金属氮——第四代核武器材料

氮是空气中含量最多的元素，自然界中氮存在的范围也十分广泛。标准状况下氮气以无色、无味、无臭的双原子气体分子形式存在，但在极端高温高压的环境中，氮分子会发生一系列复杂的结构和性质变化。其中一种变化就是氮分子发生解离，再进一步发生聚合作用从而形成金属氮。

金属氮是典型的超高含能材料，TNT炸药的能量密度也不及金属氮的十分之一。不仅如此，金属氮的使用对环境也比较友好，还能循环利用，如果把它用作载人火箭一、二级推进器的燃料，那么火箭起飞重量可以提升数倍。

金属氮概述图

一向走在科技前沿的美国首先对金属氢进行了开发，但在最基本的转化固态氢方面遇到了瓶颈。金属氢要在极高压的环境下才能将氢转化为固体结晶，这个压力甚至比地球核心处的压力还大，而且其转化成功后还需要在正常温度下进行保存，因此美国至今都没有突破这个难关。中国没有去纠结金属氢，而是另辟蹊径从金属氮下手。

要形成金属氮必须满足两个条件：一是极端高温，二是极端高压。自然界不存在满足这两种条件的环境，因此我国科学家建设了一个实验系统，能够实现高达170兆帕和8000度高温高压的极端条件，并在此条件下研究了氮分子在绝缘体、半导体、金属转变过程中的光学吸收特性和反射特性，确定了氮分子解离的相边界及金属氮合成的极端压力温度条件范围，这是国家核心军事能力和军事技术制高点的重要标志。氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物清洁无污染等优点，是新一代超高能含能材料的典型代表。该成果不仅能够对其他形式高能氮材料的合成提供指导，还为未来金属氢的合成奠定了重要基础，因为合成金属氢与合成金属氮所需要的极端高温高压条件是类似的。紧接着，我国研制出全球首个全氮阴离子盐炸药，这是一种具备高能化学键的新物质，仅需200吨该物质就能超过广岛原子弹爆炸的威力，而且不会造成任何核污染。

核武器主要包括第一代核武器（裂变武器，通常称为原子弹）、第二代核武器（聚变武器，通常称为氢弹）、第三代核武器（以中子弹为代表）和第四代核武器。

前三代核武器虽然威力巨大、杀伤力强，但都面临一个严重问题：这些核武器爆炸后会产生严重核污染，因此联合国条约禁止核武器发展。能不能造出一种没有核污染、杀伤力又强的核武器呢？这成为第四代核武器研制的目标。第四代核武器是指核定向能武器，它不是之前核武器的改进版，而是一种利用全新原理制造的核武器。虽然它仍以核武器的原理为基础，主体部分也仍是氢弹，但其性能完全不同于现有的核武器，其不同之处在于它不是依靠核爆炸，而是以其他无污染的方式来引发核聚变，也被称为纯热核武器。相比于前三代核武器，第四代核武器具有以下几方面的优点。

威力强大 金属氮核武器的杀伤力远超第——代核武器—原子弹，它在爆炸瞬间可以产生7700℃的高温，瞬间摧毁一座城市也不在话下。

精准打击 相比前三代核武器，第四代核武器的爆炸可以控制其威力与方向，其产生的电磁脉冲还可以使敌方的通信指挥与电子系统瞬间瘫痪。

可投入到战场应用 第四代核武器不会像前三代核武器那样，让爆炸地点寸草不生、万物陨落，它也不会产生剩余核辐射, 爆炸后不会危害到爆炸点周围居民的身体健康和环境安全。所以它可以在通常情况下作为“非毁灭性武器”投入到战场上，真正做到“绿色无污染”。

实用性较强 第四代核武器当量可以是1～1000吨，基本上缩小了核武器与常规武器的界限，也不会被视为大规模杀伤性武器。核武器将可彻底实现小型化，甚至能做到只有子弹大小，当量可控，体积质量可控，其实用性相比前三代核武器更明显。

引爆方式简单 前三代核武器必须用原子弹做引信，利用核裂变产生辐射的方式引发核聚变，而第四代核武器可以利用超激光、强X射线、磁压缩等多种方式触发核弹的开关。