氢弹的威力大家都知道了，大名鼎鼎的“大伊万”氢弹如雷贯耳！1986年发生的切尔诺贝利核事故则让大家见识了核反应堆泄漏的后果的有多严重！正在如火如荼建设的国际热核核聚变反应堆，它的原理和氢弹也没啥区别，假如它失控，是不是地球都会被炸上天？
核反应堆都是什么原理，为什么它们出事故会那么厉害？
我们常说的核反应堆指的就是裂变堆，一般都是利用铀235的裂变产生的巨大能量将水加热到高压蒸汽，最后推动汽轮机带动发电机发出电能！为什么它泄露会有重大污染，那么必须要来了解下它的原理！
核裂变最早是由核裂变是由莉泽·迈特纳、奥托·哈恩、弗里茨·施特拉斯曼及奥托·罗伯特·弗里施等科学家在1938年发现的，它的原理其实挺简单，是重原子核裂变成较轻的原子核，并且在这个过程中会产生轻微的质量损失，这些损失的质量可以由质能方程E=MC?计算得到，由于光速是一个非常庞大的数字，因此即使损失一点点质量，也会产生强大的能量！
铀-235裂变示意图
果只是这样的话，那核裂变能绝壁是一个优秀的能量来源方式，但核裂变的方式并不只是亏损质量，同时它也会产生大量的污染！上图时铀-235裂变示意图，一个铀-235原子受到一颗热中子轰击时会分裂成钡-141和氪-92，同时它也会释放出2-3颗中子！这个中子非常关键，它的作用如下：
核裂变反应堆需要热中子来维持链式裂变，因为铀-235裂变需要中子来维持裂变，而铀-235原子裂变时会释放出2-3个，这表示中子增值效应是满足持续裂变需求的，只是要将裂变的快中子用减速剂减速成慢中子，那样铀-235才容易吸收持续裂变！
另一个问题则是中子的危害，尽管我们身体中的原子核组成中也有中子，但自由中子危害极大，它能对DNA直接造成损伤，还能引发次生辐射，并且它不是带电粒子，无法用磁场屏蔽，只能用厚厚的铅板或者其它能挡住中子的材料！
铀的衰变
上述是中子的用途和危害，但和裂变堆中并不只是中子，除中子外还有危害很大的伽马射线，当然αβ射线也是少不了的，它们在会在裂变和衰变过程中产生，因为核裂变后的元素的衰变链会持续产生这些辐射，所以核裂变如果不注意防护，它的危害是非常大的！
切尔诺贝利核事故
1986年4月26，位于乌克兰切尔诺贝利的核电站4号反应堆在测试时由于操作人员失误，关闭了一系列保护措施，最终核反应堆功率大增，并且还关闭了紧急核心冷却系统和区域自动控制系统以及紧急停机系统，结果核反应堆压力大增，引发的第一次爆炸直接将核反应堆外壳炸了个大洞！而第二次爆炸更是将堆芯直接炸散了！
爆炸的4号反应堆
高浓度的核反应堆内的放射性直接被抛入了大气层，而且蒸汽和燃烧的烟尘则加剧了这个过程，难以计数的放射性物质通过高层大气的流动，覆盖了前苏联部分地区和欧洲大部地区。这是有史以来危害最大的核事故，国际核事件分级表评为最高第七级事件的特大事故！
2011年3月11日，福岛第一核电站因为311大地震导致设备损坏，堆芯融毁和大量辐射物质释放的核事故，另外还有大量受到放射性核污染的冷却水大量排入太平洋，它的深层次危害可能比切尔诺贝利还要严重，因为污染的是连接全世界的太平洋！
氢弹的爆炸就是核聚变，那么核聚变堆失控会把地球炸上天吗？
我们见识了核裂变堆泄漏时那强大危害，更知道氢弹的威力，尽管核聚变堆还没造出来，但要是聚变堆像氢弹一样比核裂变泄漏更危险，那可如何是好？要知道威力有多大，那么也得从聚变和氢弹的原理开始说起！
聚变说起来比裂变更简单，它是澳大利亚核物理学家马克·欧力峰发现的，简单的说就是两个轻原子核结合变成一颗更重的原子核，而质量亏损也会在整个过程中发生，但它的质量亏损比例大约是裂变时的8-10倍左右！因此氢弹的威力要比原子弹大得多，但真正的原因却不在此！
氘和氚的聚变过程
看起来极其简单的核聚变，但实现却需要数千万到上亿度的高温，人类根本就无法达到整个温度，因此在原子弹发明以后，科学家想到了用原子弹的爆炸来达到超高温高压的环境！当然氢弹引爆的模型十分复杂，据说全世界只有两种构型能让氢弹爆炸，一种是泰勒构型，另一种是于敏构型，我们不管是哪种模式，氢弹的威力很大就是了！
原子弹的核装药存在临界质量，因此准备裂变的核材料必须以复杂的结构分散布置，而在炸散前以尽量多的装药裂变是关键（广岛原子弹装药二十几千克，只有一千克参与了裂变，产生了一克的质量亏损，威力2万吨TNT当量）！因此原子弹往往当量存在上限，一般50万吨TNT当量以上就很难了！但氢弹不存在整个瓶颈，所以氢弹的威力几乎是无穷的。
原子弹两种典型结构
全世界威力最大的氢弹是前苏联在新地岛试爆的“大伊万”氢弹，原本爆炸威力相当于一亿吨TNT，但科学家计算后发现，其爆炸影响范围内有人居住，因此减少装药将威力下降到5000万吨，实际威力大约为5800万吨！
大伊万（沙皇炸弹）爆炸地点
这颗氢弹的核装药聚变时间38纳秒，释放出了21万太焦耳的能量，产生的火球半径达4600米，爆炸的热气浪在170千米外仍然杀伤力，爆炸产生的电磁脉冲导致无线电中断一个多小时！它的威力是通古斯大爆炸的2.5倍以上！
核聚变堆如果失控会炸翻地球吗？
我们见识了裂变堆的失控，也见识了氢弹的爆炸，那么和氢弹原理一样的聚变堆失控会很危险吗？国际热核聚变堆是十几个国家准备突破商业核聚变的实验堆，它的结构是托卡马克（典型的磁约束，仿星器也是磁约束，国家点火装置是惯性约束）！
托卡马克结构
因为用来发电，所以它无法用原子弹引爆的方式来实现聚变，其原理是利用超导磁体产生的超强磁场将氘氚的等离子体约束在真空腔内，再利用特殊的加热方式，让其达到5000千万到上亿度，以达到氘氚聚变的目的！
氘氚聚变也会产生难以控制的中子，它会导致元素嬗变，因此再核聚变堆内有一个第一壁就是防止中子乱窜的，同时第一壁接受的热辐射将会被散热管道引导出来，加热水形成高压蒸汽推动汽轮机发电！
再托卡马克超导腔内，狂暴的等离子体被一个超级变压器形成磁场控制，但等离子体控制难度极高，因此当前各国的实验都是以控制高温等离子体更久时间为目标，但即使如此，等离子体仍然非常容易破裂，一旦失控，超高温等离子体将会破坏第一壁，窜出的超高温等离子体将会继续破坏超导腔和其它设备。但它不会形成规模性的爆炸！
因为它不像裂变堆，如果失控的话可能会形成失控的链式反应（控制棒无法插入吸收中子等），或者衰变物质大量进入大气层，聚变堆需要超高温加热以及磁场约束下聚变的，一旦失去这个约束条件，那么最后的那团等离子体所包含的就是它所有的能量！
因此在这种状态下，它的破坏力是极其有限的！最大的可能就是聚变堆损坏，需要大量资金维修，但像核裂变堆那样的毁灭性破坏是不会有的，可能会引起少许的嬗变材料辐射影响，但非常有限！
所以各位还是可以放心，如果热核聚变堆失控了，它也不会让地球飞上天，当然惯性约束的聚变堆尽管原理有些不一样，但同样不会！
