核武器的工作原理

核武器释放能量靠的不是化学反应（像 TNT 那样），而是原子核本身。一枚冰箱大小的弹头，释放的能量可以超过第二次世界大战投下的全部炸弹之和。基本机制有两种：裂变和聚变。

裂变：分裂重原子

某些重同位素——铀-235 和钚-239——在被中子击中时会分裂成两个较轻的碎片，释放能量和两三个新中子。如果材料足够多、堆得足够紧（达到临界质量），这些中子会引发更多裂变，反应呈指数增长：约80代倍增在不到一微秒内完成。

工程难题在于让材料在引爆前始终保持次临界。1945年造出了两种方案：

• 枪式：把一块铀沿枪管射向另一块。结构简单、可靠到在使用前都没有做过完整试验——这就是小男孩，约1.5万吨当量的广岛原子弹。
• 内爆式：用精确定时的常规炸药把钚球压缩到超临界。这种设计在三位一体试验中得到验证，并用于投在长崎的胖子。

纯裂变武器的上限是几十万吨——试验过的最大一枚「常春藤·国王」约为50万吨。

聚变：热核的飞跃

聚变把轻原子核——氘和氚——合并起来，每克释放的能量更多，但需要数千万度的高温。唯一可行的「火柴」就是裂变弹本身。在分级的泰勒-乌拉姆构型中，裂变「初级」先引爆，其 X 射线在炸弹自身炸散之前压缩并点燃物理上独立的聚变「次级」。原则上级数可以无限串联——苏联正是这样用沙皇炸弹达到5000万吨的。

现代弹头大多是两级热核设计，通常还经过助爆：向初级注入几克氘氚气体，就能大幅提高其效率，从而让弹头做到小、轻、安全，同时仍有几十万吨的当量。

为什么现代弹头「更小」

冷战时期的导弹精度差，超级大国便用数百万吨级的弹头来弥补。随着制导的进步，精度取代了蛮力：如今典型的现役战略弹头——如美国的 W88（45.5万吨）或俄罗斯白杨导弹的弹头（80万吨）——远低于1960年代那些数百万吨的巨兽，而且一枚导弹现在携带多个独立瞄准的弹头（多弹头分导），而不是一个巨大的弹头。

亲眼看看差别

理解这些数字最好的办法是在地图上比较：先试1.5万吨的广岛原子弹，再试华盛顿上空的现代80万吨白杨弹头，再试5000万吨的沙皇炸弹——都在模拟器里。破坏究竟如何发生，见核爆炸的影响。