核かく武器ぶき设计方案ほうあん

图為人類じんるい史上しじょう的てき第だい一いち个核武器ぶき，尽つき管かん它非常ひじょう巨大きょだい笨重，效率こうりつ也不高だか，但ただし它奠定てい了りょう所有しょゆう以后的てき核かく武器ぶき的てき基本きほん结构。攝と圖ず當とう下した正ただし在ざい准じゅん备进行ぎょう第だい一いち次じ核かく试验，代だい号ごう為ため「三位一體さんみいったい」

核かく武器ぶき设计方案ほうあん是ぜ指ゆび如何いか设计核かく武器ぶき，使つかい之の能のう够起爆ばく引起核かく爆ばく炸。设计核かく武器ぶき需要じゅよう考こう虑物理ぶつり上じょう、化学かがく上じょう以及工程こうてい上じょう的てき各かく种因素もと。核かく武器ぶき基本きほん上じょう可か以分为三さん种类型がた，而这三种类型核武器爆炸时的主要能量来源在一般情况下都是核かく裂きれ变，而不是ぜ核かく聚变。

• 纯裂变武器き：这是第だい一代的核武器的设计，也是唯一ゆいいつ一种曾经在战争中使用的类型。这种核かく武器ぶき中ちゅう使用しよう的てき核かく装そう药为铀-235（U-235）、钚-239（Pu-239），在ざい爆ばく炸时将はた核かく装そう药挤压在一いち起おこり，使つかい其达到产生链式反はん应的てき临界质量。根ね据すえ挤压核かく装そう药的方式ほうしき，这种设计方案ほうあん又また可か以分为两种：
  • 枪式: 在ざい这种方案ほうあん中ちゅう，一部いちぶ分裂ぶんれつ变物质在常つね规炸药的作用さよう下か射い向こう另一部分裂变物质，就像子こ弹打靶一样，从而使し裂きれ变物质达到临界质量。
  • 内うち爆ばく式しき: 在ざい这种方案ほうあん中ちゅう，常つね规高爆ばく炸药包つつみ裹着裂きれ变物质（可能かのう是ぜU-235，Pu-239，或ある二に者しゃ混合こんごう物ぶつ）。当とう炸药爆ばく炸时，向むこう内ない挤压裂きれ变物质，从而使し裂きれ变物质达到临界质量。

内うち爆ばく式しき的てき核かく弹可以使用しよう铀或者しゃ钚作为核装そう药，而枪式しき核かく弹只使用しよう铀。这是由よし于钚-240会かい污染核かく装そう药，并造成ぞうせい提ひさげ前ぜん起爆きばく，使つかい得とく其余大量たいりょう尚なお未み进行裂きれ变的材料ざいりょう被ひ炸开，从而降くだ低てい了りょう核かく弹的效率こうりつ。

• 聚变增强ぞうきょう裂きれ变弹 是ぜ内ない爆ばく式しき核かく弹的一いち种改进。由よし于核裂きれ变物质会被ひ炸开从而停止ていし链式反はん应，很多裂きれ变物质都被ひ浪なみ费了。这种核かく弹在爆ばく炸前需要じゅよう向こう核かく装そう药的中心ちゅうしん注入ちゅうにゅう氘和氚，在ざい核かく爆ばく炸时，裂きれ变核装そう药中心ちゅうしん的てき高温こうおん高だか压环境さかい可か以使氘氚的てき混合こんごう气体发生聚变反はん应，产生了りょう氦和わ中子なかご。虽然核かく聚变所しょ产生的てき能のう量りょう与あずか裂きれ变产生せい的てき能のう量りょう相しょう比ひ基本きほん上じょう可か以忽略りゃく，但ただし是ぜ它产生せい的てき每ごと一个中子都将触发新的核裂变的链式反应，从而加速かそく核かく裂きれ变，也极大だい的てき减少了りょう可能かのう被ひ浪なみ费的裂きれ变物质。增强ぞうきょう核かく弹释放的てき能のう量りょう可能かのう是ぜ原ばら来らい的てき两倍甚至更さら多た。
• 二阶段热核武器 实际上じょう是ぜ一种裂变增强聚变弹（注意ちゅうい不要ふよう与あずか前項ぜんこう所しょ述じゅつ混淆こんこう）。这种核かく武器ぶき由よし两种核かく弹组成なり。爆ばく炸时，次じ级核弹将被ひ初はつ级核弹在爆ばく炸时产生的てきX射い线的能のう量りょう引爆。这种辐射内ない爆ばく要よう比ひ前面ぜんめん提ひっさげ到いた的てき使用しよう高だか爆ばく炸药引爆第だい一阶段的方式效率更高。因よし此，次じ级核弹释放的てき能のう量りょう要よう比ひ初はつ级核弹大很多倍たばい。次つぎ级核弹可以设计为最大さいだい化か聚变能のう量的りょうてき释放，但ただし是ぜ实际上じょう在ざい大だい多数たすう设计中ちゅう，核かく聚变仅仅是ぜ用よう来らい驱动或ある者もの提ひさげ高だか裂きれ变的效率こうりつ。我わが们可以加入かにゅう更さら多た的てき阶段，使つかい得え到いた的てき炸弹能のう量りょう达到数すう百ひゃく万吨当量甚至更高，但ただし是ぜ威力いりょく过于巨大きょだい反はん而丧失しつ了りょう实际用途ようと （美国びくに于1961年ねん装そう备了三さん阶段的てき2500万吨当量的核弹即B41型がた核かく弹，而苏联设计并测试了りょう一いち个三さん阶段的てき5000万まん吨级核かく弹）。

大だい多数たすう核かく武器ぶき技わざ术都是ぜ由美ゆみ国こく发展完成かんせい，尽つき管かん其中的てき一些技术后来由其他核かく大国たいこく独立どくりつ完成かんせい。以下いか的てき描述都と是ぜ美国びくに设计的てき特とく征せい。

早期そうき的てき媒体ばいたい一般都将纯裂变核弹称为原子げんし弹，由ゆかり于核爆ばく炸的能のう量りょう实际上じょう来き自じ于原子核げんしかく而非原子げんし，原子げんし弹这个名字みょうじ并不恰当。而带有ゆう聚变的てき核かく弹一般都称为氢弹，但ただし是ぜ由よし于所谓氢弹核爆ばく炸能量的りょうてき主要しゅよう来き源げん仍然是ぜ核かく裂きれ变，这个名字みょうじ依然いぜん不ふ够恰当とう。业内人士じんし一般将这两种类型的核武器称为核弹和热核武器。热核武器ぶき的てき名字みょうじ来らい源げん于核聚变一般いっぱん都と需要じゅよう高温こうおん，但ただし是ぜ它没有ゆう指出さしで核かく聚变的てき另一个条件じょうけん——高だか压，而这个条件じょうけん是ぜ研けん制せい热核武器ぶき时的一いち个秘密ひみつ。由よし于需要よう保ほ密みつ，很多核かく武器ぶき的てき术语都と不ふ甚精确。

核かく反はん应

核かく裂きれ变将重じゅう原子げんし核分裂かくぶんれつ为轻一いち些的原子核げんしかく，而核聚变则是将はた轻的原子核げんしかく聚在一起形成更重的原子核。这两种反应都可能かのう释放出超しゅっちょう出で化学かがく反はん应数百ひゃく万まん倍ばい的てき能のう量りょう。根ね据すえ一份法国专利提供的数据，核かく武器ぶき的てき威力いりょく比ひ非核ひかく武器ぶき强大きょうだい数すう百ひゃく万まん倍ばい。

从某种意义上说，裂きれ变和聚变是ぜ相反あいはん的てき又また互补的てき两种反はん应。为了理解りかい核かく武器ぶき是ぜ如何いか设计的てき，我わが们首先さき要よう明白めいはく裂きれ变和聚变的てき相似そうじ之の处和不同ふどう之の处。下面かめん的てき解かい释使用しよう了りょう近似きんじ的てき数字すうじ

铀-235的てき分裂ぶんれつ方式ほうしき可能かのう有ゆう几十じゅう种，這是其中一いち種しゅ。圖ず中ちゅう表示ひょうじ鈾-235原子核げんしかく（U-235）分裂ぶんれつ為ため銣-92原子核げんしかく（Rb-92），銫-140原子核げんしかく(Cs-140), 和かず兩個りゃんこ中子なかご（N），同時どうじ釋放しゃくほう出で200MeV能のう量りょう。

铀-235的てき分裂ぶんれつ方式ほうしき可能かのう有ゆう几十じゅう种，但ただし是ぜ不ふ论是哪种分裂ぶんれつ方式ほうしき，分裂ぶんれつ产物的てき原子げんし量りょう加か起おこり来らい都と是ぜ236，即そく铀原子核げんしかく和わ自由じゆう中子なかご的てき重子しげこ数すう之これ和わ（重子しげこ数すう守恒もりつね），例れい如，如下的てき核かく反はん应方程ほど表示ひょうじ铀-235的てき原子げんし核分裂かくぶんれつ为锶-95原子核げんしかく，氙-139原子核げんしかく (¹³⁹Xe), 和かず两个中子なかご，同どう时释放出ほうしゅつ能のう量りょう :

$\ {}^{235}\mathrm {U} +n={}^{95}\mathrm {Sr} +{}^{139}\mathrm {Xe} +2n+180\ \mathrm {MeV}$

反はん应中释放了りょう180百ひゃく万まん电子伏ふく特とく的てき能のう量りょう，也就是ぜ 74 TJ/kg，其中90%的てき能のう量りょう为分裂ぶんれつ后きさき的てき原子核げんしかく的てき动能。由よし于生成せいせい的てき两个原子核げんしかく带有正せい电荷，两个原子核げんしかく将はた被ひ强力きょうりょく推开，初はつ始はじめ的てき动能可か以达到67TJ/kg，也就是ぜ12000千せん米めーとる每秒まいびょう。由よし于裂变碎块带有正ありまさ电荷，他た们会与あずか周しゅう围的原子核げんしかく产生了りょう大量たいりょう的てき非ひ弹性碰撞，于是这些碎块仍然留とめ在ざい了りょう核かく装そう药中，直ちょく到いた他た们的能のう量りょう转化为了X射い线热量りょう。在ざい核かく爆ばく中ちゅう，这个过程大だい约仅仅持续1微ほろ秒びょう。而X射い线的能のう量りょう将はた转化为冲击波和わ高温こうおん，形成けいせい核かく武器ぶき通常つうじょう的てき主要しゅよう危害きがい。

在ざい裂きれ变反应慢下か来らい以后，裂きれ变材料りょう的てき放射ほうしゃ性せい仍然存在そんざい。由よし于新生成せいせい的てき元素げんそ中ちゅう含有がんゆう大量たいりょう的てき中子なかご，他た们将通どおり过βべーた衰おとろえ变转换成なり为新的てき原子核げんしかく。在ざい这个过程中ちゅう，中子なかご通どおり过释放一いち个电子こ和わγがんま射い线转化为质子こ。每まい一个裂变产物的原子核都会衰变1到いた六ろく次じ，平均へいきん为3次じ，可か以产生せい大量たいりょう不同ふどう元素げんそ的てき同位どうい素もと，有ゆう些稳定じょう，有ゆう些有放射ほうしゃ性せい，有ゆう些半衰おとろえ期き甚至长达20万まん年ねん。在ざい反はん应堆中ちゅう，这些放射ほうしゃ性せい产物为用过的核かく燃料ねんりょう中ちゅう的てき核かく废料。而在核かく武器ぶき中ちゅう，这些放射ほうしゃ性せい产物将はた产生放射ほうしゃ性せい尘埃。

同どう时，在ざい爆ばく炸时的てき核かく弹内部ぶ，裂きれ变所释放出来でき的てき中子なかご会かい撞击临近的てき铀原子核げんしかく并使它们也发生せい裂きれ变。这样发生裂きれ变的原子げんし数量すうりょう以指数すう的てき速度そくど上じょう升ます（这也就是所しょ谓的链式反はん应）。在ざい短たん短たん的てき一いち微ほろ秒びょう内ない，发生裂きれ变的原子げんし数すう就可以翻上じょう一いち百ひゃく倍ばい，也就是ぜ将しょう会かい有数ゆうすう吨的铀原子げんし发生裂きれ变。但ただし是ぜ实际上じょう，核かく弹中的てき装そう药不会かい有ゆう这么多た，而且在ざい核かく装そう药被炸开之の前まえ，通常つうじょう只ただ有数ゆうすう千克的铀发生了裂变反应。核かく武器ぶき设计中ちゅう的てき一いち个关键难题就是ぜ如何いか保ほ证核装そう药能够保持ほじ尽つき可能かのう长的时间不ふ被ひ炸散。核かく裂きれ变所释放出来でき的てき热量会かい使し铀发生せい膨胀，使つかい得とく铀原子げんし的てき距离变远。这样裂きれ变所释放出来でき的てき中子なかご在ざい触さわ发新的てき裂きれ变之前ぜん就飞出で核かく装そう药的可能かのう性せい就会大だい大だい增加ぞうか，甚至会かい导致链式反はん应停止ていし。

能のう够通过链式しき反はん应来维持裂きれ变的物ぶつ质被称しょう为裂变物。核かく武器ぶき中ちゅう通常つうじょう使用しよう的てき两种裂きれ变物为

• 铀-235：通常つうじょう被ひ称しょう为高浓缩铀、橡とち树岭合金ごうきん，或ある者もの25（原子げんし序じょ数すう92的てき最さい后きさき一いち位い和わ原子げんし量りょう235的てき最さい后きさき一いち位い）
• 钚-239：通常つうじょう被ひ称しょう为钚，或ある者もの49（原子げんし序じょ数すう94的てき最さい后きさき一いち位い和わ原子げんし量りょう239的てき最さい后きさき一いち位い）

铀元素げんそ最さい常つね见的同位どうい素もと铀-238也被称しょう为非浓缩铀、贫铀以及28（原子げんし序じょ数すう92的てき最さい后きさき一いち位い和わ原子げんし量りょう238的てき最さい后きさき一いち位い）。它也可か以发生せい裂きれ变，但ただし是ぜ不能ふのう直接ちょくせつ作さく为核弹的裂きれ变物。由よし于铀-238在ざい裂きれ变反应中所しょ释放出来でき的てき中子なかご的てき能のう量りょう不ふ够，不足ふそく以触发新的てき裂きれ变，因いん而无法ほう维持链式反はん应。然しか而它的てき裂きれ变仍然しか可か以释放巨大きょだい的てき能のう量りょう。通常つうじょう可か以使用しよう聚变源げん所しょ释放的てき中子なかご使し其发生せい裂きれ变。铀-238在ざい裂きれ变中释放的てき能のう量りょう是ぜ二阶段热核武器释放的能量的主要来源。

核かく聚变

由よし于聚变所释放出来でき的てき能のう量りょう不足ふそく以维持じ高温こうおん高だか压的聚变环境，它一般无法形成链式反应。它产生せい的てき中子なかご通常つうじょう会かい带走绝大部分ぶぶん的てき能のう量りょう。在ざい核かく武器ぶき中ちゅう，通常つうじょう使用しよう的てき聚变反はん应被称しょう为D-T反はん应。在ざい高温こうおん高だか压的环境下か，氢的两种同位どうい素もと氘（D）和かず氚（T）会かい形成けいせい一个氦核与一个中子，同どう时释放出ほうしゅつ能のう量りょう：

$\ ^{2}\mathrm {D} +^{3}\!\mathrm {T} =^{4}\!\!\mathrm {He} +n+17.6\ \mathrm {MeV}$

注意ちゅうい，反はん应中释放出ほうしゅつ的てき总能量りょう为17.6百ひゃく万まん电子伏ふく特とく，仅仅是ぜ裂きれ变反应的十じゅう分ふん之の一いち。但ただし是ぜ由よし于反应物的てき质量仅仅是ぜ裂きれ变反应的约五十じゅう分ふん之の一いち，单位质量的てき聚变物ぶつ质释放出ほうしゅつ来らい的てき能のう量りょう更さら为巨大だい。然しか而由于主要しゅよう的てき能のう量りょう都と被ひ中子なかご所しょ带走，而中子こ又また不ふ带有电荷、质量又また与あずか氘氚原子核げんしかく差さ距不大だい，它所带有的てき能のう量りょう不ふ会かい被ひ用もちい来らい维持聚变反はん应，也不会かい产生能のう够引起おこり冲击波は和わ火ひ焰的X射い线。为了利用りよう聚变所しょ释放的てき能のう量りょう，在ざい实践中ちゅう需要じゅよう将はた中子なかご源げん用よう重金属じゅうきんぞく包つつみ围起来らい，比ひ如铅、铀、钚等等とう。如果14百ひゃく万电子伏特的中子被铀原子核（238或ある235）捕と获，将しょう会かい引发铀原子核げんしかく的てき裂きれ变反应，同どう时释放出ほうしゅつ180百ひゃく万电子伏特的能量，能のう量りょう增加ぞうか了りょう十じゅう几倍。

因いん此，通常つうじょう裂きれ变被用よう来らい引发聚变，帮助维持聚变，并增大ぞうだい聚变产生的てき中子なかご携带的てき能のう量りょう。注意ちゅうい在ざい中子なかご弹中なか，我わが们不需要じゅよう使用しよう裂きれ变来增加ぞうか释放能のう量りょう，这是因いん为中子なかご弹释放的てき中子なかご就是我わが们需要じゅよう的てき目め标。

生なま产氚的てき核かく反はん应

第だい三个需要介绍的核反应可以用来制造氚，因いん此同样非常ひじょう重要じゅうよう。氚是使用しよう了りょう聚变的てき核かく武器ぶき的てき核心かくしん，并且也是核かく武器ぶき中ちゅう最さい贵重的てき部分ぶぶん。氚，也被称しょう为氢-3，包含ほうがん一个质子和两个中子。自然しぜん界かい中ちゅう的てき氚一般是宇宙射线中的高能中子击中了氘原子核，氘核于中子なかご结合生成せいせい氚核。而在人工じんこう制せい造づくり的てき过程中ちゅう，一般通过用一个中子轰击锂-6原子核げんしかく，从而产生一いち个氦-4原子核げんしかく與一よいち个氚原子核げんしかく，同どう时释放出ほうしゅつ能のう量りょう，

$\ ^{6}\mathrm {Li} +n=^{4}\!\!\mathrm {He} +^{3}\!\mathrm {T} +5\ \mathrm {MeV}$

中子なかご由よし一个核反应堆提供。工こう业化的てき将はた锂-6转为氚的过程于将铀-238转化为钚-239的てき过程非常ひじょう相似そうじ。在ざい这两个转化か过程中ちゅう，反はん应物质都放置ほうち在ざい一个核反应堆，经过一段时间取出进行处理。在ざい20世せい纪50年代ねんだい，核かく反はん应堆的てき容量ようりょう有限ゆうげん，生なま产氚和生かずお产钚互为竞争关系。核かく武器ぶき中ちゅう使用しよう的てき每ごと一个氚原子都是本应用来生产钚原子的。一いち个钚原子げんし裂きれ变释放出ほうしゅつ的てき能のう量りょう是ぜ一个氚原子聚变所释放出的能量的十倍，因いん此仅当とう氚可以补偿生产氚时所浪なみ费的能のう量的りょうてき时候，亦また即そく可か以触发更多た的てき裂きれ变时，才さい会かい在ざい核かく武器ぶき中ちゅう使用しよう氚，也就是ぜ在ざい聚变增强ぞうきょう弹中。

然しか而，一个爆炸的核弹就是一个核反应堆。上面うわつら所しょ说的过程可か以在二阶段热核武器的第二阶段中同时发生，于是也就在ざい设备爆ばく炸的同どう时提供ていきょう了りょう聚变所しょ需要じゅよう的てき氚。

在ざい所有しょゆう这三种类型的核武器中，纯裂变核弹仅使用しよう了りょう第だい一いち个核反はん应，第だい二に个，聚变增强ぞうきょう弹使用よう了りょう前ぜん两个，而第三さん个，二阶段热核武器使用了所有的三个核反应。

纯裂变核武器ぶき

即そく俗稱ぞくしょう的てき原子げんし彈だん。

核かく武器ぶき设计的てき第だい一いち个任务是快速かいそく的てき将はた裂きれ变物铀或者しゃ钚快速そく的てき组合在ざい一起并超过链式反应的临界质量。当とう达到这个临界质量的てき时候，裂きれ变物质裂变产生せい的てき中子なかご将しょう会かい有ゆう很大的てき概がい率りつ被ひ其它的てき裂きれ变物质原子核げんしかく所しょ捕と获，这样就可以维持じ链式反はん应的进行了りょう。换句话说，每まい一个裂变的原子核都可以引发多于一个的裂变事件。

在ざい裂きれ变物质达到临界质量以后，为了尽つき可能かのう多た的てき引发链式反はん应，需要じゅよう使用しよう中子なかご源げん将はた大量たいりょう地ち的てき中子なかご迅速じんそく的てき提供ていきょう给裂变物质。早期そうき的てき核かく武器ぶき将しょう一いち种称为顽童的てき装置そうち放置ほうち在ざい核かく装そう药的内部ないぶ，这个装置そうち包括ほうかつ钋-210和わ铍，这两部分ぶぶん被ひ一个薄片分开。核かく装そう药内爆ばく时，将しょう会かい压碎顽童，使つかい两部分ぶぶん金属きんぞく混合こんごう在ざい一起かずき，这样钋衰变产生せい的てきαあるふぁ粒子りゅうし会かい与あずか铍相互そうご反はん应，从而产生自由じゆう中子なかご。在ざい现代的てき核かく武器ぶき中ちゅう，中子なかご源げん是ぜ一个包含有一个加速器的高电压真空管，加速かそく器用きよう氘氚原子核げんしかく轰击氘氚的てき金属きんぞく化合かごう物ぶつ，产生的てき小しょう规模聚变会かい释放出ほうしゅつ能のう够射入にゅう核かく装そう药的自由じゆう中子なかご。这个方式ほうしき可か以更好地こうち控ひかえ制せい链式反はん应的起おこり始はじめ时间。

假かり设裂变材料りょう被ひ制せい成なり一个没有任何封装、没ぼつ有ゆう被ひ压缩的てき金属きんぞく球だま，那な么，对于铀-235，它的临界质量是ぜ50千せん克かつ，而钚-239的てき临界质量是ぜ16千せん克かつ。在ざい实际的てき应用中ちゅう，临界质量与あずか核かく装そう药的形状けいじょう、纯度、密度みつど、与あずか中子なかご反射はんしゃ材料ざいりょう的てき距离都と有ゆう密みつ切きり的てき关系，因いん为这些因素もと都会とかい影かげ响中子なかご的てき逃逸和わ捕捉ほそく的てき概がい率りつ。对于实际当とう中なか的てき核かく武器ぶき制せい造づくり来らい说，核かく装そう药的密度みつど总是被ひ事こと先さき加か以提高だか，以有助じょ于核武器ぶき的てき小型こがた化か。

为了避免链式反はん应在制せい造づくり的てき时候发生，核かく武器ぶき的てき裂きれ变物质必须保证在爆ばく炸前处于临界质量以下いか。它可能かのう包つつみ含有がんゆう一个或者更多的部分，每ごと一部分都包含有一块不超过临界质量的裂变物质。如果外がい壳是一个细长的中空形状，那な么里面めん可か以放置ほうち的てき裂きれ变物质可以超过球形がた的てき临界质量，这是因いん为柱形がた的てき裂きれ变材料りょう可か以制成なり任意にんい长而不ふ会かい到いた达临界かい质量。通常つうじょう裂きれ变物质用一层高密度金属物质包裹起来。这些重金属じゅうきんぞく的てき惯性会かい延のべ缓反应金属きんぞく的てき爆ばく炸，从而提ひさげ高だか核かく武器ぶき的てき效率こうりつ。而这一层也经常被同时用作填塞物和中子なかご反射はんしゃ层。

枪式

在ざい广岛爆ばく炸的核かく弹小男こおとこ孩使用しよう了りょう64千せん克かつ的てき铀，其中80%（大だい约51千せん克かつ）为铀-235，已やめ经达到いた未み封ふう装そう情じょう况下的てき临界质量。如果考こう虑到外面がいめん还要封ふう装そう一いち层中子なかご反射はんしゃ器き，64千克已经超出了临界质量的两倍。在ざい爆ばく炸前，铀-235被ひ分ぶん成なり了りょう两块低てい于临界かい质量的てき部分ぶぶん，其中的てき一块会被以类似枪械弹丸发射的方式击中另一块，从而引发爆ばく炸。大だい约只有ゆう1.5%的てき铀发生せい了りょう裂きれ变，而余下か的てき部分ぶぶん散布さんぷ在ざい了りょう地面じめん上じょう，没ぼつ有ゆう任にん何なん用よう处。而这些铀-235消耗しょうもう了りょう橡とち树岭的てき巨きょ型がた工こう厂在整せい个战争そう期き间大部分ぶぶん产量。 这种低てい效率こうりつ是ぜ由よし于没有ゆう被ひ压缩的てき铀在裂きれ变时迅速じんそく的てき膨胀，随ずい后きさき由よし于密度みつど变得低てい于了临界质量。由よし于这个设计需要よう使用しよう细长的てき枪管，这种设计被ひ装そう在ざい了りょう小しょう直径ちょっけい的てき矩形くけい弹壳中ちゅう。这种核かく弹在美国びくに一直部署到了1992年ねん，消耗しょうもう了りょう美国びくに兵へい工こう厂中大だい部分ぶぶん的てきU-235。由よし于枪式しき核かく弹的低てい生なま产量和わ其危险性，同どう时为了りょう满足限げん制せい核かく武器ぶき数量すうりょう的てき条じょう约，这些核かく弹被首くび先さき拆除。

内うち爆ばく式しき

在ざい长崎爆ばく炸的核かく弹胖ゆたか子こ，使用しよう了りょう6.2千せん克かつ钚-239，体たい积大约350毫升。这仅仅是未み封ふう装そう球形きゅうけい情じょう况下的てき临界质量的てき39%。由よし于核装そう药由铀-238包つつみ裹并充当じゅうとう中子なかご反射はんしゃ层，核かく装そう药接近せっきん了りょう临界质量。核かく装そう药的周しゅう围均匀的放置ほうち了りょう常つね规炸药，而这些炸药将在ざい爆ばく炸时同どう时起爆ばく，引起内ない爆ばく。内うち爆ばく使し得とく钚被强烈きょうれつ压缩密度みつど增加ぞうか，达到了りょう临界质量并开始はじめ連鎖れんさ反はん应。内うち爆ばく由ゆかり多た个起爆きばく电桥线形雷管らいかん触さわ发。根ね据すえ估计，大だい约只有ゆう20%的てき钚发生せい了りょう裂きれ变，而剩下か的てき近きん5千克钚散落到地面上。

内うち爆ばく时产生せい的てき冲击波は仅持续很短たん的てき时间，只ただ有ゆう一部分的核装药在冲击波经过的一瞬间被压缩。为了增强ぞうきょう内ない爆ばく效果こうか，可か以将低てい密度みつど金属きんぞく（如铝、铍或ある者もの是ぜ两种金属きんぞく的てき合金ごうきん，选用铝是因いん为它很容易ようい安全あんぜん的てき变形，而选用よう铍是因いん为它的てき中子なかご反射はんしゃ性せい）制せい成なり中ちゅう间层，放置ほうち在ざい爆ばく炸物和わ反射はんしゃ层之间。这样，一部分的冲击波会被反射回去，而冲击波的てき作用さよう时间就加长了。胖ゆたか子こ核かく弹使用よう了りょう铝制成なり的中てきちゅう间层。

胖ゆたか子こ核かく弹的高だか效率こうりつ是ぜ因いん为大量的りょうてきU-238填はま充たかし物ぶつ。尽つき管かんU-238不ふ发生裂きれ变，在ざい内ない爆ばく发生后きさき，这层填充たかし物ぶつ会かい带有向こう内的ないてき动量。虽然钚的链式反はん应会使し钚膨胀并最さい终停止ていし反はん应，膨胀首くび先さき需要じゅよう克服こくふく内ない爆ばく产生的てき动量。虽然仅仅将はた核かく装そう药多保持ほじ在ざい一起仅仅几百纳秒，核かく弹的效率こうりつ却因此而增加ぞうか。

钚核装そう药

内うち爆ばく核かく武器ぶき的てき核心かくしん是ぜ裂きれ变物质与周しゅう围包裹的中子なかご反射はんしゃ层，这被称しょう为核装そう药。在ざい一いち些20世せい纪50年代ねんだい的てき核かく测试中ちゅう，核かく装そう药分别测试了仅仅使用しよう铀-235、使用しよう铀钚合金ごうきん等とう等とう情じょう况。 但ただし是ぜ纯钚的てき核かく装そう药是体たい积最小さいしょう的てき，因いん此从60年代ねんだい早期そうき开始，使用しよう纯钚作さく为裂变武器き的てき主要しゅよう核かく装そう药成为了制せい造づくり核かく弹的标准。但ただし是ぜ，也有やゆう某ぼう些使用しよう高だか浓缩铀（HEU）的てき部ぶ件けん仍在一些裂变装置中被使用，以从不同ふどう的てき方面ほうめん来らい提ひさげ高だか核かく武器ぶき的てき性能せいのう或ある降くだ低てい成本なりもと。

由よし于钚有毒ゆうどく，而且还有许多同素どうそ异形体けいたい（参まいり见钚的同素どうそ异形体けいたい，铸造、加工かこう钚成为一项艰巨的任务。当とう钚冷却时，相そう变会使し钚变形がた甚至裂きれ开。这种变形可か以通过添加てんか3-3.5%摩ま尔分数すう（0.9-1%质量分数ぶんすう）的てき镓以形成けいせい钚镓合金ごうきん来らい解かい决，使つかい得とくδでるた相可しょうか以占据すえ一个很宽的温度范围。当とう钚镓合金ごうきん从熔化か状じょう态冷却时，相そう变将会かい从εいぷしろん相あい转变为δでるた相しょう，而不会かい经过四よん个相变。理り论上也可以使用しよう其他的てき三さん价金属きんぞく，但ただし是ぜ由よし于镓的てき中子なかご吸收きゅうしゅう截面很小，同どう时也能のう保ほ护钚不ふ受腐蚀，通常つうじょう都と使用しよう钚镓合金ごうきん。但ただし是ぜ钚镓合金ごうきん的てき缺点けってん是ぜ镓自己じこ会かい被ひ腐くさ蚀，因いん此如果はて如果想そう将はた从拆除じょ的てき核かく武器ぶき中ちゅう提ひさげ取的とりてき钚转化か为二に氧化钚用よう于发电核かく反はん应堆时，很难从中去さ除じょ镓。

由よし于钚的てき化学かがく性せい质活泼，通常つうじょう会かい将しょう制せい成なり的てき核かく装そう药镀上じょう一层薄薄的惰性金属。这层镀膜还可避免钚的毒性どくせい危害きがい。第だい一枚核弹使用了银镀膜，随ずい后きさき，使用しよう蒸ふけ汽镍镀膜，但ただし是ぜ现在，通常つうじょう使用しよう金きん。钚部件けん的てき机つくえ械加工かこう过程总是需要じゅよう在ざい惰性だせい气体的てき保ほ护下进行。

悬浮核かく装そう药

对胖子こ核かく弹的第だい一个改进是在填充物与核装药之间留下一层空间，这样可か以产生せい一种类似于锤子敲钉子的效果。核かく装そう药被放ひ在ざい填はま充たかし物的ぶってき空洞くうどう中ちゅう，由よし一个锥体支撑，被ひ称しょう为是悬浮的てき。1948年ねん，三さん次じ沙すな石せき行ぎょう动的てき实验使用しよう了りょう悬浮核かく装そう药的胖ゆたか子こ核かく弹设计，最大さいだい的てき一いち枚まい达到了りょう4.9万まん吨当量りょう，比ひ未み悬浮的てき胖ゆたか子こ核かく弹两倍ばい还多。 随ずい后きさき。内うち爆ばく法被はっぴ确认为是裂きれ变核武器ぶき的てき最さい佳けい设计。它唯一的缺点是直径太大了。胖ゆたか子こ核かく弹的直径ちょっけい是ぜ1.5米めーとる，而小男こおとこ孩只有ゆう60公おおやけ分ぶん。11年ねん后きさき，在ざい成功せいこう的てき改あらため进了内ない爆ばく法ほう设计之の后きさき，原子げんし弹长仅需60厘りん米まい、直径ちょっけい仅需30厘りん米まい。

胖ゆたか子こ核かく弹中的てき钚-239核かく装そう药的直径ちょっけい仅有9厘りん米まい，一いち个垒球だま大小だいしょう。胖ゆたか子こ的てき巨きょ大体だいたい积主要よう是ぜ由よし于它采さい用よう了りょう内ない爆ばく机つくえ制せい，有ゆう一いち层层同心どうしん的てき球面きゅうめん，包括ほうかつ铀-238、铝、以及高だか爆ばく炸药。降くだ低てい半径はんけい的てき关键是ぜ采さい用よう两点式内しきない爆ばく设计。

两点线性内ない爆ばく

一いち个非常ひじょう低てい效こう的てき设计是ぜ用よう最小さいしょう的てき压缩简单的てき将しょう一个卵形压缩成球形，在ざい使用しよう线性内ない爆ばく的てき核かく弹中，核かく装そう药被装そう入にゅう一个两端装有高爆炸药的圆柱形容器。核かく装そう药为未み填はま塞ふさが的てき实心的てき钚-239，并将其拉伸しん，其质量りょう需要じゅよう超ちょう过球形がた时的临界质量。爆ばく炸将核かく装そう药的两端向むこう内ない推，使つかい其变成なり球形きゅうけい，从而使し得とく核かく装そう药达到临界质量。冲击波は可能かのう还会使し钚从δでるた相あい变成αあるふぁ相しょう，即そく使つかい没ぼつ有ゆう内ない爆ばく带来的てき向こう内的ないてき动量，钚的密度みつど就可以增加ぞうか23%。虽然内ない爆ばく压力不足ふそく使し得とく这种设计方案ほうあん效率こうりつ较低，但ただし是ぜ它结构简单，半径はんけい也非常ひじょう小しょう，从而可か以将它装在ざい炮弹中ちゅう或ある者もの手提てさげ箱ばこ核かく弹中なか。

不ふ论是枪式的てきU-235核かく弹还是ぜ线性内ない爆ばく的てき钚-239核かく弹的当とう量りょう都と很低，而且需要じゅよう很多裂きれ变物质使得とく核かく装そう药的直径ちょっけい达到15到いた25厘りん米まい。

两点中空なかぞら核かく装そう药内爆ばく

更さら有效ゆうこう的てき两点式内しきない爆ばく系けい统使用よう了りょう两块高だか爆ばく炸药和わ一个中空的核装药。

1945年ねん设计胖ゆたか子こ核かく弹时，其实已やめ经考虑了中空なかぞら核かく装そう药的设计，但ただし是ぜ那な时没有ゆう足あし够的时间来生きすぎ产这种内爆ばく系けい统并进行测试。由よし于紧迫せり的てき时间限げん制せい，人にん们认为简单的实心核かく装そう药设计将更さら为可靠もたれ，但ただし是ぜ该设计需要じゅよう大量たいりょうU-238作さく为填充たかし物ぶつ，一个非常厚的铝壳来延长内爆冲击波的作用时间，此外还需要じゅよう三吨重的高爆炸药。战后，人にん们又重おも新しん开始考こう虑中空なかぞら的てき核かく装そう药设计。显然，中空なかぞら的てき钚可以在内ない爆ばく发生时发生せい变形，向こう内部ないぶ空洞くうどう挤压，和かず实心核かく装そう药设计相比ひ可か以带来らい更さら大だい的てき向こう内的ないてき动量。中空なかぞら核かく装そう药自身じしん就可以完成かんせい部分ぶぶん填はま充たかし物的ぶってき作用さよう，这样就不需要じゅよう那な么多的てきU-238填はま充たかし物ぶつ、不ふ需要じゅよう铝壳缓冲，也减少しょう了りょう对高爆ばく炸药的てき需求量りょう。

胖ゆたか子こ核かく弹包含有がんゆう两层同心どうしん的てき球形きゅうけい高だか爆ばく炸药，每まい层都有ゆう25厘りん米よね厚あつし。内うち爆ばく由よし内ない层的炸药驱动，而外层的炸药包つつみ含有がんゆう32个爆ばく炸透镜，这些透とおる镜排成なり足あし球形きゅうけい，每まい一个都可以将他们的爆炸物的冲击波转换为凹形的波，以和内ない层炸药的轮廓匹ひき配はい。如果这32个爆炸系统可以用两个替がえ代だい，那な么高爆ばく炸药球だま可か以变成なり一いち个椭球形きゅうけい，而半径はんけい也将大だい大だい缩小。

胖ゆたか子こ核かく弹上使用しよう的てき标准的てき爆ばく炸透镜使用よう了りょう快速かいそく和わ慢速的てき炸药，如果要よう能のう够产生せい凹形冲击波は以包住じゅう整せい个半球はんきゅう，这个透とおる镜要么非常ひじょう长，要よう么需要よう将しょう一部分炸药产生的冲击波的速度降到很低。如果使用しよう一个金属盘，让它在ざい爆ばく炸后变形，并由冲击波は推动它穿过一いち段だん空そら间，他た的てき速度そくど可か以被设计得とく足あし够慢。使用しよう了りょう这个技わざ术以后きさき，一个两点式的的内爆系统可以不超过其直径的两倍，如同瑞みず典てん示しめせ意い图所示しめせ。

聚变增强ぞうきょう裂きれ变核武器ぶき

主しゅ条目じょうもく：聚变增强ぞうきょう裂きれ变核武器ぶき

核かく武器ぶき小型こがた化か的てき下か一步是加速核装药的裂变以减少最小的惯性约束时间。中空なかぞら核かく装そう药的设计为我们提供ていきょう了りょう一个引入聚变源来增强裂变的绝佳位置。我わが们可以在核かく武器ぶき装そう弹的时候将はた等量とうりょう的てき氘和氚注入ちゅうにゅう核かく装そう药的中空なかぞら处，在ざい裂きれ变开始はじめ后きさき，氘和氚就会かい聚变成なり氦，并放出ほうしゅつ自由じゆう中子なかご，由ゆかり于此时的核かく装そう药仍然しか处在临界质量的てき状じょう态或者しゃ接近せっきん临界质量的てき状じょう态，聚变产生的てき自由じゆう中子なかご将しょう会かい引发非常ひじょう多た的てき新しん的てき链式反はん应。因よし此，如果使用しよう了りょう中空なかぞら核かく装そう药的设计，那な么没有ゆう道理どうり不ふ使用しよう聚变增强ぞうきょう裂きれ变的设计。

聚变增强ぞうきょう裂きれ变的概念がいねん在ざい1951年ねん5月がつ25日にち进行了りょう测试。这次核かく试验名めい为“温室おんしつ项目”，是ぜ“温室おんしつ行ぎょう动”系列けいれつ核かく试验的てき一いち环。测试地ち点在てんざい马绍尔群岛的埃ほこり内ない韦塔克かつ环礁，爆ばく炸当量りょう为45.5千せん吨。

由よし于聚变加快かい了りょう裂きれ变的速度そくど，这个设计可か以有效ゆうこう地ち减小核かく弹的直径ちょっけい，原因げんいん如下：

• 由よし于压缩的核かく装そう药不需要じゅよう被ひ保持ほじ那な么长时间，大量たいりょう的てき铀-238填はま充たかし物ぶつ可か以使用しよう重量じゅうりょう较轻的てき铍壳来らい代替だいたい。铍可以将逃逸的てき中子なかご反射はんしゃ回かい核かく装そう药，而直径ちょっけい可か以因此而减小。
• 在ざい不ふ降くだ低てい核かく弹威力りょく的てき情じょう况下，由ゆかり于核弹的效率こうりつ提ひさげ高だか，核かく装そう药的质量可か以减轻一半いっぱん，这也使し直径ちょっけい减小。
• 由よし于内爆ばく中ちゅう被ひ压缩的てき金属きんぞく减少了りょう，高こう爆ばく炸药的てき需求量りょう也减少しょう了りょう，因いん此可以进一いち步ほ的てき减小直径ちょっけい。

如果降くだ低てい聚变的てき强度きょうど，就会造成ぞうせい爆ばく炸当量的りょうてき降くだ低てい。因よし此，聚变增强ぞうきょう核かく弹是可か变当量的りょうてき核かく武器ぶき。只ただ要よう在ざい装そう载核弹的时候少しょう放ひ一いち些氚，就可以在爆ばく炸前降くだ低てい核かく弹的当とう量りょう。

第だい一个满足所有前面介绍的这些特征（两点式内しきない爆ばく、中空なかぞら核かく装そう药和聚变增强ぞうきょう内ない爆ばく）的てき核かく弹代号ごう为天てん鹅，于1956年ねん6月がつ22日にち进行了りょう测试。这次核かく试验是ぜ红翼鸫行动的一いち环，代だい号ごう为inca，试验地点ちてん仍在埃ほこり内ない韦塔克かつ环礁。这枚核かく弹的当とう量りょう为一万まん五ご千せん吨，大だい约和小男こおとこ孩核弹一样。它的重量じゅうりょう是ぜ47.6千せん克かつ，柱はしら形がた，长58厘りん米まい，直径ちょっけい29.5厘りん米まい。上面うわつら的てき示しめせ意い图展示てんじ了りょう它的基本きほん结构。

11天てん后きさき，1956年ねん7月がつ3日にち，天てん鹅又一次在埃内韦塔克环礁试爆，这次的てき代だい号ごう为Mohawk。这一いち次じ，它被用よう来らい测试一个二阶段热核武器的第一阶段。在ざい20世せい纪50年代ねんだい，它为了りょう这个目的もくてき进行了りょう十じゅう余よ次じ测试。天てん鹅是第だい一个以后各种设计的原型，是ぜ第だい一个走向实用的热核武器。

天てん鹅成功せいこう以后305毫米成なり为了了りょう20世せい纪五十年代用于测试第一阶段聚变增强的热核武器的标准直径。核かく弹的长度一般都是直径的两倍。但ただし是ぜ有ゆう一いち个例外がい，弹体近似きんじ球形きゅうけい，而长度ど仅381毫米，后きさき来らい它成为了W54核かく弹头。在ざいW54最さい终部署しょ前まえ，它在1957年ねん-1962年ねん进行了りょう20多た次つぎ核かく试验，失しつ败次数すう比ひ其他设计都と多おお。由よし于更长的核かく弹一般在第一次测试就会成功，达到需要じゅよう的てき长宽比ひ需要じゅよう展てん平ひら两片高だか爆ばく透とおる镜，这里有ゆう一定いってい的てき难度。

除じょ了りょう使し核かく弹更小しょう、更さら轻，需要じゅよう的てき裂きれ变物质也更さら少すくな以外いがい，聚变增强ぞうきょう可か以使得とく核かく弹更能のう抵抗ていこう辐射的てき干ひ扰。在ざい20世せい纪50年代ねんだい中期ちゅうき，人にん们发现钚核かく装そう药对其他的てき放射ほうしゃ性せい辐射非常ひじょう敏感びんかん。如果将はた它暴露ばくろ在ざい附近ふきん的てき核かく辐射中ちゅう，钚核装そう药可能会のうかい发生部分ぶぶん的てき爆ばく炸。由よし于第一次核打击造成的放射性就会使的装备的核武器失效，这在早期そうき预警系けい统建立こんりゅう起おこり来らい以前いぜん是ぜ一个很严重的问题。由よし于使用しよう聚变增强ぞうきょう减少了りょう核かく弹中钚的用量ようりょう，这样就可以减少しょう了りょう出で现问题的概がい率りつ。

二阶段热核武器

主しゅ条目じょうもく：泰たい勒-乌拉姆设计方案あん

纯粹的てき裂きれ变或者しゃ聚变增强ぞうきょう裂きれ变核弹可以达到几百ひゃく千せん吨的当とう量りょう，需要じゅよう消耗しょうもう大量たいりょう的てき裂きれ变物质和氚。但ただし是ぜ目前もくぜん，最さい有效ゆうこう的てき增加ぞうか核かく武器ぶき当とう量的りょうてき办法是ぜ使用しよう第だい二个独立的阶段，称しょう为次级。

在ざい二に十じゅう世せい纪四十じゅう年代ねんだい，洛らく斯阿拉ひしげ莫斯的てき核かく弹设计者们认为第二阶段应该是一罐液态的氘，或ある者もの是ぜ氘的氢化物ぶつ。聚变反はん应应该是D-D反はん应，虽然这个反はん应比D-T反はん应更难，但ただし是ぜ更さら为可行ぎょう。放置ほうち在ざい一端的裂变核弹用冲击波压缩氘，同どう时加热离裂きれ变核弹较近ちか的てき一いち端はし，而聚变会通どおり过管子こ传递到远端。但ただし是ぜ数学すうがく仿真证明这个方案ほうあん不可ふか行ぎょう，即そく使つかい加入かにゅう大量たいりょう昂のぼる贵的氚也不ふ行くだり。

整せい个聚变燃料ねんりょう罐かん需要じゅよう用よう裂きれ变能量りょう包つつみ裹起来らい，同どう时压缩和加か热，就像聚变增强ぞうきょう裂きれ变弹中ちゅう的てき增强ぞうきょう阶段一いち样。1951年ねん1月がつ，设计方案ほうあん有ゆう了りょう突破とっぱ性せい进展，爱德华·泰たい勒和わ斯特尼あま斯瓦夫おっと·乌拉姆发明了りょう辐射内ない爆ばく，在ざい近きん30年ねん的てき时间里さと，这个发明都と是ぜ氢弹的てき机つくえ密みつ。

辐射内ない爆ばく的てき概念がいねん于1951年ねん5月がつ9日にち进行了りょう试验。这个核かく试验是ぜ温室おんしつ行ぎょう动的てき一いち部分ぶぶん，代だい号ごう为乔治ち，试验地点ちてん是ぜ埃ほこり內韋塔とう克かつ環礁かんしょう，当とう量りょう为225千せん吨。第だい一次完整的核试验在1952年ねん11月1日にち举行，试验是ぜ常つね春藤しゅんどう行動こうどう的てき一いち部分ぶぶん，代だい号ごう为麥むぎ克かつ，试验地点ちてん也是在ざい埃ほこり內韋塔とう克かつ環礁かんしょう，当とう量りょう为10.4百ひゃく萬まん吨。

在ざい辐射内ない爆ばく中ちゅう，初はつ级的裂きれ变核弹产生せい的てき突发的てきX-射い线能量りょう被ひ捕捉ほそく并保存在そんざい一个对辐射不透明的通道中，这个通どおり道どう周しゅう围都是ぜ次じ级核弹的燃料ねんりょう。辐射很快使し通どおり道中どうちゅう填はま充たかし的てき泡沫うたかた塑料变成等とう离子态，而它对X-射い线是透明とうめい的てき，于是X-射い线辐射的しゃてき能のう量りょう就被包つつみ裹着第だい二极核弹的推动反射层的最外层吸收了。这一层被迅速的烧蚀掉了，并对聚变燃料ねんりょう施ほどこせ加か了りょう巨大きょだい的てき力りょく（就像火箭かせん发动机つくえ一いち样） 。于是，聚变的てき燃料ねんりょう就像初はつ级的核かく弹一样被内ない爆ばく了りょう。在ざい次つぎ级内爆ばく的てき同どう时，一个插在次级核弹中央的裂变“火花ひばな塞ふさが”被ひ点てん燃もえ，同どう样为聚变燃料ねんりょう的てき点火てんか提供ていきょう了りょう热量。裂きれ变和聚变的てき链式反はん应在二者之间不停的交换中子，同どう时提升ます了りょう两者的てき效率こうりつ。内うち爆ばく的てき力量りきりょう越えつ大だい，裂きれ变“火花ひばな塞ふさが”的てき效率こうりつ将はた由ゆかり于聚变产生せい的てき中子なかご变得越高こしたか，而次级聚变自身じしん的てき爆ばく炸可以提供ていきょう越えつ大だい的てき爆ばく炸当量りょう。但ただし是ぜ在ざい通常つうじょう的てき设计中ちゅう，不ふ会かい让次级的当とう量りょう比ひ初はつ级大很多。

A 点火てんか前まえ的てき核かく弹头。初はつ级在顶部，次じ级在底部ていぶ。两部分ぶぶん都と是ぜ聚变增强ぞうきょう裂きれ变核弹。
B 高こう爆ばく炸药将はた初はつ级核弹点火てんか，将はた钚核装そう药压缩至超ちょう过临界かい状じょう态，开始裂きれ变反应。
C 初はつ级裂变放出ほうしゅつX射い线，沿着聚苯乙おつ烯泡沫うたかた塑料的てき通どおり道どう传递。
D 次じ级核弹被X射い线引起おこり的てき烧蚀所しょ压缩，而插在ざい次つぎ级中的てき钚火花はな塞ふさが也开始はじめ裂きれ变，提供ていきょう热量。
E 氘化锂-6在ざい被ひ压缩和かず加か热后，开始聚变反はん应，中子なかご流りゅう使し得とく反射はんしゃ层也开始裂きれ变，同どう时一个火球也开始形成……

例れい如，在ざい1956年ねん7月がつ3日にち进行的てき红翼鸫行动的Mohawk核かく试验中ちゅう，名めい为笛ふえ子こ的まと次じ级与作さく为初级的天てん鹅连在一いち起おこり。笛ふえ子こ长59厘りん米まい，直径ちょっけい为38厘りん米まい，和かず天たかし鹅的大小だいしょう差さ不ふ多た，但ただし是ぜ它的重量じゅうりょう是ぜ初はつ级的十じゅう倍ばい，产生的てき能のう量りょう是ぜ初はつ级的24倍ばい。同どう样重要じゅうよう的てき是ぜ，次じ级笛子中こなか活性かっせい成分せいぶん的てき价值并不比ひ初はつ级天鹅贵。大だい多数たすう的てき裂きれ变材料りょう来らい自じ价格便宜べんぎ的てき铀-238，而氚是ぜ在ざい爆ばく炸的时候现场制せい造づくり的てき。只ただ有ゆう次じ级级轴线上じょう的てき火花ひばな塞ふさが需要じゅよう是ぜ裂きれ变物质。次つぎ级核弹如果はて是ぜ球形きゅうけい，内ない爆ばく的てき密度みつど将しょう比ひ柱はしら形がた次じ级更大だい。这是因いん为球形がた使し得とく内ない爆ばく可か以从各かく个方向ほうこう向こう同一どういつ个点压缩。然しか而，在ざい当とう量りょう超ちょう过一百ひゃく万吨的核弹中，次じ级如果はて是ぜ球形きゅうけい，直径ちょっけい将しょう会かい太ふとし大だい而使得用とくよう处受限げん。而在这些场合必须使用しよう柱ばしら形がた。在ざい1970年ねん以后，多た弹头洲しゅう际导弹较小しょう的てき、锥形的てき再さい入いれ舱开始はじめ使用しよう球形きゅうけい次じ级的战斗部ぶ，当とう量りょう大概たいがい是ぜ几百ひゃく千せん吨。

和かず聚变增强ぞうきょう一いち样，二阶段核弹的优势非常明显。因よし此一旦一个国家掌握了这种技术，那な么没有理ゆうり由ゆかり不ふ装そう备它。

在ざい工程こうてい上じょう来らい说，辐射内ない爆ばく需要じゅよう考こう虑几种核武器ぶき材料ざいりょう的てき已やめ知ち特性とくせい，虽然这些性せい质还从来没ぼつ有ゆう过实际应用よう。例れい如

• 储存氘的最さい佳けい方式ほうしき是ぜ和わ锂用化学かがく的てき方式ほうしき绑定在ざい一起かずき，也就是ぜ氘化锂。而锂-6同位どうい素もと也是氚生产的原材料げんざいりょう。在ざい核かく弹爆炸时，整せい个核弹可以看作さく是ぜ一个核反应堆，辐射内ない爆ばく需要じゅよう使し所有しょゆう的てき材料ざいりょう保持ほじ在ざい一起足够长的时间，以将锂-6完全かんぜん转化为氚。因よし此，这种储存氘的方式ほうしき允まこと许使用しようD-T核かく聚变反はん应，而不需要じゅよう实现将はた氚储存在そんざい次じ级核弹中。氚生产的限げん制せい就这样消失しょうしつ了りょう。
• 尽つき管かん次じ级核弹被周しゅう围炽热的等とう离子体からだ所しょ包つつみ围并内ない爆ばく，它必须在最初さいしょ的てき1微ほろ秒びょう内ない保持ほじ冷却れいきゃく，也就是ぜ说，需要じゅよう将しょう次じ级核弹封在ざい大量たいりょう辐射隔へだた层中。这个隔层的巨大きょだい质量使し它可以作为一个填充たかし物ぶつ，增加ぞうか内ない爆ばく的てき动量和わ作用さよう时间。完成かんせい这项任にん务的最さい佳けい材料ざいりょう就是价格便宜べんぎ的てき铀-238，因いん为它也可以在D-T核かく聚变反はん应释放的てき中子なかご的てき作用さよう下か发生核かく裂きれ变释放出ほうしゅつ能のう量りょう。这个封ふう装そう也被称しょう为推送层，有ゆう三さん个功能のう：保ほ证次级核弹冷却れいきゃく，靠もたれ惯性维持核かく弹在高だか压缩状じょう态，最さい后きさき，作さく为整个炸弹的主要しゅよう能のう量りょう来らい源げん。这个推送层使得とく这种核かく弹更像ぞう是ぜ一个铀裂变弹而不是一个氢聚变弹。值得注意ちゅうい的てき是ぜ，业内人士じんし不ふ使用しよう「氢弹」这个名めい词。
• 最さい后きさき，聚变点火てんか所しょ需要じゅよう的てき热量并不是ぜ来き自じ初はつ级核弹，而是来き自じ插入そうにゅう次じ级核弹中心ちゅうしん的てき火花ひばな塞ふさが。次つぎ级核弹的内ない爆ばく使し得とく火花ひばな塞ふさが爆ばく炸，然しか后きさき点てん燃もえ了りょう周しゅう围的聚变材料ざいりょう。但ただし是ぜ随ずい后きさき，火花ひばな塞ふさが继续在中ざいちゅう子こ密集みっしゅう的てき环境中ちゅう进行裂きれ变，提供ていきょう了りょう核かく弹很大だい一いち部分ぶぶん当とう量りょう，直ちょく到いた消耗しょうもう光こう为止。火花ひばな塞ふさが爆ばく炸的另一个作用よう是ぜ提供ていきょう大量たいりょう的てき中子なかご以提高次こうじ级装药中的てき锂转变成氚的效率こうりつ。

1950年ねん，美国びくに总统杜もり鲁门针对苏联1949年ねん的てき首くび次じ核かく试验提出ていしゅつ要よう制せい造づくり一枚千万吨当量的超级炸弹，这成为了二阶段核弹的最初推动力。但ただし是ぜ二阶段热核武器的发明不仅仅可以用于制造巨型炸弹，也提供ていきょう了りょう最さい便宜べんぎ的てき、最さい紧凑的てき核かく武器ぶき小型こがた化か方案ほうあん。这使得とく所しょ谓的氢弹和わ原子げんし弹之间的区く别消失しょうしつ了りょう，也融合ゆうごう了りょう聚变增强ぞうきょう裂きれ变和裂きれ变增强ぞうきょう聚变的てき技わざ术。裂きれ变和聚变爆ばく炸的最さい佳けい方案ほうあん是ぜ可か以结合あい在ざい一いち起おこり的てき，使つかい之の成なり为一个可缩放的设计原则。即そく使つかい是ぜ152毫米直径ちょっけい的てき核かく炮弹也可以是一个二阶段热核武器。

在ざい随ずい后きさき的てき50年ねん里さと，没ぼつ有人ゆうじん能のう提出ていしゅつ制せい造づくり核かく弹的更さら好こう办法。五个拥有热核武器的国家即美国びくに、俄にわか罗斯、英国えいこく、中国ちゅうごく和わ法ほう国こく都と采さい用よう了りょう二阶段核弹的设计。其他拥有核かく武器ぶき的てき国家こっか以色列れつ、印度いんど、巴ともえ基はじめ斯坦、和かず北朝ほくちょう鲜，可能かのう拥有一いち阶段核かく武器ぶき，很可能かのう是ぜ聚变增强ぞうきょう核かく弹。

级间结构

在ざい一个二阶段热核武器中，初はつ级核弹的能のう量りょう会かい影かげ响次级核弹，这种在ざい初はつ级和次じ级之间的基本きほん的てき能のう量りょう传输调节结构被ひ称しょう为级间结构。这个结构可か以保护因次じ级聚变燃料ねんりょう加か热过快かい而导致其在ざい裂きれ变和聚变开始前ぜん就因为热膨胀而爆炸。

在ざい公おおやけ开文献ぶんけん中ちゅう，很少有ゆう关于级间结构的てき信しん息いき。在ざい一いち份美国こく政府せいふ向こう公おおやけ众开放的てき关于可か靠もたれ性せい替がえ换核弹头计划的てき文ぶん档中，这个名めい词首先さき以一个图片的标题出现。在ざい文ぶん档中指出さしで，新しん的てき核かく弹设计如果はて成功せいこう，将しょう会かい代替だいたい级间结构中ちゅう有毒ゆうどく的てき、易えき碎的材料ざいりょう以及昂のぼる贵的专门材料ざいりょう。文ぶん档中的てき这个表ひょう述じゅつ意味いみ着ぎ在ざい以往いおう的てき级间结构可能かのう使用しよう了りょう铍来调节初はつ级核弹中的てき中子なかご流量りゅうりょう，也可能かのう使用しよう了りょう一些能够吸收并重新辐射X射い线的材料ざいりょう。关于级间结构使用しよう的てき材料ざいりょう也有やゆう一いち些推测，据すえ称しょう这种代だい号ごう可能かのう为“FOGBANK”的てき材料ざいりょう可能かのう是ぜ一いち种气溶胶，很可能かのう掺入了りょう铍或其他物ぶつ质。

级间结构和わ次じ级核弹被一起封装在不锈钢薄膜中，以形成けいせい罐かん装そう子こ装そう配はい模も块，对于这个模も块从来らい没ぼつ有ゆう任にん何なん公おおやけ开的描绘。 对于级间调节最さい详细的てき描述是ぜ一枚英国的热核武器示意图，在ざい初はつ级和次じ级核弹之间仍有ゆう许多物体ぶったい。他た们被标记为“中子なかご聚焦透とおる镜和顶盖”、“反射はんしゃ器き/中子なかご枪架”、和かず“反射はんしゃ器き包装ほうそう”。最初さいしょ的てき这张图由绿色和平わへい组织放ひ在ざい互联网上，正せい确性无法保ほ证，也没有ゆう相しょう应的说明。

特定とくてい设计

尽つき管かん每ごと种核武器ぶき都と可か以归为以上じょう三さん种类型がた之の一いち，在ざい新しん闻中和ちゅうわ公こう众讨论中也经常会じょうかい提ひっさげ到いた下面かめん的てき一些特别的设计，但ただし是ぜ这些设计的てき名字みょうじ不ふ一定能正确地描述它们的工作原理和用途。例れい如：

氢弹

现代核かく武器ぶき都と需要じゅよう在ざい某ぼう种程度ていど上じょう使用しよう了りょうD-T聚变反はん应。即そく使つかい是ぜ纯裂变核弹，其中的てき中子なかご源げん仍然是ぜ一个包含有微量氚和氘的高电压真空管。然しか而，在ざい大だい众观念ねん中ちゅう，氢弹是ぜ一种数百万吨当量的核弹，要よう比ひ在ざい广岛投下とうか的てき小男こおとこ孩核弹威力りょく大上おおかみ千せん倍ばい。实际上じょう，这样高だか当とう量的りょうてき核かく弹是一种二阶段热核武器，需要じゅよう通どおり过使用しよう铀裂变来达到所しょ需要じゅよう的てき当とう量りょう，而其能のう量的りょうてき主要しゅよう来き源みなもと是ただし裂きれ变。

氢弹的てき设想最早もはや于1949年ねん为公众所注意ちゅうい，此时，一いち些卓越たくえつ的てき科学かがく家か们公开的表示ひょうじ反はん对制造づくり比ひ纯裂变核弹威力りょく更さら大だい的てき核かく武器ぶき。他た们的反はん对意见出于道德和とくわ实践的てき考こう虑。而另一些科学家认为，裂きれ变核弹的体たい积受到临界质量的てき限きり制せい，无法做得更さら小しょう，而聚变则没ぼつ有ゆう任にん何なん临界质量的てき限きり制せい。1949年ねん，苏联进行了りょう第だい一いち次じ核かく试验，爆ばく炸了第だい一颗原子弹，随ずい后きさき，总统杜もり鲁门要求ようきゅう洛らく斯阿拉ひしげ莫斯的てき科学かがく家か制せい造づくり一枚威力更大的核弹，从而结束了りょう对是否ひ制せい造づくり氢弹的てき争そう论。1952年ねん，在ざい常つね春藤しゅんどう行こう动中，代だい号ごう为Mike的てき核かく试验爆ばく炸了一いち颗1020万吨当量的氢弹，这被认为是ぜ第だい一いち次じ氢弹的てき测试，也加强きょう了りょう公おおやけ众认为氢弹比原子げんし弹（纯裂变核弹）威力いりょく强きょう上じょう千せん倍ばい的てき想そう法ほう。

1954年ねん，奥本おくもと海かい默だま 被ひ认为是ぜ氢弹的てき反はん对者。公おおやけ众不知道ともみち其实有ゆう两种类型的てき所しょ谓氢弹（其实没ぼつ有ゆう任にん何なん一种可以用氢弹来准确的描述）。5月23日にち，当とう他た的てき安全あんぜん许可被ひ撤销时，在ざい四个公众调查中有三个结果都认为他“领导了りょう氢弹计划”。实际上じょう在ざい1949年ねん，奥本おくもと海かい默だま领导了りょう单阶段だん的てき聚变增强ぞうきょう裂きれ变弹的てき设计，以在钚和氚的生せい产中取得しゅとく平衡へいこう，同どう时最大さいだい化か核かく弹的威力いりょく。而他在ざい1951年ねん以前いぜん一直反对二阶段热核武器的想法，直ちょく到いた辐射内ない爆ばく使し得とく这个想そう法ほう变得可か行ぎょう。他た的てき职位的てき复杂性せい使し得とく这些内幕うちまく一いち直ちょく到いた1976年ねん才ざい为公众所知ち，此时他た已やめ经去世よ9年ねん。

二に十じゅう世せい纪六ろく十じゅう年代ねんだい，在ざい洲しゅう际导弹替换了战略轰炸机つくえ以后，大だい多数たすう的てき百ひゃく万吨级核弹都被导弹核弹头所代替。这些核かく弹头依然いぜん是ぜ二阶段核弹设计，当とう量りょう降くだ至いたり最多さいた一いち百ひゃく万まん吨。

闹钟

对于裂きれ变和聚变的てき共生きょうせい关系的てき探索たんさく始はじめ于二に十世纪四十年代的一个核武器设计。在ざい这个设计中ちゅう，裂きれ变燃料ねんりょう和わ聚变燃料ねんりょう分ぶん成なり薄うす层交替こうたい的てき混合こんごう起おこり来らい。作さく为一个单阶段核武器，它应该是一个聚变增强裂变的一个不甚合理的设计。在ざい开发二阶段热核武器的次级核弹时，这个设计方案ほうあん才ざい变得可か行ぎょう。

而这个设计在美国びくに被ひ命名めいめい为闹钟，其实这仅仅是一个没有任何意义的代号。苏联的てき名字みょうじ略りゃく有ゆう描述性せい，Sloika，是ぜ一种层状的蛋糕，在ざい相しょう关苏联核武器ぶき发展史し的中てきちゅう文ぶん文献ぶんけん中ちゅう通常つうじょう被ひ翻こぼし译成“千せん层饼”。1953年ねん8月がつ12日にち，苏联测试了りょう一颗单阶段的苏联Sloika核かく弹。而在美国びくに，这个设计的てき单阶段だん核かく弹从未み测试过，但ただし是ぜ在ざい城しろ堡行动的てき核かく武器ぶき测试中ちゅう，于1954年ねん4月がつ26日にち代だい号ごう为Union的てき核かく实验爆ばく炸了一颗二阶段热核武器，武器ぶき代だい号ごう为闹钟。试验在ざい比ひ基もと尼あま环礁举行，当とう量りょう为6.9百ひゃく万まん吨。

由よし于苏联的Sloika试验中ちゅう最早もはや使用しよう了りょう氘化锂-6，而美国こく在ざい8个月后きさき的てき1954年ねん3月がつ1日にち的てきBravo核かく试验才ざい第だい一次测试这种材料，有人ゆうじん声ごえ称しょう苏联最さい先制せんせい造づくり了りょう氢弹（1952年ねん，美国びくに的てきMike核かく试验使用しよう了りょう液えき态的氘作为次级核弹的聚变燃料ねんりょう，同どう时采用よう了りょうD-D聚变反はん应）。然しか而，第だい一次苏联使用辐射内爆来爆炸次级核弹已经是1955年ねん11月23日にち的てき事こと了りょう，比ひMike核かく试验晚ばん了りょう3年ねん，而辐射しゃ内ない爆ばく才ざい是ぜ所しょ谓的氢弹的てき本ほん质特征せい。

干ひ净炸弹

低音ていおん管かん核かく彈だん，該設計せっけい可か以用於製造せいぞう一枚當量為三百五十萬噸的乾淨核彈，也可以用於製造せいぞう一枚當量為兩千五百萬噸的放射性核彈。此照片へん所しょ示しめせ為ため在ざい1956年ねん測はか試ためし前まえ的てき放射ほうしゃ性せい核かく彈だん。

在ざい1954年ねん3月がつ1日にち，美国びくに进行了りょう当とう时最大さいだい的てき核かく爆ばく测试。这次测试属ぞく于城堡行动，代だい号ごう为Bravo。当とう时，在ざい比ひ基もと尼あま环礁引爆了りょう一颗当量为一千五百万吨的核弹。核かく弹引起おこり的てき放射ほうしゃ性せい尘埃可か以迅速そく致死ちし，这些尘埃散布さんぷ在ざい6000平方ひらかた英里えり的てき太平洋たいへいよう海面かいめん上じょう。 马绍尔群岛的居きょ民みん和かず日本にっぽん渔民因いん辐射而受伤甚至いたり死亡しぼう（参まいり见第だい五福ごふく龙丸事件じけん）使つかい得とく氢弹中ちゅう使用しよう了りょう裂きれ变材料りょう这个秘密ひみつ为公众所知ち。

为了应对公こう众对放射ほうしゃ性せい尘降的てき恐慌きょうこう，美国びくに政府せいふ决定设计一种干净的核弹。这种核かく弹的威力いりょく仍然十じゅう分ふん巨大きょだい，能のう够达到数すう百ひゃく万まん吨当量りょう，而释放的てき能のう量りょう几乎仅仅依靠もたれ聚变。由よし于以前まえ的てき大だい当とう量りょう热核武器ぶき使用しよう了りょう裂きれ变材料りょう制せい成なり反射はんしゃ层，其裂变作为主要しゅよう的てき能のう量りょう来らい源げん，这种干ひ净的核かく弹为了りょう达到同どう样的当とう量りょう就需要じゅよう非常ひじょう巨大きょだい的てき体からだ积。在ざい这种情じょう况下，以次级核弹做为初级的第だい三个阶段被加入到核弹中。这枚核かく弹被命名めいめい为低音ていおん管かん。在ざい红翼鸫行动中，代だい号ごうZuni的てき核かく试验测试了りょう这枚核かく弹。这次核かく试验于1956年ねん5月がつ28日にち在ざい比ひ基もと尼あま环礁举行。在ざい这枚核かく弹中，所有しょゆう的てき铀都用よう铅来代替だいたい，当とう量りょう为三さん百ひゃく五ご十じゅう万まん吨。85%的てき能のう量りょう都と来き自じ聚变，另外的てき15%的てき能のう量りょう来らい自じ裂きれ变。在ざい公おおやけ开的核かく试验结果中ちゅう，聚变能のう量りょう提供ていきょう能のう量的りょうてき比例ひれい最高さいこう的てき几次是ぜ红翼鸫行动中代だい号ごう为Navajo的てき核かく试验，95%的てき能のう量りょう都と来き自じ核かく聚变，压缩饼干行ぎょう动中代だい号ごう为Poplar的てき核かく试验，95.2%的てき能のう量りょう来らい自じ核かく聚变，以及沙すな皇すめらぎ炸弹，97%的てき能のう量りょう来らい自じ核かく聚变。

7月がつ19日にち，原子げんし能のう委い员会主席しゅせきLewis Strauss说，干ひ净的核かく弹“从人道どう主しゅ义的角度かくど来らい说...非常ひじょう重要じゅうよう”。然しか而，在ざい两天以后，低音ていおん管かん核かく弹的辐射版本はんぽん在ざい红翼鸫行动中的てきTewa核かく试验中ちゅう引爆。这枚核かく弹的当とう量りょう是ぜ5百ひゃく万まん吨，87%的てき能のう量りょう来らい自じ裂きれ变。这枚核かく弹的威力いりょく被ひ刻こく意い的てき降くだ低てい了りょう，以使放射ほうしゃ性せい尘埃降くだ落在一いち个很小しょう的てき区域くいき内ない。这枚核かく弹后来らい列れつ装そう，称しょう为Mk-41核かく弹。这枚核かく弹有三さん个阶段だん，当とう量りょう两千五ご百ひゃく万まん吨，由ゆかり空そら军的轰炸机つくえ携带，但ただし是ぜ从来没ぼつ有ゆう满当量りょう测试过。

因いん此，大だい当とう量的りょうてき干ひ净核弹其实仅仅是出で于对公共こうきょう关系的てき考こう虑。实际部署ぶしょ的てき核かく弹仍然しか是ぜ放射ほうしゃ性せい的てき，以使同どう样大小しょう的てき核かく弹拥有ゆう最大さいだい的てき威力いりょく。

钴弹

主しゅ条目じょうもく：钴弹

这是一种幻想出来的末日炸弹，来らい自じ内うち尔·舒特的てき小しょう说海うみ滩上。这本小しょう说1959年ねん改あらため编成电影海うみ滩上。在ざい小しょう说中，钴弹是ぜ一いち种使用しよう钴作さく为外壳的氢弹。被ひ中子なかご激げき活かつ的てき钴可以通过放射ほうしゃ性せい尘埃最大さいだい化か对环境さかい的てき破やぶ坏。这些炸弹的てき想そう象ぞう在ざい1964年ねん的てき电影奇き爱博士はかせ以后变得更さら为流行りゅうこう。在ざい电影中ちゅう，加入かにゅう核かく弹的元素げんそ被ひ称しょう为“钴-钍 G”。

这种“加か料りょう”核かく弹曾经应美国びくに空そら军的要求ようきゅう被ひ严肃的てき研究けんきゅう过，很可能かのう曾经制せい造づくり并测试，但ただし是ぜ最さい终没有ゆう列れつ装そう。在ざい1964版はん的てき国防こくぼう部ぶ原子げんし能のう委い员会的てき《核かく武器ぶき的てき影かげ响》一いち书中，一いち个题目め为“放射ほうしゃ学がく战争”的てき章あきら节澄清せい了りょう这个问题 。裂きれ变产物ぶつ和かず中子なかこ激げき活かつ的てき钴一样具有致命的效果，因いん此标准じゅん的てき高だか裂きれ变热核かく武器ぶき实际上じょう已やめ经是一种放射性的核武器，不ふ需要じゅよう添加てんか钴。

在ざい爆ばく炸开始はじめ时，一枚同样大小裂变-聚变-裂きれ变核武器ぶき中ちゅう聚变产物中ちゅう的てきγがんま射い线要远远比ひ钴-60强きょう；一いち小しょう时后，要よう强きょう15000倍ばい；一周いっしゅう后きさき，要よう强きょう35倍ばい；一个月后要强5倍ばい；而六个月时才大致相等。随ずい后きさき，裂きれ变尘埃ほこり的てき放射ほうしゃ性せい迅速じんそく下降かこう，在ざい一いち年ねん后きさき，钴的放射ほうしゃ性せい是ぜ放射ほうしゃ性せい尘埃的てき8倍ばい，5年ねん后きさき是ぜ150倍ばい。裂きれ变产物ぶつ中ちゅう长寿命いのち的てき放射ほうしゃ性せい同位どうい素もと会かい使し得とく尘埃的てき放射ほうしゃ性せい在ざい75年ねん以后再さい次つぎ超ちょう过钴-60。

裂きれ变-聚变-裂きれ变弹

1954年ねん，为了解りょうかい释氢弹中产生的てき大量たいりょう的てき裂きれ变产物ぶつ放射ほうしゃ性せい尘埃，Ralph Lapp使用しよう名めい词裂变-聚变-裂きれ变来描述它所谓的三さん阶段热核武器ぶき。他た的てき描述是正ぜせい确的，但ただし是ぜ他所よそ选用的てき名めい词在公こう开文献ぶんけん中ちゅう造成ぞうせい了りょう误解。核かく武器ぶき中ちゅう所しょ谓的阶段并不是ぜ裂きれ变、聚变、裂きれ变，而是初はつ级核弹、次じ级核弹、甚至第だい三さん极核弹。每まい一级都使用了裂变、聚变、裂きれ变。

中子なかご弹

主しゅ条目じょうもく：中子なかご弹

中子なかご弹的准じゅん确称法ほう是ぜ辐射增强ぞうきょう核かく武器ぶき。它是一种典型的战术核武器，很大一部分能量都是以高能中子辐射的形式释放。而标准じゅん的てき热核武器ぶき需要じゅよう使用しよう裂きれ变材料りょう来らい捕捉ほそく这些高だか能のう中子なかご以增强ぞうきょう威力いりょく。中子なかご弹的当とう量りょう可能かのう仅仅是ぜ纯裂变核武器ぶき的てき十じゅう分ふん之の一いち。当然とうぜん即そく使つかい他た们爆炸的威力いりょく与あずか其他核かく弹相比ひ已やめ经大大だい降くだ低てい了りょう，它的破やぶ坏力仍然大だい大だい超ちょう出で任にん何なん常つね规炸弹。同どう时，和かず其他核かく武器ぶき相しょう比ひ，除去じょきょ强大きょうだい的てき冲击波は和わ热效应以外がい，中子なかご弹的破やぶ坏力主要しゅよう表ひょう现在对有生命せいめい的てき物ぶつ质的杀伤上じょう。

当とう核かく武器ぶき的てき当とう量りょう下降かこう到いた一千吨以下的时候，冲击波は的てき致命ちめい半径はんけい在ざい700米めーとる以下いか，要よう比ひ他た的てき中子なかご辐射的てき杀伤力りょく小しょう。然しか而，冲击波は的てき能のう量りょう也是足あし够摧毁大多数たすう建けん筑物的てき。当然とうぜん绝大多数たすう的てき建けん筑抵抗こう冲击波は的てき能力のうりょく不ふ如人体じんたい。冲击波は的てき压力达到20PSI时才是ぜ致命ちめい的てき，而大多数たすう建けん筑物在ざい5PSI的てき时候就已经倒塌了。大だい众一般的错误观念认为这种核弹仅仅会对杀伤人体，而建筑物会かい完かん好こう无损。这种炸弹确实对距离较远处的てき房ぼう屋や没ぼつ有ゆう什么影かげ响，但ただし是ぜ距离爆ばく心こころ较近的てき建けん筑一样会被ひ摧毁。

核かく武器ぶき能のう量りょう分布ぶんぷ

	普通ふつう	中子なかご弹
冲击波は	50%	40%
热效应	35%	25%
核かく辐射	5%	30%
残留ざんりゅう辐射	10%	5%

中子なかご弹制造づくり的てき初はつ衷是用よう来らい杀伤坦ひろし克かつ成なり员。坦ひろし克かつ对于冲击波は和わ热辐射しゃ都みやこ有ゆう很好的てき抵抗ていこう能力のうりょく，可か以在距离核かく爆ばく处（相あい对）较近的てき位置いち依然いぜん保ほ证坦克かつ乘じょう员生存せいぞん。由よし于苏联在冷ひや战期き间拥有ゆう庞大的てき坦ひろし克かつ部ぶ队，中子なかご弹是对抗他た们最好このみ的てき武器ぶき。中子なかご辐射对于坦ひろし克かつ成なり员的杀伤距离与冲击波は和わ热效应对没ぼつ有ゆう任にん何なん保ほ护的人的じんてき杀伤距离差さ不ふ多た，同どう时也会かい用よう放射ほうしゃ性せい污染坦ひろし克かつ底そこ盘，使つかい得とく新しん的てき坦ひろし克かつ成なり员无法ほう进入坦ひろし克かつ。

中子なかご弹也被ひ设计用よう于其他た的てき一いち些场合あい。例れい如，他た们在反核はんかく防ぼう守もり中ちゅう很有效ゆうこう。中子なかご弹爆炸产生せい的てき中子なかご流りゅう可か以在很远处使得とく侵入しんにゅう的てき核かく弹头失效しっこう，这个距离要よう比ひ热和冲击波は远得多た。核かく弹头通常つうじょう有ゆう很强的てき抗こう物理ぶつり损伤的てき能力のうりょく，但ただし是ぜ很难对抗强烈きょうれつ的てき中子なかご流りゅう。

中子なかご弹是一种二阶段热核武器，所有しょゆう不ふ必要ひつよう的てき铀都被ひ移うつり除じょ以减小しょう裂きれ变的当とう量りょう。爆ばく炸产生せい的てき中子なかご由よし聚变提供ていきょう。中子なかご弹在20世せい纪50年代ねんだい被ひ设计出来でき，在ざい70年代ねんだい由美ゆみ国こく军队部署ぶしょ在ざい欧おう洲しゅう。最さい后きさき的てき中子なかご弹于九きゅう十じゅう年代ねんだい退役たいえき。

中子なかご弹的当とう量りょう仍然需要じゅよう足あし够高，以使聚变过程可か以被点火てんか，而当量りょう也不能ふのう过高，使つかい得とく容器ようき的てき厚あつ度たび不ふ会かい吸收きゅうしゅう过多的てき中子なかご。这意味いみ着ぎ中子なかご弹的当とう量りょう大だい约是1-10千せん吨，而裂变的比例ひれい从50%到いた25%。中子なかご输出的てき杀伤力りょく会かい比ひ一枚纯裂变内爆核弹或者是战略核弹头W87或あるW88大だい10-15倍ばい。

橡とち树岭合金ごうきん热核弹头

1999年ねん，核かく武器ぶき的てき设计在ざい几十年后又一次登上新闻媒体。当年とうねん1月がつ份，美国びくに众议院いん发表了りょう考こう克かつ斯报告つげ，报告宣せん称しょう中国ちゅうごく曾经通どおり过某种方式しき得え到いた了りょう关于美国びくにW88核かく弹头的てき机つくえ密みつ信しんじ息いき。在ざい洛らく斯阿拉ひしげ莫斯国家こっか实验室しつ工作こうさく的てき一いち位い台湾たいわん移民いみん李り文和ふみかず被ひ以间谍罪つみ提起ていき公こう诉并拘かかわ捕ど。在ざい被ひ监禁了りょう九きゅう个月以后，关于他た的てき案件あんけん被ひ撤销，因いん为无法ほう肯定こうてい是ぜ否ひ存在そんざい间谍活かつ动。

长达十じゅう八个月的新闻调查很不寻常的详细描述了W88核かく弹头。纽约时报在ざい首くび页印出で了りょうW88的てき示しめせ意い图。而在2001年ねん由ゆかりDan Stober和わlan Hoffman撰せん写うつし的てき关于李り文和ふみかず的てき书中，提供ていきょう了りょう一份更详细的示意图（这幅图片经过允まこと许在此发表ひょう）：

这枚核かく弹头被ひ用よう于三叉戟洲际彈道飛彈，于1990年ねん开始服役ふくえき。W88也是为美国こく核かく武庫むこ設計せっけい的てき最さい后きさき一いち種しゅ核彈頭かくだんとう。儘管已やめ經けい開放かいほう的てき文ぶん檔並沒ぼつ有ゆう顯示けんじ出で這枚核かく彈だん的てき設計せっけい於1958年ねん的てき核かく彈だん有ゆう什麼いんも本質ほんしつ上じょう的てき區別くべつ，這枚核かく彈だん仍被認みとめ為ため是ぜ最さい先進せんしん的てき。

上面うわつら的てき这张图片显示了りょう自じ从二に十じゅう世せい纪60年代ねんだい以来いらい所有しょゆう洲しゅう际导弹的标准特とく征せい，但ただし是これ以下いか两个例外れいがい使し得え他た在ざい小体こてい积内仍有很大的てき当とう量りょう。

• 次じ级核弹的外がい层被称しょう为推送层，有ゆう三さん个功能のう：热屏蔽、填はま充たかし物ぶつ、裂きれ变燃料ねんりょう。这个外がい层使用しようU-235制せい造づくり，而不是ぜ传统的てきU-238，因いん此被称しょう为橡树岭合金ごうきん热核武器ぶき。由よし于它是ぜ一种可以发生链式反应的裂变物质，而不僅僅きんきん是ぜ可か裂きれ變へん的てき物質ぶっしつ，推送層そう可か以裂變へん得どく更さら快かい、更さら完全かんぜん，使つかい得とく當とう量りょう增加ぞうか了りょう。這種設計せっけい僅對於擁有ゆう大量たいりょう鈾儲備的國家こっか適用てきよう。美國びくに據よりどころ估計擁よう有ゆう500噸とん鈾。
• 次じ级核弹在重おも入にゅう舱较宽的一いち端はし，因いん此它可か以做得どく更さら大だい、威力いりょく也更大だい。而以前ぜん通常つうじょう的てき安やす排はい是ぜ让较重じゅう、密度みつど较大的てき次つぎ级核弹放在ざい窄端，这样可か以使它在从外层空间再入いれ大だい气层时有更さら大だい的てき空そら气动力りょく性能せいのう，也使庞大的てき初はつ级核弹有更さら大だい的てき空そら间。由よし于这种新的てき结构，W88的てき初はつ级核弹使用よう了りょう压缩的てき常つね规高爆ばく炸药以节省しょう空そら间 而不是ぜ通常つうじょう的てき虽然巨大きょだい，但ただし是ぜ更さら安全あんぜん的てき不敏ふびん感かん高だか爆ばく炸药。返かえし回かい舱可能かのう放置ほうち在ざい洲しゅう际导弹的尖端せんたん，以拥有ゆう更さら大だい的てき空そら气动力りょく性能せいのう。

次じ级核弹中交替こうたい放置ほうち的てき裂きれ变聚变材料りょう使用しよう了りょう闹钟的てき设计方案ほうあん。

可か靠もたれ的てき替がえ换核弹头

主しゅ条目じょうもく：可か靠もたれ的てき替がえ换核弹头

1989年ねん，位い于科か罗拉多おお州しゅう的まと生せい产核装そう药的洛らく基もと平地ひらち工こう厂由よし于环境さかい原因げんいん而被关闭。自じ此以后きさき，美国びくに没ぼつ有生ゆうせい产过任にん何なん核かく弹头。两年以后，冷ひや战结束たばね，核かく弹的生せい产线除じょ了りょう检修就被闲置了りょう。

美国びくに国家こっか核かく安全あんぜん局きょく提出ていしゅつ了りょう一个建造新的核装药工厂并开通生产线，以生产一种新的可靠的替换核弹头。这种核かく弹头采さい用よう了りょう如下的てき两个改あらため进使其更为安全あんぜん：重じゅう新しん使用しよう不ふ敏感びんかん高だか爆ばく炸药以防止ぼうし偶然ぐうぜん地ち爆ばく炸；不ふ使用しよう有毒ゆうどく的てき材料ざいりょう，如铍等とう等とう，以减少しょう对人和わ环境的てき危害きがい。由よし于这种核弹不能ふのう使用しよう任にん何なん核かく试验，它无法ほう使用しよう新しん的てき未み经测试的设计。

爆ばく炸测试

核かく武器ぶき在ざい很大程度ていど上じょう是ぜ通どおり过试错法设计出来でき的てき。实验经常需要じゅよう试爆原型げんけい设计。

核かく武器ぶき爆ばく炸的过程中ちゅう，在ざい很短的てき时间内ない就会有数ゆうすう量りょう巨大きょだい的てき事件じけん以不同ふどう的てき概がい率りつ在ざい核かく弹的封ふう装そう内ない发生，聚集成しゅうせい一股短期的混沌的能量流。为了近似きんじ的てき模も拟这种情况，需要じゅよう使用しよう非常ひじょう复杂的てき数学すうがく模型もけい，而在二に十じゅう世せい纪五十じゅう年代ねんだい，计算机つくえ的てき能のう量りょう还不够强大だい，无法模も拟这些数学がく模型もけい，即そく使つかい当今とうぎん的てき计算机つくえ和わ仿真的てき软件的てき能力のうりょく也不够。

适合库存可か靠もたれ的てき核かく武器ぶき很容易ようい设计出来でき。只ただ要よう试验原型げんけい工作こうさく正常せいじょう，它就可か以武器き化か并大量たいりょう地ち生せい产。但ただし是ぜ理解りかい实验的てき原型げんけい为什么能够工作こうさく正常せいじょう或ある者もの失しつ败就是ぜ一个困难的问题了。在ざい核かく弹引爆ばく到いた爆ばく炸以前まえ的てき短たん短たん时间内ない，设计人じん员会得えとく到いた尽つき可能かのう多た的てき数すう据すえ，并用这些数すう据すえ来らい校正こうせい他た们的模型もけい。通常つうじょう需要じゅよう向こう模型もけい的てき方程式ほうていしき内ない添加てんか虚きょ变量，以使仿真与あずか实验数すう据すえ吻合ふんごう。他た们也需要じゅよう分析ぶんせき放射ほうしゃ性せい尘埃中ちゅう的てき核かく武器ぶき残ざん渣，以看出で发生了りょう多少たしょう可能かのう的てき核かく反はん应。

光ひかり导管

诊断用よう光こう导管是ぜ测试分析ぶんせき核かく武器ぶき的てき重要じゅうよう工具こうぐ。测试设备中ちゅう的てき探さがせ针可以通过加热一个金属盘至白炽化来传输信息，而事件じけん可か以在一いち个很长、很直的てき导管的てき远端记录下か来らい。下面かめん这张图片展示てんじ了りょう于1954年ねん3月がつ1日にち在ざい比ひ基もと尼あま环礁引爆的てき核かく弹Srhimp。这次核かく试验的てき代だい号ごう为Bravo，是ぜ城じょう堡行动中的てき一いち环。核かく弹的当とう量りょう为1500万まん吨，是ぜ美国びくに当とう时的最大さいだい的てき一いち枚まい核かく弹。图片中ちゅう一个人的剪影用以显示核弹的大小。核かく弹在底部ていぶ的てき两端支ささえ撑。看み起おこり来らい像ぞう是ぜ支ささえ撑的光こう导管从爆炸室的てき天花てんげ板いた插入そうにゅう。右みぎ端はし的てき8根ね光こう导管（1）送出そうしゅつ了りょう初はつ级核弹爆炸的信しん息いき，中ちゅう间的两根光こう导管（2）记录了りょう初はつ级核弹产生せい的てきX射い线到达次级核弹附近ふきん的てき辐射通どおり道どう的てき时间。最さい后きさき的てき两根导管（3）显示了りょう辐射到いた达辐射しゃ通どおり道どう远端的てき时间，而（2）和かず（3）的てき时间差さ就是通どおり道どう的てき辐射传输时间。通つう过爆炸室以后，光ひかり导管变成水平すいへい的てき，并沿着ぎ比ひ基もと尼あま暗礁あんしょう上うえ修おさむ建けん的てき通路つうろ传递了りょう2.3千せん米めーとる，到いた达一个在Namu岛上修おさむ建けん的てき遥はるか控ひかえ数すう据すえ数すう据すえ掩体 。

X-射い线在低てい密度みつど材料ざいりょう中ちゅう一般以光速传播，而图中ちゅう所しょ示しめせ（2）（3）之の间的传输通どおり道中どうちゅう填はま充たかし的てき泡沫うたかた塑料就是这种低てい密度みつど材料ざいりょう。而在引爆初はつ级核弹时的てき强大きょうだい辐射会かい在ざい传输通どおり道中どうちゅう造成ぞうせい一种相对的不透明的辐射波阵面，会かい像ぞう水面すいめん上じょう慢慢移うつり动的木き头一样延缓辐射能量的传递。在ざい次つぎ级核弹被辐射导致的てき烧蚀所しょ压缩的てき时候，初はつ级核弹的中子なかご就会追おい上じょうX-射い线，射しゃ入いれ次じ级核弹，通つう过前面めん介かい绍的生せい产氚的てき核かく反はん应为聚变提供ていきょう氚。这种锂-6和わ中子なかご的てき反はん应会释放出ほうしゅつ5百ひゃく万电子伏特的能量，然しか而此时火花はな塞ふさが还没有ゆう被ひ压缩，也因此没有ゆう达到临界质量，因いん此不会かい发生明あかり显地裂きれ变和聚变。但ただし是ぜ如果足あし够的中子なかご在ざい次つぎ级核弹内爆ばく完成かんせい前まえ到いた达，会かい产生很关键的温度おんど区く别。这被认为是ぜLivermore的てき第だい一个热核武器设计失败的原因。这个设计的てき名字みょうじ是ぜMorgernster，在ざい城しろ堡行动中代だい号ごう为Koon的てき核かく试验中ちゅう引爆，试验时间是ぜ1954年ねん4月がつ7日にち。

这些时间上じょう的てき问题都と是ぜ通どおり过对光こう导管的てき数すう据すえ分析ぶんせき所得しょとく的てき。通つう过这些数据すえ修正しゅうせい的てき数学すうがく仿真被ひ称しょう作さく辐射流体りゅうたい力学りきがく代だい码，或ある者もの是ぜ通どおり道代みちよ码。他た们可以用来らい预测以后修おさむ改あらため设计所しょ产生的てき效果こうか。

在ざい已やめ经公开的记录中ちゅう还不知道ともみちShrimp核かく弹中使用しよう的てき光ひかり导管有ゆう多た么成功せいこう。数かず据すえ掩体处于一英里宽的弹坑之外，但ただし是ぜ爆ばく炸的当とう量りょう达到了りょう1500万まん吨，是ぜ估计的てき2.5倍ばい，爆ばく炸的冲击波は吹飞了りょう掩体20吨重的てき门，穿ほじ越こし了りょう掩体的てき内部ないぶ。最近さいきん的てき人じん处在32英えい里さと之の外的がいてき掩体中ちゅう，掩体没ぼつ有ゆう被ひ破やぶ坏。

尘降分析ぶんせき

城しろ堡行动中的てきBravo核かく试验中ちゅう最さい有ゆう趣おもむき的てき数すう据すえ是ぜ对放射ほうしゃ性せい尘中的てき核かく武器ぶき残骸ざんがい的てき放射ほうしゃ性せい化学かがく分析ぶんせき。由よし于缺少しょう浓缩的てき锂-6，Shrimp的てき次つぎ级核弹中60%的てき锂是普通ふつう的てき锂-7，不ふ会かい像ぞう锂-6那な样容易ようい地ち提供ていきょう氚。但ただし是ぜ锂-7也确实可以像锂-6那な样提供ていきょう氚，射しゃ进去一いち个中子こ，射出しゃしゅつ两个中子なかご。这个事情じじょう为人所しょ知ち，只ただ是ぜ不知ふち道どう事件じけん的てき概がい率りつ。根ね据すえ对尘埃ほこり的てき分析ぶんせき，这个概がい率りつ还是相当そうとう大だい的てき。

尘降分析ぶんせき告つげ诉核武器ぶき设计人じん员通过这种核反はん应，Shrimp的てき次つぎ级核弹提供ていきょう的てき氚要比ひ可か以提供ていきょう比ひ预计仅仅通どおり过锂-6生成せいせい氚多2.5倍ばい。氚增多た了りょう，导致聚变的てき当とう量りょう、中子なかご量りょう、以及裂きれ变的当とう量りょう都と相しょう应的增加ぞうか了りょう。

如上じょじょう所しょ述じゅつ，Bravo的てき尘降分析ぶんせき第だい一いち次じ告つげ诉世界かい，热核炸弹的てき主要しゅよう能のう量りょう来らい源げん仍然是ぜ裂きれ变而不ふ是ぜ聚变，一いち艘そう日本にっぽん渔船第だい五福ごふく龙丸号ごう上じょう在ざい返かえし航こう途中とちゅう甲板かんぱん上じょう覆くつがえ盖了许多放射ほうしゃ性せい尘埃，从而使し得とく日本にっぽん和わ其它敌方的てき科学かがく家か可か以检测到大だい多数たすう放射ほうしゃ性せい尘埃都と来らい自じU-238的てき裂きれ变，裂きれ变由聚变产生的てき14百ひゃく万电子伏特的中子触发。他た们随后きさき公布こうふ了りょう检测的てき结果。

地下ちか测试

丝兰平地ひらち上じょう的てき弹坑, 内うち华达测试场.

城しろ堡行动中Bravo核かく试验使し得え全ぜん球たま对放射ほうしゃ性せい尘埃产生了りょう警惕性せい，最さい终导致核武器ぶき测试转入地下ちか。美国びくに最さい后きさき一次的地面核武器测试于1962年ねん11月4日にち在ざい约翰斯顿岛上举行。在ざい以后的てき30年ねん，直ちょく到いた1992年ねん9月がつ23日にち，美国びくに平均へいきん每ごと个月在ざい进行2.4次じ地下ちか核かく试验，几乎所有しょゆう都と在ざい拉ひしげ斯维加か斯西北せいほく的てき内ない华达测试场举行ぎょう。

由よし于核武器ぶき爆ばく炸导致的放射ほうしゃ性せい的てき地下ちか弹坑会かい使し地表ちひょう的てき土地とち塌陷，内ない华达测试场的丝兰平地ひらち部分ぶぶん布ぬの满了这种弹坑。

在ざい1974年ねん签署核かく武器ぶき测试限げん制せい条じょう约以后きさき，地下ちか爆ばく炸的当とう量りょう被ひ限きり制せい在ざい15万まん吨以下か。因よし此像W88这种50万吨级的核弹头无法在满当量的情况下测试。由よし于初级核弹必须满当とう量りょう爆ばく炸以产生次じ级核弹内爆ばく的てき数すう据すえ，只ただ能のう通どおり过减少しょう次つぎ级核弹的当とう量りょう来らい达到这一目的もくてき。通つう过将氘化锂-6替がえ换为氢化锂-7，聚变需要じゅよう的てき氚大量りょう减少了りょう，因いん此总当とう量りょう在ざい内ない爆ばく动力没ぼつ有ゆう改あらため变的情じょう况下减小了りょう。设备的てき工作こうさく情じょう况可以通过光导管、其他的てき传感器き以及分析ぶんせき核かく武器ぶき残骸ざんがい来らい得とく出で。装そう备的核かく武器ぶき的てき总当量りょう可か以通过外插法得とく出で。

生なま产工厂

二阶段热核武器在二十世纪五十年代已经成为标准设计，这种武器ぶき设计决定了りょう美国びくに核かく武器ぶき生せい产工厂的广泛的てき布ぬの局きょく。

由よし于初级核弹直径ちょっけい可能かのう非常ひじょう巨大きょだい，钚因其有更さら小しょう的てき临界质量，它成为制造づくり核かく装そう药的裂きれ变材料りょう，而铍作さく为中子なかご反射はんしゃ镜。1952年ねん，科か罗拉多おお州しゅう的てき洛らく基もと平地ひらち工こう厂建成なり，以生产核装そう药，也因此称为钚和わ铍的制せい造づくり工こう厂。

田た纳西州しゅう橡とち树岭的てきY-12工こう厂曾经为曼哈顿工程ほど生なま产提纯铀，它被重おも新しん设计以生产次级核弹。由よし于U-235的てき临界质量较大，它被用よう来生きすぎ产火花はな塞ふさが，而且火花ひばな塞ふさが在ざい早期そうき的てき核かく弹中被ひ制せい成なり了りょう圆柱形がた。早期そうき实验使用しよう了りょう两种裂きれ变材料りょう，钚铀合金ごうきん制せい成なり核かく装そう药和火花ひばな塞ふさが，而为了りょう降くだ低てい重量じゅうりょう，最さい后きさき使用しよう钚做初はつ级核弹装药，铀制作せいさく次じ级核弹的火花ひばな塞ふさが和わ推动层。Y-12工こう厂也生せい产氢化か锂-6聚变燃料ねんりょう和わU-238零れい件けん，次じ级核弹的其它两种成分せいぶん。

1952年ねん建たて成しげる的てき南みなみ卡罗来らい那州なす塞ふさが芬拿河かわ工こう厂通过核反はん应堆将しょうU-238转换为核装そう药需要よう使用しよう的てき钚-239，也将Y-12工こう厂生产的锂-6转化为聚变增强ぞうきょう弹中使用しよう的てき氚。由よし于核反はん应堆使用しよう重水じゅうすい做减速そく剂，它也制作せいさくY-12工こう厂制造づくり氘化锂-6所しょ使用しよう的てき氘。

核かく弹头安全あんぜん设计

由よし于低当とう量的りょうてき核かく弹头也拥有ゆう毁灭性的せいてき破やぶ坏能力りょく，武器ぶき设计人じん员永远需要よう考こう虑到需要じゅよう使用しよう某ぼう种方式しき和わ操作そうさ流りゅう程ほど以避免めん偶然ぐうぜん地ち爆ばく炸。