我們在超市中隨便拿起一份零食,就會發現它們都有
保質期
。另外像
汽車、房屋
等“死物”,長時間不維護也會出現磨損導致
損壞
的情況。所以有軍迷提出了這樣一個問題,那就是
中美俄
的
核武器
,長時間不使用會變
過期
嗎?
核武器“變質”
答案是
會
,因為核武器使用的
核燃料
無時無刻不處於
衰變
中。我們都知道核武器使用的核燃料都帶有
核輻射
,核輻射的本質其實就是組成核燃料物質的
原子
,正在
不斷釋放
組成自己的微觀粒子。
原子由
原子核
和
電子
構成,而原子核又由
質子
和
中子
構成。物體
核輻射
的過程,就是組成原子中的電子,或者中子和電子正不斷從原子中
溢散出去
。
核輻射通常分為三種,一種是
α射線
,這種射線主要是原子中的氦原子核(兩個質子和兩個中子組成的新原子核)跑出去了。第二種是
β射線
,這種射線主要是原子中的電子跑出去了。
第三種是
γ射線
,這種射線簡單來說是一種
電磁波
,它的本質其實是原子核中的能量溢散出去了,具備
波粒二象性
。它即可以是
光
,又可以是組成光的微觀粒子——
光子
。
另外除了這三種常見輻射,還有中子輻射,這種比較少。中子輻射的產生通常是
α射線
撞到其它
原子核
時,將其它原子核中的中子撞了出來。
從以上幾種輻射的形式中我們不難看出,不管是哪一種
輻射
,本質上都是
核燃料
中的“東西”在
不斷往外跑
。
當這些微觀粒子跑得差不多了,這些核燃料就會
“變質”
,從而改變自己的一些
性質
。這就好比一碗牛肉麵,把裡面的牛肉全拿出去了,它就不能被稱為牛肉麵了,只能被稱為一碗麵。
核武器的保質期
因此核武器有著明確的
保質期
,它的保質期有多久,得看它裡面的
核燃料
要花多久時間才會
“變質”
。另外核武器的保質期,還得看它是
什麼型別
的核武器。
目前國際上主流的核武器有
原子彈
和
氫彈
,通常製造原子彈的原料有
鈾235
和
鈽239
。當然,在理論上有很多元素都能造原子彈,比如說
鈽241
什麼的,但考慮到這些元素的
半衰期
和
成本
等因素,因此鈾235和鈽239是
最理想
的原子彈材料。
製造
氫彈
的原料通常為
重氫(氘)
或
超重氫(氚)
,它和
原子彈
最大的區別,是原子彈在爆炸時是原子中的粒子跑出去了,稱之為
核裂變
,而氫彈在爆炸時是幾個原子擠在一起變成了1個新的原子,這稱之為
核聚變
。
不管是裂變還是聚變,都會損失原子核的
質量
,而質量不可能憑空消失,它會轉換成能量釋放出去,於是就有了核武器爆炸的巨大威力。
所以
原子彈
的保質期,就是
鈾235
或
鈽239
在什麼時候會
“變質”
。正常情況下原子彈的保質期只有
30~50年
,在幾十年後核燃料的
丰度
(鈾235或鈽239等元素在核燃料中的比例)降低,核燃料中的
原子活躍度
降低,原子彈的
威力
會越來越小。
另外我們還需要知道的是,輻射物質的
衰變
並不是時間一到就全部變成另一種物質了,這裡面有一個
半衰期
的概念。
即物質中的
原子
,花多少時間有
一半
衰變成其它原子,然後剩下這
一半的一半
又花這麼多時間衰變成其它原子。所以原子彈的“變質”是
逐漸變質
的,在變質過程中原子彈威力越來越小,以至於無法再滿足
軍事要求
,並不是到
30~50年
它就不炸了。
氫彈
的保質期正常情況下只有
幾個月
。因為氫彈核燃料使用的
重氫(氘)
或
超重氫(氚)
,半衰期只有
12.43年
。
而
原子彈
使用的
鈾235
和
鈽239
,半衰期分別是
7億年
和
2.41萬年
。原子彈放
幾十年
威力都會越來越小,氫彈核燃料的半衰期只有
十多年
,能放多久可想而知。
不過這只是
常規狀態
下的保質期,如果將氫彈放置於
絕對零度
的低溫環境中,理論上可以將其儲存到
宇宙終結
(人類現目前掌握的理論)。
因為溫度越低微觀粒子的
活躍度
就越低,到絕對零度下,微觀粒子的
運動
就完全停止了,任何物質都會
停止衰變
,氫彈自然在理論上能儲存到宇宙終結。
核武器的維護成本
另外還有網友提問,這些核武器的儲存這麼難,
保養費
會不會很高啊?
從美俄透露出的情況來看,核武器的保養費用
的確挺高
。
俄羅斯
每年的軍費
600來億美元
,每年有
3分之一
的軍費得用來維護核武器。而
美國
方面,每年也會拿出
200來億美元
用於維護核武器。
不過核武器的維護並不只是
核彈頭
,核武器維護真正花錢的地方其實是它的
配套設施
。除了
氫彈
,
原子彈彈頭
隨便放在一個地方放幾十年都沒事,但核彈頭的
配套設施
可就不一樣了。
試想一下,一枚把核武器打出去的
火箭
,它放幾十年不維護會變成什麼樣?所以核武器維護費用驚人的原因,也主要是投送核彈頭的
配套設施
需要時不時維護。
另外核武器(主要是原子彈)保質期到了後,並不會直接拿
去報廢
。這些
核燃料
雖然無法達到
軍事需求
了,但它依舊是核燃料,反應後能釋放巨量的能量。因此核彈頭在退役後通常會拿給
核電站
使用,用於核電站發電。