结构了内应力虽然不能完全消除，但是不会对核弹的效果造成显著的影响。

这是一枚现在最新的W80核弹的结构，你会发现原来印象中的类似于足球的外部******快不见了，内部的中子源变大了，而且在底部也增加了对应应力的结构。所以说现在的核弹保留个几百年都可以有效应用。

对于******嘛，早期的湿式******，其实不具备实战能力，保存的久不久也就没什么意义，现在全是干式******，聚变材料没变质一说。