核武器原理是什麼？為何全球遍地都是核電站，卻造不出核武器？
3月6日，一個疑問終於有了答案，原來真正的原因是核武器！
但對於這個問題的核心“核武器”，估計大家都有一個疑問，這個高中時都學過的核武器原理，為什麼全球那麼多先進國家，有那麼多頂尖的科學家都造不出來，為何會這樣？
核武器的原理是什麼，遍地都是核電站卻造不出核彈？
核武器的基本原理有兩種，一種是原子彈，另一種則是氫彈，而各位經常聽說的髒彈或者中子彈以及三相彈的，這些又是這些核武器中延伸出來的概念，箇中原理差別不大。
原子彈的原理：
重
核裂變
原子彈中常用的核裝藥為鈾-235或者鈽-239，前者是自然界中天然存在，可以在鈾礦中提取，後者則只能在重水反應堆中製造，不過兩者的同一個特點是裂變時都能釋放巨大的能像，其裂變過程與條件如下：
裂變後兩者的質量虧損比差不多，所以同等質量的鈾和鈽裂變的能量也差了不大，另外有個重大的區別是鈾-235的臨界質量要比鈽-239大得多。
鏈式反應是裂變武器爆炸必須經歷的過程，如裂變過程中會產生多餘的3箇中子，其會撞擊其他原子核繼續發生裂變，這就是鏈式反應，一直到中子再也無法撞擊到可以裂變的鈾-235原子核，裂變過程結束。
原子彈就被引爆了，其原理就是這麼簡單。
氫彈的原理：重核裂變的極端條件引爆氫彈
氫彈的原理就是用原子彈爆炸的高溫和高壓引爆
氘氚
核聚變材料，使其聚變成氦並且釋放出巨大的能量，其過程如下：
上圖是T-U構型的氫彈在引爆時的過程，位於頂部的原子彈首先爆炸，極端的環境讓核聚變裝藥達到了聚變條件，將會發生如下聚變過程：
相同質量的氫核聚變是重核裂變8倍以上，這也是氫彈的威力要比原子彈高得多的原因。
核電站利用的就是重核裂變原理，將核燃料放在反應堆內，然後用中子發生器對其照射產生裂變，然後用減速劑來降低中子能級，使它更容易撞擊到鈾-235原子核，再用水來吸收掉產生的熱量，燒開水輸出蒸汽推動蒸汽輪機帶動發電機，這就是一個核電站的原理。
如果功率太大，那麼用中子吸收材料製成的棒插入核反應堆，多餘的中子被吸收，那麼功率就降低了，如果全部吸收那麼就停堆了，這就是可以控制核反應堆啟動、停止以及改變輸出功率等等。
全世界已經有31個國家擁有核電站，總共有433座核反應堆，正在建設的還有65座，未來計劃的還有158座，這個數量是不是非常驚人？
能造核反應堆為什麼不能造原子彈？
雖然原子彈和核反應堆用的都是中子引發鏈式反應，但原子彈和核反應堆完全是兩條路子，原子彈為了
提高爆炸威力使用了快中子裂變體系，其需要高濃度的裂變材料作為裝藥。
而核反應堆則是為了徹底使用核燃料，因此使用的是慢中子，所以在核反應堆中會有所謂的減速劑，其實這就是用來減速中子的，比如早期的石墨堆，減速中子的就是石墨（切爾諾貝利核事故的反應堆就是石墨堆），還有重水堆，用的是重水作為減速劑，還有則是輕水堆，直接使用處理過的水作為減速劑。
減速後的中子效率更高，因此可以用比較低濃度的核燃料，比如輕水堆可以低至20%濃度，而重水堆甚至可以直接燒鈾礦石。所以能造核反應堆並不表示就能造出原子彈，不過有幾種情況倒是可能製造原子彈的核材料，下文會做個簡單講解。
核武器的難點究竟在哪裡？造原子彈的國家那麼多，為何氫彈就那麼幾個？
上文的快中子裂變體系要用高濃度鈾-235，也就是所謂的武器級，至少也需要90%以上，但自然界提取的鈾中只含有0。72%左右的鈾-235，其他的都是同位素鈾-238，所以遭遇的第一個難題就是濃縮。
在曼哈頓計劃中用了三種方法，
電磁（“
電磁型同位素分離器
”）、氣體（“
氣體擴散法
”）與熱（“
索瑞特效應
”），不過現在用的都是離心法，它是利用235和238之間原子核質量微小差別透過離心法分離，將鈾處理稱六氟化鈾氣體，然後離心機逐級提純，最終得到武器級鈾。
但這個一來成本太高，二來離心機這種裝置製造難度也比較大，而且被國際原子能機構嚴密監控，哪國要是敢弄出武器級鈾，必定會招致全方位的制裁。
另一個問題則是快中子裂變體系，因為鈾裝藥是具有臨界質量的，因此存放時不能達到臨界質量，但起爆時需要，因此原子彈分成了槍機式和內爆式，從理論上來看，內爆式威力顯然更大，因為槍機式的兩塊鈾裝藥質量是有限制的。
因此原子彈引爆需要在起爆後核裝藥閉合瞬間發出快中子，然後引爆，此時還需要外部中子反射材料將逃出去的中子再擋回來，這些結構配合天衣無縫才可以引爆一枚原子彈，否則要麼就是裂變材料浪費，變成一顆髒彈，要麼啥都不會發生，所以需要大量的測試才可以。
但現在天上有衛星盯著、地上有地震檢測儀盯著，哪位還想
核試驗
一下？是不是不想混了啊？
不過更準確地說，原子彈的門檻還真不高，只要豁得出去基本就能造出來，各位看XX、XX都是不要命了造原子彈，但各位卻不必擔心，由於原子彈由於其引爆結構與核材料成本實在太高，所以當量很少會超過50萬噸，大家也不是特別害怕，畢竟再有錢也無法毀滅世界。
但氫彈就不一樣了，由T-U構型的氫彈延伸出來的三相彈乃至N相彈其威力無限，那麼問題來了，原子彈可以引爆氫彈，怎麼氫彈能造出來的國家還更少了呢？
原因也很簡單，因為無論是于敏構型還是T-U構型，其最大的難點就是如何壓縮核聚變材料，並且各位熟悉的氫彈原理“
原子彈高溫高壓引爆氫彈
”只對了一半，因為這個高溫高壓來之複雜，堪稱世間難題。
氫彈中的核裝藥並不是氘和氚，氘很便宜，但氚卻極貴，而且兩種都是氣體，要裝到氫彈裡還得低溫液化，得一些列外圍結構，所以美國第一個“氫彈裝置”重達60多噸。
現代小型化的氫彈用的都是氘化鋰-6，因為氘化鋰在高溫下就能分解出
氘
，而鋰-6在中子照射下會變成
氚
，那麼引爆過程中就有幾個問題需要解決了：
首先得產生氘和氚，而這兩個是由不同過程引發的，原子彈爆炸時會有大量的中子通量，會以極高的速度穿透大部分材料直接到達氘化鋰-6，產生氚。
而原子彈的高溫傳遞則需要更多的時間，當那個玩意兒抵達時黃花菜都涼了，時間太慢，那麼必須要一種更快的加熱方式，科學家想到了光速抵達的X和伽馬射線，因此在原子彈和聚變裝藥外圍包裹了一層X射線和伽馬射線的反射材料，將其能量聚焦到氘化鋰-6上。
其壓縮致熱效應分解
氘
，中子產生氚，兩者時間差不多，然後原子彈爆炸過程中的持續照射會繼續壓縮
氘
和氚，然後……就開始聚變啦，
所以在這個結構中，各種時機的配合以及高效反射材料，以及聚變裝藥的位置形狀等等，都同樣需要無數次實驗，當然也可以用超級計算機模擬，不過問題是第一次模擬的資料也得從多次實際實驗中取得後建模，否則就是紙上談兵，這個資料向誰要？誰又會給？
而且這N相串聯的氫彈威力實在太大，而且氘化鋰-6成本還低，造個氫彈比原子彈還便宜，這要是擴散了可就罪過了，所以氫彈的構型那是絕密中的絕密。
延伸閱讀：為什麼要管制重水反應堆？
各位應該聽說過伊朗的阿拉克重水反應堆，國際原子能機構那是盯著不放，但布什爾
核
反應堆卻沒人管，這是什麼原因？
很簡單，因為布什爾核反應堆是輕水反應堆，而阿拉克則是重水反應堆，因為重水反應堆可以製造鈽，其過程如下：
那麼問題來了，輕水反應堆中不是也有中子麼，為什麼不能生產鈽？原因則是水減速中子效果不好，因此只能濃度比較高的鈾-235才能使用，而重水減速效率很高，可以使用低濃縮濃度的鈾-235，甚至鈾礦石。
但同時鈾-238吸收中子變成鈾-239，繼而變成鈽-239，各位應該是發現了一個問題，也就是說重水堆執行一段時間後，裡面的廢物鈾-238就變成了原子彈重要核材料的鈽-239，它的臨界質量只有10千克，而鈾-235則為52公斤，造原子彈的門檻瞬間被拉低5倍。
所以國際原子能機構就盯著重水堆看，畢竟這多執行一天就多找出很多鈽-239，要是哪天有人發瘋了到處轟鈽原子彈也是非常可怕的（長崎的胖子原子彈用的是鈽-239）。（完）
