答：從原子彈和氫彈的爆炸原理來看，原子彈由于受自身臨界質量的限制，存在一個極限爆炸當量，而氫彈只要增加核聚變材料，就能一直提高爆炸當量，理論上沒有上限。

核彈從原理上可分為原子彈和氫彈，我們都知道氫彈的威力要高于原子彈，這其實是兩者的爆炸原理決定的。

原子彈

其原理是利用裂變材料發(fā)生鏈式裂變反應，從而在瞬間釋放巨大的能量，讓原子彈爆炸的關鍵，就是控制好鏈式裂變反應，臨界質量則是維持鏈式裂變反應所需的最小裂變材料質量。

簡單點說，原子彈就是把兩塊或者多塊裂變材料分別保持在臨界質量以下，需要引爆時，就把它們迅速組合到一起從而超過臨界質量，于是原子彈就爆炸了。

雖然原子彈有槍式和內爆式之分，但是其原理都是一樣的，比如1945年美國投放到日本廣島的“小男孩”，就是使用槍式的爆炸原理，用一塊裂變材料撞擊另外一塊裂變材料，使得整體超過臨界質量引發(fā)爆炸。

臨界質量并非完全固定，而是和材料的幾何形狀、純度、物理性質、中子反射物等等有關，使用內爆式的話，一般鈾-233的臨界質量大約是15公斤，钚-239的臨界質量大約是10公斤。

于是對于原子彈來說，爆炸前的每塊裂變材料必須處于亞臨界質量，然后結合起來要超過臨界質量，如果你繼續(xù)增加每塊裂變材料的質量，在超過臨界質量后自身就爆炸了，所以原子彈的爆炸威力存在上限，一般認為是50萬噸TNT當量。

氫彈

相比之下，氫彈使用核聚變來釋放巨大能量，比如我們每天看到的太陽，就是在發(fā)生氫元素向氦元素的聚變，每秒釋放3.8*10^26J，相當于9億億噸TNT當量。

核聚變沒有臨界質量這個參數，無論你有多少核聚變材料，只要達到了相應的核聚變溫度，就能引發(fā)聚變反應，所以理論上氫彈沒有爆炸上限。

由于引爆氫彈需要上億度的溫度，化學爆炸是無法達到的，所以氫彈一般需要用原子彈來引爆，擁有氫彈的國家必須具有成熟的原子彈技術才行。

當然要想不斷增加氫彈的爆炸當量也絕非易事，因為隨著核聚變材料的增加，在最初一部分材料發(fā)生核聚變后，釋放的能量會把周圍的核聚變材料炸分散，使得后續(xù)的核聚變材料達不到反應條件。

要想增加氫彈的爆炸當量，對氫彈的爆炸結構有著特殊的要求，氫彈的體積也將變得無比巨大，從而失去了實用意義；比如蘇美冷戰(zhàn)時期，蘇聯(lián)引爆的沙皇炸彈重達27噸，爆炸威力相當于5000萬噸TNT當量，爆炸時產生的蘑菇云有40公里寬，64公里高，是至今為止人類造成的最大規(guī)模爆炸。

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廣島原子彈（左）和長崎原子彈（右）爆炸后產生的蘑菇狀煙云。

從目前的核理論和核原件制造工藝來說，制造2萬噸級別的核彈需要32㎏左右的鈾235，實際上廣島原子彈用了60㎏左右，而钚只需要11㎏長崎原子彈用了25㎏左右，也就是說：使用鈾235制造出來的原子彈當量越大，鈾的使用量就會越多！
廣島原子彈“小男孩”的示意圖，它是采用最簡單的“槍法”制造出來，雖然簡單但是原子彈是人類研制出來的最復雜武器，內部結構非常復雜，零部件數量也多，廣島原子彈使用的是U235核裝藥，爆炸威力只有2萬噸TNT當量，它的重量超過了3噸。

即便是現(xiàn)在技術水平提高了，如果用鈾235制造一枚50萬噸當量的核彈，那么最后的武器重量會在2噸以上，這樣大的重量顯然不利于火箭類載荷工具，只能由大型轟炸機去投擲！而用钚239去制造原子彈也會出現(xiàn)這個問題，雖然它的用量比鈾235少了很多，但是要是制造出來更大當量也必須增加钚239的使用量...最后的結果也是武器變得非常大失去了實戰(zhàn)意義！所以，原子彈并不是說在制造上有限制，而是在武器化和使用上有限制。
圖片上是著名的“大伊萬”模型，它的核當量是5000萬噸TNT，由于顧及國際影響和環(huán)保的問題，它未在最外層使用鈾238做反射層而是使用了鉛板，有意的降低了核當量，要不然它應該是一億噸TNT當量級別的。

但氫彈核當量太大也是沒有意義的！當量過大在實戰(zhàn)當中并沒有體現(xiàn)出破壞威力就會更大，10枚1000萬噸TNT當量的氫彈頭的打擊目標的范圍和能力顯然是高于1顆一億當量的氫彈頭，所以氫彈也是有上限。
從目前核武器發(fā)展趨勢來看，已經不在追求大當量的核彈頭了，而是核彈頭的小型化，目前最先進的氫彈頭為40萬噸TNT當量以下，彈頭的重量在200公斤以下，采用更先進的“三相彈頭”設計，就是以：原子彈被扳機（次級），爆炸后轟擊主體，主體爆炸后又轟爆鈾238層，形成更加強烈的核爆炸，是核裂變→核聚變→再次核裂變這樣的爆炸反應，這樣的設計不但可以使氫彈頭的重量更輕，并且核材料用量也會更少！
隨著彈道導彈防御技術的提高，洲際導彈的突突防變得非常重要，由于洲際導彈在載荷有限，就需要將核彈頭做的小一些，一枚洲際導彈如果攜帶10個分彈頭那么它的突防能力就會得到極大的提高，而且這10個彈頭當中有真有假，大大的增加了防御方的攔截難度，相反要是彈頭重量很大洲際導彈的載荷的數量太少，防御方的攔截難度就會降低，導彈被攔截了核當量再大也沒啥實際意義，所以氫彈頭也必須要做的小一點才行。

簡單的來說，就是核裂變材料存在臨界質量和臨界體積上限，而核聚變材料理論上可以無限堆積材料，提高炸彈當量。原子彈的原料為鈾235或者是钚239，結構則分為槍式和內爆式，雖然成分各異，但是它們的爆炸原理卻大同小異，都是通過起爆炸藥將分散的處于次臨界狀態(tài)的核裂變材料擠壓到一起，提高他們的密度，從而達到超臨界質量，最后發(fā)生爆炸。
▲內爆式原子彈和氫彈的原理

核材料裂變的原理很簡單，就是一個中子撞擊一個鈾原子，鈾原子被打碎成2到3個小原子，在這一過程中除了釋放出大量能量外，還會再來再跑出來2到5個中子，而這些中子會繼續(xù)撞擊其他鈾原子，隨著中子數量的不斷增加和撞擊的不斷加速，就會導致不可控的鏈式核裂變反應誕生，這就是原子彈爆炸的原理。

那么是不是只要把鈾235堆在一起就能夠發(fā)生鏈式裂變反應呢？當然不是，首先鈾235雖然屬于輻射材料，無時無刻不在向外散發(fā)中子，但是由于原子核的體積只占據鈾原子的一小部分，因此中子并不能馬上撞擊到原子核，如果核材料的體積太小，這些中子在還沒偶遇到原子核之前就會飛到空氣中去，所以這就必須要求核材料必須具備一定的體積。

其次即使是武器級的核材料，其純度也不能達到100%，如果殘留一些鈾238，只有速度在2200米/秒以上的快中子撞擊才能引發(fā)核裂變。而如果核材料中還擁有一些諸如硼之類的成分，還可能將散射出來的中子吸收掉一部分。因此要發(fā)生鏈式核反應，核材料還必須保有一定的質量，只有質量夠了才能夠散發(fā)出足夠的中子，才能讓鏈式核裂變反應持續(xù)發(fā)展下去，而滿足這兩個條件其實就是讓中子增殖系數大于1，這就是所謂的臨界質量和體積。
▲濃縮鈾

原子彈就是把分散的核材料積壓達到臨界質量和體積，從而發(fā)生爆炸，但是如果為了提高原子彈的威力而不斷地增加核材料分量，最后就可能讓它們的中子增殖系數超過1，最后發(fā)生自發(fā)臨界質量，最后發(fā)生爆炸，因此原子彈的威力是不可能無限增加的，一般認為其上限為50萬噸TNT當量左右。
▲槍式原子彈原理

而氫彈相對來說就沒有這方面的顧慮，氫彈的原理是通過對諸如氘和氚這樣的輕原子施加高溫高壓，從而將其兩個原子核結合在一起，成為重原子，期間輕原子中部分電子和中子會被積壓出去，從而釋放出比核裂變高出大約5倍的能量，這就是所謂的核聚變！

我們從這里能夠看出，核聚變并不需要中子的撞擊，充分必要條件就是高溫高壓加聚變材料，而聚變材料的重量和體積也并沒有上限。因此我們可以看出，在原子彈最大威力為50萬噸TNT當量的情況下，氫彈卻已經出現(xiàn)了5000萬噸TNT當量的奇葩（沙皇炸彈）！所以一個國家要真正實現(xiàn)可靠的核威懾，光有原子彈并不實際，發(fā)展氫彈才是長遠之舉，而印度在這方面的技術顯然還不成熟！

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比如今天的問題，原子彈是擁有極大破壞力的大國重器，要想講個明白，擁有初中物理知識者都可清楚的知道，核裂變嗎？道理不復雜，如今在網上隨處可見的結構圖，這也是非法擁核國家，只有下了決心去搞，把人力物力投進去，幾年間便可得到。裂變的材料，不是鈾235，就是钚239，只要達到理想的豐度（90%以上），就可以邁出重要的一步。

順帶說一句，提高豐度，需要大型設備，傾注重金支持，你懂得，無論鈾礦，還是钚礦，這個世界上并不豐富，且為國際原子能機構嚴格控制，價格貴得驚人，這對弱小國家是一個極大的經濟負擔，即使造出來，造得小，造得少，威懾力極其有限，正像一個弱不禁風的小孩子，長期抱著一塊大石頭，相當吃力，只能拖累于國計民生。

沙皇炸彈實驗瞬間

豐度足夠大的裂變材料聚在一起，一旦超過臨界質量，就會自行發(fā)生裂變，所以原子彈造多大，要受到理論的和實際的限制，這便是人們所說的上限。

致于氫彈則不存在是一問題，氫彈的原理是聚變，先用裂變實現(xiàn)聚變，聚變后再次發(fā)生裂變，理論上可以做得無限大，而沒有超出臨界質量之虞。致于具體結構，無人知道，仍然做為絕密技術，只有中美俄法英五國所擁有。網上那些傳說，核科學家的靈機一動，即發(fā)現(xiàn)了氫彈的結構和秘密，大抵都靠不住。

原子彈其實也沒有上限，這類武器理論上只要能堆砌核材料，就可以制造出當量無限大的炸彈出來。

所以“大伊萬”一億噸的當量不算什么，人們想做還可以做更大。但是呢，核彈這東西不是越大越好，“大伊萬”雖然看起來威力無窮，實際卻根本是浪費，如果人們把這1億噸級當量以10萬噸級劃分開來再平均撒布，威力會大得多。要知道，日本的那兩顆原子彈都不夠2萬噸級，就已經能摧毀城市并造成巨大傷亡了。

況且太大的核彈根本沒法扔，超過轟炸機和導彈的投送極限后，核武器就失去了戰(zhàn)術價值，不能扔到敵人頭上的東西是沒威脅的。正因為如此，人們給核武器設定了設計上限，不再做吃力不討好的事。

原子彈目前在各核大國中已經停止了發(fā)展，它們主要以“推進裂變彈”的身份，作為氫彈的點火器而存在。氘氚核聚變需要極高的溫度，而人類的普通化學爆炸無法做到這點，便只能依靠裂變反應來輔助。在爆炸效率上，聚變反應的氫彈遠遠大于原子彈，人們也就不傷腦筋去研發(fā)原子彈了。

而且核彈爆炸有個問題，因為臨界時反應速度極快，所以許多核物質根本來不及參與反應，就會被先反應的一部分物質炸飛出去。例如日本廣島原子彈爆炸，“小男孩”使用了64公斤的鈾235，然而只有不到1000克進入了裂變反應，這其中又只有0.6轉化為能量，剩下的都炸飛了，化為輻射塵顆粒擴散到四周。

這即是核武器設計中最容易碰到的問題——如何最大限度的利用并消耗掉核反應物質。如果做不到這點，就會導致核武器功能低下，還會令核武器的污染變得極為嚴重。無論是氫彈還是原子彈，都會遇到這種問題，它們需要通過特殊的設計，來完成最高效的爆炸，而不是像炸藥那樣，把TNT塞一塊兒壓成餅就行。

毫無疑問，這種爆炸效率的問題極大的影響了核彈的爆炸上限，盡管理論上我們稱之為“無限”，實際制造中卻不免會遇到問題。不過老王覺得說的已經足夠多了，畢竟我們只需要知道，氫彈、原子彈都不存在上限，它們唯一的上限是兵器承載的上限。

說的專業(yè)一點就是，核裂變有一個臨界值概念，這個問題限制了裂變原子彈的裝藥量，裝藥太少不足以引爆核彈，裝藥太多它有可能自爆，可以理解為“走火”，而氫彈就沒有這個問題，氫彈的核裝藥可以無限堆積，堆的越多威力就越大。

要明白臨界值，先要搞清楚核裂變，簡單來講就是一個極不穩(wěn)定（帶有放射性）的原子受到高速粒子撞擊后，粉碎成小型原子，這個過程會釋放出巨大能量和更多的高速粒子。

（圖示：核裂變過程）

一個鈾-235原子被中子撞擊后，一般會碎裂成2到3個小原子，釋放出2到5個中子，钚-239的裂變差不多。如果這些高速中子再繼續(xù)撞擊其它的不穩(wěn)定原子，就會繼續(xù)釋放出能量和高速粒子，以此類推持續(xù)下去就是鏈式反應，可以理解為核裂變連續(xù)進行。

但是，核裂變的前提是高速中子擁有足夠的速度，并且撞到了不穩(wěn)定的原子核，而原子核又是體積非常小的存在，它只占據原子的很小一部分體積，就好比太陽的質量和體積很大，但在太陽系中是個很小的存在，彗星都很難裝到它。同樣的道理，高速中子也很難撞到不穩(wěn)定的原子核，想讓核裂變連續(xù)進行并不容易。

（電子很難撞到原子核，因為它的體積非常�。�

這就需要增大不穩(wěn)定質子的數量，來提高中子撞到原子核的概率，就好比你開槍射擊800m外的一個人會非常困難，可如果800m外站滿了人，隨意開槍就能命中其中的一個人。質子的增加就是核裝藥質量和體積的增加，只有達到一定的質量和體積才能引發(fā)鏈式反應，這個標準就是臨界值。

（原子太少的情況下，只有很少數原子核能被撞到）

臨界值與很多因素有關，核裝藥(钚、鈾)的純度、外形等等，但不管什么樣的外形，它都是有一個極限的，這個極限往往就是核裝藥數量的最大值，一旦超過這個值，高速中子很容易就能撞到一個原子核，核裝藥在沒有外力作用的情況下，都有可能引發(fā)鏈式反應造成危險后果。

（如果原子非常多的情況下，只要啟動核裂變，大部分的原子核都會被撞到）

以槍式原子彈為例，這種結構內部包括塊高純度的金屬鈾，一塊固定安置（被稱為子彈），另一塊可在外力作用下移動（被稱為目標），這兩塊金屬鈾都不能達到臨界值，如果將金屬鈾加工成圓球狀，那么它的臨界值大概就是52千克，很明顯這種槍式原子彈的核裝藥上限也就是100千克了，因為裝太多的話會讓兩個金屬塊裝藥的質量逼近臨界值，進而導致原子彈很不穩(wěn)定。

（槍式結構原子彈）

當然了，現(xiàn)實中的原子彈裝藥不一定都是半球裝，而具體的形狀又會導致臨界值變化，工程師可以通過優(yōu)化裝藥形狀來提高臨界值，進而給原子彈裝進去更多的鈾-235金屬，但不管怎么說，這都是有極限的（爆炸威力不僅和裝藥數量有關，還與撞擊速度、密度、純度等其它許多因素有關，在工程上都是可以優(yōu)化的）。一般認為，美國在1955年制造的MK-18助爆式原子彈，裝藥已經被優(yōu)化到極限，威力也已經到達最上限，大約50萬噸TNT炸藥的爆炸當量，這個當量也被認為是原子彈的威力極限。

但是氫彈就不一樣了，氫彈利用的是核聚變原理，輕質量的原子在高溫高壓作用下融合成一個原子，期間會有少量質子和中子伴隨著大量能量釋放出來，這個聚變過程不需要高速中子撞擊原子核，也就是不依賴鏈式反應，只要周圍的溫度和壓強滿足需要，哪怕只有兩個原子也能進行核聚變。

（上圖是氫彈的結構簡圖，次級部分的核聚變材料不受臨界值影響）

同理，這個核聚變也是沒有上限的，因為不管你堆積了多少核聚變材料，只要外界的溫度和壓強沒有達到引發(fā)核聚變的標準，核彈都是安全、穩(wěn)定的，因此在抗的動的前提下，氫彈的威力可以無限提高，把地球上所有的核聚變材料裝進一顆氫彈內也是沒問題的。目前，導彈運載能力最大的國家，往往能制造出威力最大的氫彈，比如蘇聯(lián)的“大伊萬”，爆炸當量5000萬噸TNT裝藥，是目前已知最大威力的氫彈，之所以有這個上限，是因為太重的話導彈抗不動，而非氫彈的設計上限。

主要是裂變彈（原子彈）的核裝藥存在臨界質量上限，所以爆炸威力有上限。聚變彈不存在臨界質量上限問題，所以理論上做到無限大。

原子彈威力取決于鈾、钚的裝藥量，量越大威力越大，但是量大以后有可能鏈鎖式反應引起自爆，極其危險，所以不能太大。

氫彈是看氚化鋰裝藥量，再多也不會引發(fā)聚變危險，理論上威力沒有上限。