[科普中国]-金属氢武器

介绍

固态金属氢能存储大量能量且单位体积能量很高，因此，具有重大的军用价值和广阔的应用前景。比如，为一种高能推进剂用于小体积、远射程的火箭、导弹和火箭弹中，每千克固态金属氢所产生的推力相当于每千克液氢/液氧火箭燃料的 5 倍；作为一种超高能炸药，用于大规模杀伤性武器中或用于制造金属氢武器，金属氢的爆炸威力相当于相同质量TNT 炸药的 25 ～ 35 倍，是目前威力最强大的化学爆炸物。

理论和实验及木星磁场的变化都说明了金属氢的存在。各科技发达国家争相研究有关氢的绝缘相和金属相的状态方程、结构相变、有序无序相变、绝缘金属转变和金属氢的物理性质，该理论研究将一直持续下去。随着金属氢形成理论的深入，人工合成的希望很大，金属氢武器的研发一旦成功，将会引起整个军事科学技术领域一场划时代的革命。

性能作为聚变燃料，金属氢密度高达 1 g/cm3，聚变时释放的能量比铀核裂变大很多倍；作为超高能炸药，金属氢贮存有极高的能量，约为 218 k J/g，比HMX（5.53 k J/g）高约 40 倍，比TNT（4.65 k J/g）高约50 倍，比最好的航空燃料能量大 200 倍；如果用金属氢作为火箭燃料，因其比冲近于 1700 s（而JP4加液氧只有 400 s左右），可用于小尺寸、小重量、高性能的运载火箭。 金属氢是一种高温超导体，其超导转变温度在室温附近，用金属氢输电，输电效率在 99.7%以上，如制造发电机，其重量不到普通发电机重量的 10%，而输出功率可以提高数十倍。金属氢有普通金属的力学强度，可以用普通刀具削切加工，通过使用添加剂，可以把金属氢变得既稳定又坚固，其密度低、强度高的特性，可用于制造军用装甲车辆、战斗机等武器装备的结构材料。

金属氢氢是最简单的元素，其原子由一个质子和一个电子组成。氢气在一定压力下可转化为固态结晶体，在室温下无需密封可保持很长时间并具有超导特性，这就是金属氢。

固态金属氢材料具有广泛的应用前景：室温超导材料自1911年11月，荷兰莱顿大学实验物理学家昂尼斯发现汞在液氦的超低温（－269℃）下电阻变为零的超导现象以来，科学家们已发现了数千种超导体，但这些超导体电阻变为零的临界温度相当低，目前最好的“高温”超导体的临界温度仍为150K（－123℃），需用液氮冷却才能实际应用。某些物理学家预计，固态金属氢能在室温下无电阻地传导电流的特性将使其成为一种实用的室温超导材料。

武器应用金属氢超导材料在军事领域的应用将是非常广泛的，如超导电磁推进系统、超导电磁炮、超导粒子束武器、大功率发动机、超导储能系统、超导计算机等等。轻型结构材料通过使用添加剂，可以把金属氢变得既稳定又坚固，具有密度小、强度高的特点。据科学家估算，其密度可能仅为0.7克/立方厘米，只有铝的密度的1/3、铁的密度的1/10，但其强度却是铁的2倍。如果用它来制造军用装甲车辆、战斗机等武器装备，肯定要比普通材料节省燃料，而且性能将会更佳。

高能清洁燃料固态金属氢能存储大量能量，且单位体积能量高。如果固态金属氢所存储的能量能慢慢地释放，就可用它代替汽油或其他运输燃料；如果能较快地释放，就可用它作火箭或弹药的推进剂，每千克固态金属氢所产生的推力相当于每千克液氢－液氧火箭燃料的5倍。用金属氢作推进剂的导弹、炮弹等武器体积将大大缩小，射程将会增大，威力也将更强。

第四代核武器金属氢武器如果固态金属氢中存储的化学能量能在短时间内全部释放出来，就会产生爆炸性的效果，这时金属氢就成为一种超高能炸药，可以作为大规模杀伤性武器使用。金属氢的爆炸威力相当于相同质量TNT炸药的25～35倍，是目前可以想象到的威力最强大的化学爆炸物。

由于金属氢武器的爆炸威力可与核武器媲美，所以人们将它与干净的聚变弹、反物质武器、激光粒子束武器、核同质异能素武器等正在研制中的新机理武器一起称为第四代核武器。高效聚变燃料在激光惯性约束核聚变中，核燃料是氢的同位素氘－氚的混合物。若用固态金属氘－氚作燃料小球，由于其密度比其他形式（如气体或低温的普通固体）氘－氚混合物的密度高，在一定容积的靶室内可装更多燃料，因而可提高核聚变的效率，产生更多的聚变能。

固态金属氘－氚核聚变燃料的使用将使未来核聚变反应堆的实用化和小型化成为可能，为聚变能早日进入人们社会生活领域和军事领域奠定物质基础。2