這又是一個標籤話題：#為什麼原子彈有上限，而氫彈沒有#，不是吹牛，在頭條對於核武器的相關內容還是W君會解釋得比較清晰。
在很多人的眼中，原子彈是威力巨大的武器，這個論斷“對也不對”，主要在於大家對於核武器還是並沒有太深刻的瞭解。
如果希望深入瞭解的話，帶個貨：這裡有W君的精講核武器專欄，大家可以去看一下大部分章節已經解鎖，並且目前頭條還有優惠活動。
閒話不多說，咱們開始聊今天的話題。
雖然原子彈的威力很大，但是原子彈本身是一種效率極低的武器。以廣島原子彈為例子，我們來看看這種武器的效率有多低下。
廣島原子彈的設計是一種典型的“槍式”核武器，利用兩塊接近於臨界質量的鈾235滑塊，在起爆的時候用炸藥的爆炸能量，讓這兩塊接近於臨界質量的鈾235拼合在一起，這時候整個的原子彈核心處於超臨界質量的狀態，引發鏈式反應，原子彈就爆炸了。
基本原理就是這樣。但是隻知道基本原理的話，還是造不出原子彈的，工程上的問題是槍式原子彈是一種透過慣性約束核裂變鏈式反應的機構。核彈的核心可以拼合在一起其實就是依靠爆炸推動原子彈高速運動所導致滑塊具備的慣性。這個慣性維持著在爆炸初期整個核心的超臨界狀態。
這種維持能力其實很低，廣島原子彈核心爆炸的時間只有十幾納秒，隨後核爆炸產生的強大的能量就會反向推動原子彈核心四分五裂的向四周飛去。這時候原子彈核心質量就又降低到了非臨界狀態。
說資料：廣島原子彈一共使用了64千克的鈾235，其中只有不到1千克鈾235產生鏈式反應，其他的63千克鈾235都被浪費掉了。即便是這1千克鈾235參與了鏈式反應，真正在鏈式反應中能夠推動鏈式反應持續進行起到作用的不足200克。最終只有不到1克的物質轉化為了純能量。也就是廣島原子彈的爆炸當量13000噸TNT。
如果我們去製造一顆64公斤裝藥量的炸彈，例如一枚航空炸彈：
我們會在航空炸彈內部加裝傳爆藥（這是W君的正牌專業內容……），例如上圖，在引信和彈體中部能看到兩條管子。這就是傳爆藥管。這個管子內填充的是爆速度比裝填炸藥更高的烈性炸藥。起到的作用就是儘量地讓炸彈內部填充的炸藥在傳爆管周圍開始起爆，這樣一來，炸彈中在起爆的時候還沒有來得及爆炸的炸藥就不會被爆炸的爆轟波破壞掉，提高了炸藥的利用率。但即便如此，一枚加裝了傳爆管的炸彈在爆炸的時候依舊會有12-25%的填充炸藥根本不會爆炸。這樣說炸彈的炸藥利用率其實也就只有75%～88%之間。
看似效率並不高吧？對比廣島原子彈裝入了64千克的鈾核心，最終只有1千克起作用，鈾的利用率僅有1.56%可以說是高出天際了。
有人覺得槍式核武器簡單，更復雜的內爆式核武器的確是可以提高核武器核心的利用率的。
第二枚實戰的原子彈胖子內部的核心為一枚鈽239圓球，透過外部爆炸對內壓縮，反應時間提高到了33納秒，只有6.4公斤鈽239的核心在爆轟波的持續壓縮下釋放出了2.1萬噸TNT當量的能量。
其實我們算一下也可以知道，這次爆炸中有不到2千克的鈽參與了核爆炸鏈式反應，利用率提高到了接近30%
這時候會有人問既然內爆式原子彈可以有效的提高利用率，增加內爆式核武器的核心大小是不是就可以有效的提高原子彈的當量呢？
答案是一定程度上可以，但有天花板。你可以增加核彈核心的質量，但核彈還有臨界質量和臨界半徑的限制，同時，能夠作用於核心球體表面的爆轟波能量也是有上限的。不會超過炸藥本身的能量天花板。這樣一來加厚的球體就很難被充分壓縮。這時候即便是增加核心質量也是一種可恥的浪費行為了。
但事情總得去實驗，美國在1952年的常青藤行動中就摸到了原子彈當量的天花板。他們製造了一枚叫做國王（king）的原子彈。
實驗中“國王”的當量達到了54萬噸TNT，在“國王”中包含了四塊接近於臨界質量的U235核心元件。採用了更為複雜的92點爆炸方式（胖子只有32點）進行起爆。最終60公斤重量的鈾235核心利用率達到了80%以上。
但為了達到這樣效果，“國王”炸彈（MK-18）只能做得更重、更復雜、更不容易維護，因此美國在1953年陸續生產了90枚MK18短短2年之後就將這些核彈拆掉了，改成了結構更為簡單成熟的MK6核彈。
至此由於結構和工程的原因，MK18也就成了原子彈當量的天花板。當然了你如果付出更復雜的結構裝入8或16個子核心原子彈的當量還或許可以進一步提高。但是這種事情顯然從成本考慮就是一個敗筆了。
現代原子彈其實走的是一個相反的道路，通常會設計為兩個起爆點的簡單結構
透過橢圓形的爆炸塑形外殼利用兩個爆炸點的炸藥進行聚焦引爆核心，這就要求核彈的當量儘量的小了。否則外部炸藥的爆轟波很難進行準確的聚焦。目前最小當量的核裂變爆炸裝置甚至可以做到只有1.2噸TNT當量。但這個東西可以作為氫彈的核扳機。利用更少的裂變材料的消耗去點燃氫彈的聚變燃料。
由於聚變燃料並沒有臨界值的限制，而且線比較於鈾或鈽這些裂變材料來價格極其便宜。因此氫彈其實就成了核武器的主流。
也就成了理論上並沒有當量上限的武器。
當然了，就氘和氚的特性而言，如果質量達到了太陽質量的5%，這時候氘和氚並不需要外界能量自己就會被點燃。然而……這麼大的質量在太陽系中很難存在，畢竟已經點燃的那顆氫彈（太陽）已經佔據了太陽系總質量的99.86%，那額外的5%很難在太陽系記憶體在。
