為何絕大部分氫彈不能直接使用核聚變反應作為主要能量釋放？

01-06

主要威力來自於更高效率的裂變反應。是否有製造上的難題？比如純粹核聚變彈，體積太大無法部署……
答案請直接解釋該問題——為何沒有搞純核聚變核彈？
而不是重複一遍「小型聚變刺激更大威力的裂變」的現存做法。謝謝！！
各種回答是說：因為核聚變需要高溫高壓，所以需要裂變反應。
但是問題是，現存氫彈實際不過是一個更大號的原子彈，聚變反應只是一個中間環節。

氫彈

由於這個設計方案使用氫同位素聚變反應來產生中子，它被認為是氫彈的秘密。然而，在絕大多數應用中，它的毀滅性的能量都是來自於鈾的核裂變，而不是氫的核聚變。

氫彈爆炸不產生有害核輻射嗎？ - 知乎用戶的回答---
回答中有一段話：

氫彈的原理是原子量為2和3的氫（氘、氚），放在裂變材料中心，當裂變材料發生鏈式反應時，高溫高壓下，氘和氚發生聚變反應，He3或He4，並釋放出大量高能中子流（實際上聚變產生的總能量並不高，主要是中子）……

為什麼聚變反應的總能量不高呢？
很多人誤認為，氫彈不過是一個小型原子彈引爆一個熱核聚變反應的大太陽……所以很多人誤認為主要能量來自於聚變反應。
我發現並不是如此。
正在搞一個相關題材……

題主問的是三相蛋吧。

氫彈主要可分兩大類，一類是二相蛋，一類是三相蛋

二相蛋就是題主所說的，核裂變引爆後主要能量釋放來自核聚變。這種氫彈是有的，但是威力沒有三相彈強，是白蘑菇v1.0版

三相彈是氫彈的升級版。在熱核原料外面再包一層鈾238，所以三相蛋也叫氫鈾蛋。常見的烹飪方法是急火煎至5成熟後加孜然沾芥末吃。

三相蛋比二相蛋好吃的地方在於核聚變後會產生大量高能裂變中子，然後衝擊外面的鈾原料引發裂變，增加威力。鈾裂變後又向內增壓，衝擊蛋黃，不，是鋰原料，產生氚，再進一步加劇核聚變。然後形成一個正循環。所以三相蛋比二相蛋的威力是成倍提升的。而且也比二相蛋埋汰很多~當然，如果外面是加一層鈷的話，那就畫面更美了，一發入魂三發滅國啊~

所以為啥大多數氫彈都是三相的，因為有氫彈的都是臭流氓，臭流氓就喜歡玩埋汰的，缺德的，往下三路招呼的·~懂了？

祝題主實驗順利~早日鼓搗出個大新聞~

很簡單啊，純聚變因為威力小。

再解一層：因為完整的聚變需要持續高溫高壓，核彈內難以維持足夠長時間的同時存在的高溫高壓。而恆星中心存在持續的高溫高壓，才能進行持續的熱核反應。因此，普通的二相聚變彈的巨變材料利用率很低。

想搞也可以，需要吧放射性的U238殼（據說美國使用過U235方案）改成非放射性鉛殼，不過為了達到足夠的當量，體積和重量都要比三相蛋大很多，實戰效能就要減小了。

所以，不是不可以搞，也有聚變佔比90%以上的核試驗，但是這樣的設計都沒有作為實戰彈頭列裝過

因為次級需要在被壓縮時保持一段時間的結構，需要用高密度材料包起來，一般選U238，一是因為他便宜，二是因為U238雖然不會發生鏈式反應，但是卻會在初級聚變產生的高能中子作用下裂變，這會極大地提高爆炸當量。

沙皇炸彈最初設計當量1億噸，結果找不到試驗場，後來把第三段反射層從U238換成鉛，當量變成了5kw噸...

主要靠聚變輸出的核彈也不是不能搞，只不過同樣的體積重量和核材料做出的核彈威力要小很多（這與核武小型化的要求相悖，美帝也是在搞出第五福龍丸事件之後迎合選民才搞的，現役核彈幾乎不這麼干），這種核彈產生的放射性沾染比較少，又被叫做乾淨核彈（相對臟彈）

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這題得邀專業人士 @JK JK來答，求幫邀...非專業人士，打臉即刪...

作為非物理專業的工科生，嘗試著說一下自己的理解。爆炸本身是一個能量和物質不受控制的猛烈過程，其中就包括物質的急劇擴散。儘管核彈在起爆時，外層有常規炸藥產生的一個向內的壓力，但是隨著核能的釋放，內部壓力超過這個壓力時，核彈內部的核原料就會向外擴散了。當聚變材料擴散到一定濃度後，應該就不再發生核聚變反應了。也就是說，在氫彈爆炸的過程中，發生聚變反應的時間是有限的，那麼發生聚變的物質的質量也就受到限制了。所以，儘管核聚變本身釋放的能量的能力比核裂變強，但是在氫彈中聚變釋放的能量比裂變的少就可以理解了……

親戚有軍隊里的，曾經看過一本詳細解說核武器構造的內部科普讀物，大概憑印象說一下，不對的地方敬請諸位知友指正：

核聚變條件太苛刻，目前引發核聚變最靠譜的手段就是核裂變，所以需要裂變引爆 ;
純核裂變的原子彈，當量難以提高，所以需要核聚變來提升威力 ;
氫彈比原子彈的優勢在於，可以簡單提升當量的同時使結構不至於太過複雜 ;
人們並不需要威力過大的核彈，因為那樣是無意義而且危險的。

然而，在絕大多數應用中，它的毀滅性的能量都是來自於鈾的核裂變，而不是氫的核聚變。

這句話是從別的地方摘過來的，放在這裡容易產生誤導，詳見：泰勒-烏拉姆設計方案 - wikipedia

實際上是說在這種設計方案的實際應用中往往裂變能大於聚變能，究其原因，應該就是上面提到的，人類並不需要威力過大的核彈，如果裝填更多的聚變材料，聚變能超過裂變能是分分鐘的事情。而裂變能量是沒法簡單通過堆料來提升的。

舉個例子，人類歷史上最強核彈「沙皇炸彈」，97%是聚變能。設計當量1億噸 TNT，都找不著合適的試驗場……最後簡配到 5000 萬噸引爆，威力仍然駭人聽聞：

爆炸當時所產生的火球直徑達4600米，已超過引爆的高度，所以火球很快地就席捲了地面，並迅速擴散到投擲的高度，在將近1000公里外的地方都可看見。爆炸產生的蕈狀雲寬近40公里，高約64公里，相當於珠穆朗瑪峰海拔高度的7倍多；爆炸產生的熱風甚可以讓遠在170公里以外的人受到3級灼傷，爆炸的閃光能造成220公里以外人的眼睛劇痛與灼傷，甚至造成白內障以及失明。
整個爆炸連芬蘭都能發現和感覺到，並造成當地許多房屋的玻璃破碎；爆炸所產生的暴風壓力就高達每平方吋300磅，足足吹送了將近1000公里的範圍。雖然這一次試爆是在空中試爆，但是往地球傳送的震波被美國地質調查儀偵測到引起里氏地震規模5~5.25的地震。
距離測試地點55公里外的塞佛尼殖墾地（Severny settlement）中所有木造或磚造的房屋全毀；數百公里內的木造房屋均全毀，只有磚造或石造房屋殘留，但是門窗與屋頂都被強風吹走；爆炸後的電磁脈衝波足足造成了一個小時的無線電通訊空窗期；爆炸後所引發的大氣擾動（atmospheric disturbance）環繞了地球三次。
沙皇炸彈的試爆威力為5000萬噸TNT當量，在全世界所有已知爆炸事件中規模排名第二，僅次於導致恐龍滅絕的希克蘇魯伯隕石坑事件。相當於480顆空投在長崎的胖子原子彈，或者是688顆在廣島市引爆的小男孩原子彈。

參見：沙皇炸彈 - wikipedia

下面來解釋為什麼純核裂變的原子彈，當量難以提高：

核裂變有一個概念叫臨界質量，一旦超過臨界質量鏈式反應自然發生，核彈爆炸，所以在初代核彈小男孩中有如下結構：

如圖，兩塊低於臨界質量的核燃料分開放置，通過引爆常規炸藥將其合併從而引爆核彈。這樣我們就知道，單塊核裂變燃料是無法超過臨界質量的，如果想提高當量，必須使用更多塊相互隔絕的裂變燃料，使結構變得非常複雜：

抱歉沒找到更好的圖片，總之裂變核彈想提升當量就得改變結構，而聚變核彈只需要提升裝藥量就好了。

核聚變需要極高的溫度，目前只有核裂變產生的溫度能達到要求，所以用核裂變來引發核聚變。

經濟原因

聚變產生大量過剩的中子可以再引發一輪裂變，大大提高當量，不要白不要。

不要也行，沙皇核彈就沒要。

核彈理論中一個重要課題是如何合理設計核彈結構以使得核材料能達到更高爆炸效率。據我印象，日本的兩個只能達到10%到20%的效率，也就是說，有80%以上的核材料都沒有起到裂變作用，而是被炸的四分五裂成了輻射污染源，這是不可接受的。因此，一部分氫彈（聚變增幅裂變彈）的大當量來源於先小規模裂變引發聚變，聚變時釋放的大量中子引發更大更有效率的裂變。

維基百科，氫彈。

我很好奇題主問這個幹什麼