⑴ 什麼是核武器
核武器 nuclear weapon
利用能自持進行核裂變或聚變反應釋放的能量,產生爆炸作用,並具有大規模殺傷破壞效應的武器的總稱。其中主要利用鈾235(U-235) 或鈈239(239Pu)等重原子核的裂變鏈式反應原理製成的裂變武器,通常稱為原子彈;主要利用重氫(D,氘)或超重氫(T,氚)等輕原子核的熱核反應原理製成的熱核武器或聚變武器,通常稱為氫彈。
煤、石油等礦物燃料燃燒時釋放的能量,來自碳、氫、氧的化合反應。 一般化學炸葯如梯恩梯(TNT)爆炸時釋放的能量,來自化合物的分解反應。在這些化學反應里,碳、氫、氧、氮等原子核都沒有變化,只是各個原子之間的組合狀態有了變化。核反應與化學反應則不一樣。在核裂變或核聚變反應里,參與反應的原子核都轉變成其他原子核,原子也發生了變化。因此,人們習慣上稱這類武器為原子武器。但實質上是原子核的反應與轉變,所以稱核武器更為確切。
核武器爆炸時釋放的能量,比只裝化學炸葯的常規武器要大得多。 例如,1千克鈾全部裂變釋放的能量約8×1013焦耳,比1千克梯恩梯炸葯爆炸釋放的能量4.19×106焦耳約大2000萬倍。因此,核武器爆炸釋放的總能量,即其威力的大小,常用釋放相同能量的梯恩梯炸葯量來表示,稱為梯恩梯當量。美、蘇等國裝備的各種核武器的梯恩梯當量,小的僅1000噸,甚至更低;大的達1000萬噸,甚至更高。
核武器爆炸,不僅釋放的能量巨大,而且核反應過程非常迅速,微秒級的時間內即可完成。因此,在核武器爆炸周圍不大的范圍內形成極高的溫度,加熱並壓縮周圍空氣使之急速膨脹,產生高壓沖擊波。地面和空中核爆炸,還會在周圍空氣中形成火球,發出很強的光輻射。核反應還產生各種射線和放射性物質碎片;向外輻射的強脈沖射線與周圍物質相互作用,造成電流的增長和消失過程,其結果又產生電磁脈沖。這些不同於化學炸葯爆炸的特徵,使核武器具備特有的強沖擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和核電磁脈沖等殺傷破壞作用。核武器的出現,對現代戰爭的戰略戰術產生了重大影響。
核武器系統,一般由核戰斗部、投射工具和指揮控制系統等部分構成,核戰斗部是其主要構成部分。核戰斗部亦稱核彈頭,並常與核裝置、核武器這兩個名稱相互代替使用。 實際上,核裝置是指核裝料、 其他材料、起爆炸葯與雷管等組合成的整體,可用於核試驗,但通常還不能用作可靠的武器;核武器則指包括核戰斗部在內的整個核武器系統。
核武器的殺傷破壞作用與其威力直接相關。描述核武器的威力經常使用兩種參數:
(1)核武器的威力
核武器的威力指爆炸時釋放的總能量,通常用TNT當量(梯恩梯當量)度量。它表示產生同樣能量所需的TNT炸葯的重量;常用噸、千噸或百萬噸TNT當量表示,有時簡稱「當量」,1噸TNT炸葯爆炸釋放的能量約為4183兆焦。外軍現裝備的核武器已形成不同威力的完整系列。特大當量核武器,如前蘇聯的SS一9型洲際戰略導彈,單彈頭當量為2500萬噸;最小的核武器,如美國的w54特種核地雷,當量僅為10噸。
(2)核武器的比威力
核武器的比威力是其威力與彈重的比值,單位是噸TNT當量/千克或簡稱噸/千克。比威力是核武器研製水平的標志,該值越高,研製水平也越高。
1945年美國投在日本的兩枚原子彈比威力值為0.3~4.5噸/千克。美國俄亥俄級核潛艇上的三叉戟2型D5潛射導彈的W88型核彈頭,當量為475萬噸,比威力達2.35千噸/千克。
目前,美國的核武器已具有「當量可調性」,即同一枚核彈,其威力可根據需要在一定范圍內變動。例如美軍的B-61核航彈,其當量可進行4種調節,范圍為0.5~34.5萬噸,可根據戰術需要直接在載機上靈活調節。
核彈殺傷力計算公式:
有效殺傷距離 = C * 爆炸當量^(1/3)................ (C為比例常數,^(1/3)為求立方根)
一般取比例常數為1.493885
當量為10萬噸時,
有效殺傷半徑 = 1.493885 * 10^(1/3) = 3.22千米
有效殺傷面積 = pi * 3.22 * 3.22 = 33平方千米
當量為100萬噸時,
有效殺傷半徑 = 1.493885 * 100^(1/3) = 6.93千米
有效殺傷面積 = pi * 6.93 * 6.93 = 150平方千米
當量為1000萬噸時,
有效殺傷半徑 = 1.493885 * 1000^(1/3) = 14.93千米
有效殺傷面積 = pi * 14.93 * 14.93 = 700平方千米
當量為1萬萬噸時,
有效殺傷半徑 = 1.493885 * 10000^(1/3) = 32.18千米
有效殺傷面積 = pi * 32.18 * 32.18 = 3257平方千米
目前,最小的原子彈、氫彈,其威力為100噸TNT炸葯爆炸的威力;最大的戰略核武器--氫彈,其威力可以達到5000萬噸TNT以上炸葯的威力。
核武器的殺傷破壞方式有五種:光輻射、沖擊波、早期核輻射、電磁脈沖及放射性沾染。
前四種方式作用時間很短,一般在幾十秒鍾以內,放射性沾染時間較長,可持續幾天、幾十天時間。
光輻射也叫熱輻射,它是在核爆炸時釋放出的比太陽光還要強烈,且可以每秒30萬公里的速度進行直線傳播的一種殺傷方式。當量為1000噸的核
爆炸,發光時間為0.69秒;當量為1000萬噸時,發光時間為12.6秒。l枚當量為之萬噸的原子就會受到比陽光強13倍的光照射,其范圍可達2800米。在光輻射的作圍下,可使人致傷、致盲,某些物體會引起燃燒。
沖擊波是核爆炸後產生的一種巨大氣流和超壓。一枚3萬噸的原子彈爆炸後,在距爆心投影點800米處,沖擊波的運動速度可達200米/秒,而強台風風速只不過40~50米/秒,因此可迅速摧毀建築物、電網等矗立設施。此外,還可產生巨大超壓,殺傷人員、摧毀硬目標。當量為2萬噸的核爆炸,
在距爆心投影點65U米以內,超壓值大於1公斤/厘米2。可把位於該區域內的所有建築物及人員徹底摧毀。其毀傷范圍可達2000米以外。
早期核輻射實際上就是在核爆炸最初幾十秒鍾放出的中子流和γ射線。1枚當量為2萬噸的原子彈爆炸後,對距爆心投影區1100米以內的人員可造成
極重度殺傷,如果是1000噸級中子彈,在這個范圍內的人員幾周內會致死,在200米以內的人員則當即全部致死。
電磁脈沖是一種能夠有效破壞敵電子裝備的殺傷破壞方式,它的電場強度在幾公里范圍內可達1萬至10萬伏,且能在0.01~0.03微秒的瞬間上升到最大強度,而且可以覆蓋從3~30千周的極低頻到30~300千周的極高頻之間的所有頻譜。它不僅能使電子裝備的元器件嚴重受損,還能擊穿絕緣,燒毀電路,沖銷計算機內存,使全部無線電指揮、控制和通信設備失靈。1顆100萬噸當量的原子彈爆炸可殃及30公里,1000萬噸時可達115公里,5000萬噸時可達190公里。放射性沾染是蘑菇狀煙雲飄散後所降落的煙塵,它對人體可造成體內體外照射或皮膚的傷,以致死亡。1954年2月28日,美國在比基尼島試驗的 1500萬噸氫彈,爆後6小時,沾染區仍長達257公里,寬64公里。
核武器有四種直接殺傷因素:
1、熱輻射/光輻射:一般威力最小的核武器爆心溫度也有100萬開爾文,大的有1000萬k.這個溫度可不是把人燒成氣體這么簡單,它足以把周圍的分子打散,打成等離子態,也就是原子核與電子脫離的狀態!光輻射最小有100萬個太陽光強度!你要看見了這個強度,你的眼睛會在幾億分之一秒內變瞎!
2、沖擊波:威力最小的戰術核武器,周圍1公里內也別想留一點不碎的東西!其爆心大氣壓強可達幾億帕斯卡!你不小心碰到就四肢分家了!
3、早期放射:這是核武器獨有的殺傷因素,分為三級
阿爾法射線:釋放的氦原子核,用一張紙就可擋住,碰到皮膚會像濃硫酸一樣腐蝕一下。
貝塔射線:釋放的電子流,用一張1mm鋁版就可擋住,穿透皮膚達到神經系統會有一股鑽心的痛。
伽馬射線:電磁波,要用5cm厚的鉛版或50cm厚的混凝土才能擋住,打到人身上沒有任何感覺,但會引起基因變異,也就是說你或許會生下一隻大猩猩,並且很容易得癌症,基本好不了。(註:這里說的阻擋是說不考慮其它因素,僅阻擋射線,如果沖擊波來了,我估計10m厚的混凝土也擋不住!)
4、電磁脈沖:你周圍100km的電腦全部損壞,內存永久丟失,100天內手機無法使用,但對人沒有什麼效果。
三種間接殺傷:
1、高熱引起整個城市成為一片火海,大概十天後自行熄滅。(因輻射不能人工滅火!)
2、沖擊波打碎10km內所有玻璃、陶瓷,推倒1km內所有大樓,被劃傷和砸死的人不計其數。
3、早期輻射的後繼殺傷:比如輻射了一個城市的土地,正好有大風把土刮到另一城市,則這一城市也不能倖免,出現早期輻射的種種後果。
註:氫彈比一般核武器輻射弱一些
目前世界上公開承認擁有核武器的國家有
美國 約6000枚戰略核武器及1670至3300枚戰術核武器;
俄羅斯 約5500戰略核武器及3000到4000枚戰術核武器;
法國 約384枚戰略核武器及60到80枚戰術核武器;
英國 約185枚戰略核武器;
中國 約100到500戰略核武器;
印度 約30到100枚核武器;
巴基斯坦 約15到50枚核武器。
以色列、巴西、朝鮮、韓國、伊朗 日本等國家也「可能」或「實際」擁有核武器。只不過不能確定,或這些國家沒有進行公開的核試驗而已。
與此同時還有國家已正式宣布放棄核武器或核武器發展計劃,它們分別是:
白俄羅斯、哈薩克、烏克蘭與南非。
自從有了核武器以後,許多國家都認為敵國會以此對自己發動核攻擊,於是也開始發展核武器。但由於小的國家本身外交、軍事實力較弱,所以擁有核武器的大國會用外交手段試圖讓弱國停止發展核武器,以免威脅自身安全,也是為了鞏固自己的外交地位(即我可以有,但你沒有防禦我的能力,所以你要對我屈服)。當然,也有的國家名義上是出於和平的考慮,防止核冬天的到來。
參考資料:
http://hi..com/007cn/blog/item/927ffc03ad6a9188d43f7cd5.html
http://ke..com/view/14329.html?wtp=tt