本月是“沙皇炸弹”爆炸 56 周年。“沙皇炸弹”是一次巨大的氢弹试验，至今仍保持着人类制造的最强大爆炸记录。虽然我并不想在自家车库里制造热核武器，但我确实喜欢玩弄氢气。所以我制作并点燃了充有氢气的气泡，它们会发出令人满意的小小的“砰”声和一阵黄色火焰。想象一下，就像在戳泡泡纸，但它有着高贵历史和科学的渊源。
再说沙皇炸弹。当苏联在新地岛（苏联的一个核试验场）引爆这枚聚变炸弹时，其威力相当于 5000 万吨 TNT。这比美国有史以来最大的武器——B-41 核弹——的威力大一倍。爆炸彻底摧毁了 30 英里以外的建筑物，产生的热量足以在 60 英里外造成三度烧伤，并在 170 英里外感受到热量，产生的冲击波震碎了数百英里外的窗户。形成的蘑菇云高达 40 英里，相当于 145 座帝国大厦叠在一起的高度。
作为参考，美国 1945 年的第一次原子弹爆炸——三位一体试验——只释放了相当于 20,000 吨 TNT 的爆炸能量。这颗原子弹的能量来源于裂变，即分裂原子以释放其中的能量。虽然氢弹仍然包含裂变反应，但这只是一个触发聚变反应的引信，聚变反应是将氢融合在一起，并在此过程中释放出惊人的能量。
事实上，沙皇炸弹的爆炸威力——5000 万吨 TNT——是如此之大，以至于大多数人都无法理解。所以，让我们把这些核数字放到一个更易于理解的尺度上。
首先，一吨 TNT 到底是什么样的？为了回答这个问题，我们可以研究“水手帽行动”。这是一系列美国海军试验，旨在研究近距离爆炸如何影响军舰。1965 年 4 月，政府技术人员在夏威夷的卡霍奥拉维岛上，像乐高积木一样堆叠了 500 吨 TNT。在附近，他们摆放了退役军舰，工程师们在这些军舰上安装了仪器和传感器，以揭示海军舰艇需要具备多大的抗爆炸能力。
然后他们引爆了 TNT，并拍摄了爆炸视频。在这段视频中，TNT 大约在 0:20 处被引爆。
那么，500 吨 TNT 能做什么呢？“水手帽行动”创造了一个至今仍然存在的大型弹坑。（随着时间的推移，这里已经成为了一个小型的红色甲壳类动物——适当地被称为火山虾——的理想栖息地。）而那次爆炸的规模比沙皇炸弹小十万倍。
但“水手帽行动”的规模太小，无法与沙皇炸弹进行恰当的比较。想象一下，沿着全长 2555 英里的 40 号州际公路（连接加州巴斯托和北卡罗来纳州威尔明顿）每隔 135 英尺放置一堆“水手帽行动”级别的 TNT，然后一次性引爆所有炸药。
当然，沙皇炸弹并没有横跨整个美国。所以，把这条主要公路的爆炸当量压缩到一个北极岛屿上，你可能就会开始体会到氢气的巨大威力了。
DIY 氢气（气泡）炸弹
关于历史就说这么多——现在转向 DIY！通过让氢气流过一盆肥皂水，你可以在液体表面收集充满气体的气泡，然后用长柄打火机点燃它们。
要做到这一点，你首先需要制造氢气。这是一个令人惊讶的简单过程，只需要三样东西：水、铝箔和氢氧化钠（一种强碱性化学物质，更广为人知的名字是烧碱，它是许多管道疏通剂的主要成分）。
实际上，水和铝本身就可以发生反应，产生氢气和一种叫做氢氧化铝的酸。但是，当你仅仅将铝箔浸入水中时，这两种材料无法完成反应：铝箔表面会形成一层氧化铝薄膜，阻止 H₂O 直接接触金属。
氢氧化钠解决了这个问题。烧碱会剥离氧化铝，使水和金属能够反应生成氢气。然后你用肥皂捕捉气体形成气泡，制造出一锅微型氢弹。
警告
烧碱是一种强腐蚀性化学物质，所以即使你只需要一点点，你也必须确保烧碱或含有烧碱的水不会接触到你的皮肤。这个项目还涉及爆炸——当然，它们很小，但火就是火。请自行承担制造氢气气泡的风险。
工具和材料
- 水
- 250 毫升平底烧瓶或酒瓶
- 宽口平底容器，用于盛放烧瓶
- 面包烤盘
- 洗碗液
- 单孔橡胶塞，尺寸适合烧瓶或瓶子的孔
- ¼ 英寸直径的玻璃管或硬质塑料管，长 2 英寸
- 16 英寸长的 3/8 英寸外径橡胶管
- 橡胶手套和安全眼镜
- 3 克烧碱（或标签上写着“100% 烧碱”的管道疏通剂）
- 一块 6 英寸 x 8 英寸的铝箔
- 皮手套
- 长柄打火机
说明
- 将烧瓶装满至 250 毫升标记处，并将其放入宽口容器中（见照片）。向外容器中倒入水，直到外容器的水位与烧瓶的水位线相匹配。
- 向面包烤盘中倒入水，直到半满。加入一喷洗碗液并搅拌。让面包烤盘静置，直到液体表面没有气泡为止。
- 取下橡胶塞，将玻璃管穿过它。将柔性软管连接到玻璃管的末端，这样当你将塞子插入烧瓶时，软管就会在外面。
- 戴上橡胶手套和安全眼镜以保护双手和眼睛。量取 3 克烧碱并将其加入烧瓶中的水中。轻轻搅拌直到烧碱溶解。
- 将铝箔切成六条 1 英寸宽的条。将铝箔条放入烧瓶的水中。铝箔表面会开始形成氢气泡。这个化学反应会产生热量，但通过将烧瓶放在一盆水中，我们可以防止它过热。
- 盖上烧瓶塞，并拉伸橡胶管。将软管的自由端放入面包烤盘中，使其开口低于肥皂水的液面。
- 面包烤盘表面会开始形成肥皂泡。戴好安全眼镜，取下橡胶手套，换上皮手套。在最初的一两分钟里，我们的反应会产生空气气泡，这些气泡不会与火焰发生反应。所以，在气泡形成后等待几分钟。
- 最终，气泡会充满氢气。点燃打火机，将火焰伸向气泡。当火焰接触到气泡时，里面的氢气会伴随着一声清晰的“砰”声和一小团黄光爆发。
- 这次反应的大小和体积取决于气泡的数量。单个气泡会发出一声轻微的“砰”声，而水面上气泡的质量越大，“砰”声就越大。为了安全起见，不要让气泡扩散到大于两平方英寸的区域。
