[科普中国]-核武器当量-

核武器当量是指核武器爆炸后释放出的能量，通常用释放出相同能量的三硝基甲苯的吨位来衡量。常见的单位有千吨（kt）和百万吨（Mt），有时也用太焦耳（TeraJoules）。因为测量TNT爆炸产生的能量具有一定主观性，加之试验误差，精确测定很困难（特别是在核武器研发初期）。因此，一千吨TNT爆炸的能量约定俗成的定为10^12大卡，相当于4.184太焦耳。

当量-重量比是指核武器的当量与其重量的比值。对于聚变武器（热核武器），当量-重量比的理论极限是每吨位炸弹6百万吨TNT，相当于25太焦耳/千克。1960年代曾报道过当量在5.2百万吨/吨，甚至更高的单弹头核武器。但从那时起，为了增加打击效率，多弹头核武器受到青睐。因此，核武器开始小型化，现代单弹头核武器的当量-重量比开始走下坡路。

简介核武器当量是指核武器爆炸后释放出的能量，通常用释放出相同能量的三硝基甲苯的吨位来衡量。常见的单位有千吨（kt）和百万吨（Mt），有时也用太焦耳（TeraJoules）。因为测量TNT爆炸产生的能量具有一定主观性，加之试验误差，精确测定很困难（特别是在核武器研发初期）。因此，一千吨TNT爆炸的能量约定俗成的定为10^12大卡，相当于4.184太焦耳。

核武器当量的具体例子从上往下当量递增（大部分数据为近似值）：

|| ||

作为比较，美国GBU-43大型空爆炸弹（MOAB，戏称为“炸弹之母”）的当量只有11吨TNT；俄克拉何马城爆炸案中案犯使用的硝铵炸药只相当于2吨TNT。即使跟最小的核武器相比，常规爆炸也难以企及。1

当量的极限理论上，裂变核武器所能达到的最高当量-重量比约为每吨位炸弹六百万吨TNT，相当于25太焦耳/千克。迄今达到的最高值略小于这个极限。现代小巧核武器的当量-重量比更低，因为需要考虑载具的运载能力。

二千五百万吨级的B41核弹的当量-重量比可以达到每吨位炸弹五百一十万吨TNT。美国现有的核武器许多无法达到这个水平。有人猜测如果使用高浓缩氘化锂-6作为聚变燃料，这个当量-重量比并非不可企及。目前，B41核弹仍然保持着当量-重量比的世界纪录。

1963年美国能源部解密的文件显示，美国有技术能力部署运载三千五百万吨级核弹头的大力神II型导弹，也有能力在B-52轰炸机上运载五千到六千万吨级的核弹头。美国政府并未真正执行。但是，计算显示这些核弹的当量-重量比都超过二千五百万吨级的B41核弹。有人猜测，保持B41核弹的设计不变，如果用铀-235代替包覆融合芯中的铀-238，就可以进一步提高当量-重量比。在泰勒-乌拉姆设计方案中，铀-238是最常用的包覆融合芯材料。

美国现有小巧核武器的当量-重量比在每吨位炸弹六十万到二百二十万吨TNT之间。大卫克罗无后座力炮的弹头的当量-重量比在每吨位炸弹四百到四万吨TNT。“小男孩”核弹的当量-重量比在每吨位炸弹四千吨TNT。最大的“沙皇炸弹”的当量-重量比在每吨位炸弹二百万吨TNT。据信若使用合适的材料，“沙皇炸弹”的比值可以达到每吨位炸弹四百万吨TNT。

有史以来最大的纯裂变核武器“常青藤之王”的当量为五十万吨TNT，也许已经达到了其设计的极限。使用聚变增强能大大提高此类核弹的效率。但是，裂变材料在超过临界质量后会带来严峻的设计和工程问题。因此裂变核武器的当量是有极限的。纯聚变核武器却没有这个问题。

理论上裂变核武器所能达到的最高当量-重量比约为每吨位炸弹六百万吨TNT，实际所达到的值为每吨位炸弹五百二十万吨TNT。因此对于空投的核弹，其总当量有一个实际界限。新一代核武器基本不再有笨重的外壳，增强了提高当量-重量比的可能性。比如，Mk-36核弹的当量-重量比约为每吨位炸弹一百二十五万吨TNT。如果其外壳能够减重2/3，其当量-重量比可提高到每吨位炸弹二百三十万吨TNT，和更新且更轻的Mk/B-53核弹几乎一样。

运载工具的运载能力可以用来猜测核弹的当量。安-225运输机的最大运载能力是二百五十吨。如果有这样一颗二百五十吨的核弹，其当量将达到十三亿吨TNT。俄罗斯的大型火箭SS-18（R-36导弹）的有效载荷为7.2吨。其能够携带的最大裂变武器相当于三千七百四十万吨TNT。土星五号火箭的有效载荷为120吨。其能够携带的最大裂变武器相当于七亿吨TNT。

现代核武库中已经很少有大型单弹头。取而代之的是多目标重返大气层载具运载的多弹头系统。在当量或者载荷相近时，后者的破坏力远远超出前者。单个弹头的破坏力是其当量的2/3。在多弹头系统中，虽然每个弹头的破坏力相对小些，但是整体上多弹头的破坏力不但能够补偿失去的当量数，反而会因为更好的当量-重量比而具有更大的破坏力。2

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学