第四章核武器   核武器系统,一般是由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成,核战斗部是其主要构成部分。核战斗部亦称核弹头,并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上,核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体,可用于核试验,但通常还不能用作可靠的武器;核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。   什么是核武器   ※核武器爆炸   核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量,产生爆炸作用,并且具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。核武器包括氢弹、原子弹、中子弹、三相弹、反物质弹等。其中主要利用铀235(U-235)或钚239(239Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢(D,氘{dāo})或超重氢(T,氚{chuān})等原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。   煤、石油毒素矿物燃料燃烧时释放的能量,来自于碳、氢、氧的化合反应。一般化学炸药如梯恩梯(TNT)爆炸时释放的能量,来自化合物的分解反应。在这些化学反应里,碳、氢、氧、氮等原子核都没有发生变化,只是各个原子之间的组合状态有了变化。核反应与化学反应不一样。在核裂变或核聚变反应里,参与反应的原子核都转变为其他原子核,原子也发生了变化。因此,人们习惯上称这类武器为原子武器。但实质上是原子核的反应与转变,所以称核武器更加确切。   核武器爆炸时释放的能量,比装化学炸药的常规武器要大很多。例如,1千克铀全部裂变释放的能量约为8×1013焦耳,比1千克TNT炸药爆炸释放的能量419×106焦耳约大2000万倍。因此,核武器爆炸释放的总能量,也就是其威力的大小,常用释放相同能量的TNT炸药量来表示,称为TNT当量。美、俄等国装备的各种核武器的TNT当量,小的仅有1000吨,有些甚至更低。目前已有微型核武器,爆炸当量在几十吨;大的达1000万吨,前苏联曾经试爆过5000万吨当量的氢弹。   ※核电站分布图   核武器爆炸,不仅能够释放出巨大的能量,而且核反应过程十分迅速,微秒级的时间内就可以完成。因此,在核武器爆炸周围不大的范围内就会形成极高的温度,加热并压缩周围的空气使之急速膨胀,产生高压冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的光辐射。核反应还会产生各种射线和放射性的物质碎片,向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用,造成电流的增长和消失过程,最终产生电磁脉冲。与化学炸药爆炸不同,核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏的特点。核武器的出现,对现代战争的战略战术产生了十分重大的影响。   知识链接   由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成的,核战斗部是其主要构成部分。核战斗部也称为核弹头,并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上,核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体,可用于核试验,但通常还不能用作可靠的武器。核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。   ※核能标志   ◎历史   出现的核武器是在什么,20世纪40年代前后的时候,科学技术上一个重大发展的结果就是这样的。1939年初,德国化学家O哈恩和物理化学家F斯特拉斯曼发表了关于铀原子核裂变现象的论文。几个星期内,许多国家的科学家验证了这一发现,并进一步提出了有可能创造这种裂变反应自持进行的条件,从而开辟了利用这一新能源为人类创造财富的广阔前景。但是,同历史上许多科学技术新发现一样,核能的开发也被首先用于军事目的,即制造威力巨大的原子弹,其进程受到当时社会与政治条件的影响和制约。自1939年开始的时候,也就是法西斯德国扩大侵略战争的时候,欧洲许多国家开展科研工作日益困难。同年9月初,丹麦物理学家N·H·D·玻尔和他的合作者J·A·惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程,并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235。正当这一有指导意义的研究成果发表时,英、法两国向德国宣战。在1940年的夏季的时候,法国被德军占领。法国物理学家J·F·约里奥·居里领导的一部分科学家被迫移居国外。英国曾制订计划进行这一领域的研究,但由于战争影响,人力物力短缺,后来也只能采取与美国合作的办法,派出以物理学家J·查德威克为首的科学家小组。其中去美国参加原子弹研制工作的是一位物理学家,这个物理学家叫J·R·奥本海默。   在美国的时候,从欧洲迁来的匈牙利物理学家齐拉德·莱奥最先想到,一旦法西斯德国掌握原子弹技术可能会给战争带来严重后果。经他和另几位从欧洲移居美国的科学家奔走推动,于1939年8月由物理学家A爱因斯坦写信给美国第32届总统F·D·罗斯福,建议研制原子弹,才引起美国政府的注意。但开始只拨给经费6000美元,直到1941年12月日本袭击珍珠港后,才扩大规模,到1942年8月发展成代号为“曼哈顿工程区”的庞大计划,直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时制成3颗原子弹,使美国成为第一个拥有原子弹的国家。要制造原子弹需要具备哪些条件呢?解决武器研制中的一系列科学技术问题是最先要考虑的,同时生产出必需的核装料铀235、钚239也是不可缺少的条件。   ※原子核爆炸   在天然铀中同位素中,其中铀235的丰度有0.72%,根据原子弹设计要求必须提高到90%以上。当时美国经过多种途径探索研究与比较后,采取了电磁分离、气体扩散和热扩散三种方法生产这种高浓铀。供一颗“枪法”原子弹用的几十千克高浓铀,是靠电磁分离法生产的。建设电磁分离工厂的费用约为3亿美元(磁铁的导电线圈是用从国库借来的白银制造的,其价值尚未计入)。钚239要在反应堆内用中子辐照铀238的方法制取。供两颗“内爆法”原子弹用的几十千克钚239,是用3座石墨慢化、水冷却型天然铀反应堆及与之配套的化学分离工厂生产的。以上事例可以说明当时的工程规模。由于美国的工业技术设施与建设没有受到战争的直接威胁,又掌握了必需的资源,集中了一批国内外的科技人才,使它能够快速地实现原子弹研制计划。   德国的科学技术,当时处于领先地位。1942年以前,德国在核技术领域的水平与美、英大致相当,但是后来落后了。美国的第一座试验性石墨反应堆,在物理学家E·费密领导下,于1942年12月建成并且达到临界;而德国采用的是重水反应堆,生产钚239,到1945年初才建成一座不大的次临界装置。为了生产高浓铀,德国曾着重于高速离心机的研制,由于空袭和电力、物资缺乏等原因,进展得十分缓慢。其次,A·希特勒迫害科学家,以及有的科学家持不合作态度,是这方面工作进展不快的另一原因。更主要的是,德国法西斯头目过于自信,认为战争可以很快结束,不需要花费太大力气去研制还没有把握的原子弹,先是不予支持,后来再抓已经是困难重重,研制工作最终失败。   ◎投向长崎的原子弹“胖子”   1945年5月德国投降后,美国的很多知道“曼哈顿工程”内幕的人士,包括以物理学家J弗兰克为首的一大批从事这一工作的科学家,他们反对用原子弹轰炸日本城市。当时,日本侵略军受到中国人民长期抗战的有力打击,实力大大削弱。美、英在太平洋地区的进攻,几乎全部摧毁了日本海军,海上封锁使日本国内的物资供应非常匮乏。二战的时候,通过硫磺岛一战,美国如果要彻底打垮日本,在日本本土登陆,至少还要付出100万美军的牺牲。这样沉重的包袱美国背不起,也不想背,因此,用原子弹是最好的方式。   8月6日、9日,美国先后在日本的广岛和长崎投下了仅有的两颗原子弹,代号分别为“小男孩”和“胖子”。据史料记载,美国在日本投下的原子弹有3颗,实际爆炸的是小男孩和胖子,第3颗由于技术原因没有爆炸,被日军回收,原本日本也要发展原子弹,但研究设施在美军轰炸中毁坏,于是把原子弹以一定条件转让给苏联,苏联根据这颗原子弹的设计在短时间内设计出了苏联的第一颗原子弹。   ※长崎的原子弹“胖子”苏联在1941年6月遭受德军入侵前,也曾经进行过研制原子弹的工作。铀原子核的自发裂变,是在这一时期内由苏联物理学家T·H·弗廖罗夫和K·A·佩特扎克发现的。卫国战争爆发以后,研制工作被迫中断,直到1943年初才在物理学家H·库尔恰托夫的组织领导下逐渐恢复,并在战后开始加速进行。1949年8月,苏联进行了原子弹试验。1950年1月,美国总统H·S·杜鲁门下令加速研制氢弹。1952年11月,美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理试验,但该实验装置十分笨重,不能用作武器。1953年8月,苏联进行了以固态氘化锂6为热核燃料的氢弹试验,使氢弹的实用成为可能。美国在1954年2月进行了类似的氢弹试验。英国、法国先后在20世纪50和60年代也各自进行了原子弹与氢弹试验。   ※中国首次试验的原子弹取“596”   中国在开始全面建设社会主义时期,基础工业有了一定的发展,接着便着手准备研制原子弹。1959年开始起步时,国民经济发生严重困难。同年6月,苏联政府撕毁中苏在1957年10月签订的关于国防新技术协定,随后便撤走了专家,中国决心完全依靠自己的力量来完成这一任务。中国首次试验的原子弹以“596”作为代号,就是以此激励全国军民大力协同做好这项工作。1964年10月16日,首次原子弹试验成功。经过两年多,1966年12月28日,小当量的氢弹原理试验成功。半年之后,即1967年6月17日,成功地进行了百万吨级的氢弹空投试验。中国坚持独立自主、自力更生的方针,在世界上以最快的速度完成了核武器这两个发展阶段的任务。   1945年8月6日和9日,在第二次世界大战结束的前夕,美国空军在日本的广岛和长崎接连续投掷了两枚原子弹。这场人类有史以来的巨大灾难,造成了10万多日本平民死亡和8万多人受伤。原子弹的空前杀伤和破坏威力,震惊了整个世界,也使人们对利用原子核的裂变或聚变的巨大爆炸力而制造出的武器有了一个全新的认识。   目前,人们通常所说的核武器是指利用原子核的裂变或聚变所产生的巨大能量和破坏力制造出的具有巨大杀伤力的武器,也就是指利用能自行维持原子核裂变或聚变链式反应瞬间释放的能量产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器。   裂变核武器的基本原理是使一定量的铀—235或钚—239从亚临界态向超临界态转变,也就是使核装置产生中子的速度大于中子从核装置逸出的速度。有两种方法可以实现这种转变:一种方法是把核装置分成两部分,而每一部分都小到不足以具有中子正增殖率,然后用炮式设备把两部分击成一块;另一种方法就是用烈性化学炸药包住处于亚临界态的球形核装置,通过引爆将核装置压成超临界态。   聚变核武器是使氢的同位素氘或氚化锂这类热核燃料中产生起爆条件,用裂变核弹的方法使核武器中的热核燃料具有10000000~20000000℃高温,从而引起核聚变。   原子弹和氢弹通常以千吨或兆吨梯恩梯(TNT)当量作为单位来表示。例如1945年美国投在广岛的裂变核弹,不到50千克的铀释放出来的能量相当于2万吨的化学炸药。各种聚变核弹即热核弹(氢弹),它的威力最高可达60兆吨。据计算,在核武器爆炸时,1千克铀—235全部裂变释放的能量相当于2万吨TNT释放的能量,而1千克氘和氚的混合物完全聚变时放出的能量大约是1千克铀—235完全裂变所放出能量的3~4倍。   1.核武器包括什么呢?   2.核武器的系统是什么呢?   3.核武器的出现,是什么时期科学技术重大发展的结果呢?   核武器的分类和研制   美国对日本投下的两颗原子弹,是用飞机作为运载工具的,以带降落伞的核航弹形式。后来,随着武器技术的发展,已经形成多种核武器系统,包括巡航核导弹、弹道核导弹、反导弹核导弹、防空核导弹、反潜核火箭、深水核炸弹、核炮弹、核航弹、核地雷等。其中,配有多弹头的弹道核导弹,以及各种发射方式的巡航核导弹,是美、苏两个国家装备的主要核武器。   ※核武器爆炸光芒万丈通常将核武器按照作战使用的不同划分为两大类,即用于袭击敌方战略目标和防御己方战略要地的战略核武器,和主要在战场上用于打击敌方战斗力量的战术核武器。苏联还划分有“战役战术核武器”。核武器的分类方法,与地理条件、社会政治因素有关,并不是非常严格的。自20世纪70年代末以后,美国官方文件很少使用“战术核武器”,代替它的有“战区核武器”、“非战略核武器”等,并把中远程、中程核导弹也归为这一类。   已经生产并装备部队的核武器,按照核战斗部设计看,主要有原子弹和氢弹两种类型。至于核武器的数量,并没有准确的公布数字,有关研究机构的估计数字也不同。按近几年的资料综合分析,到80年代中期,美、苏两国总计有核战斗部50000枚左右,占全世界总数的95%以上。其TNT当量,总计约为120亿吨左右。而第二次世界大战期间,美国在德国和日本投下的炸弹,总计约为200万吨TNT,只相当于美国B-52型轰炸机携载的2枚氢弹的当量。从这一粗略比较可以看出核武器库贮量十分庞大。美苏两国进攻性战略核武器(包括洲际核导弹、潜艇发射的弹道核导弹、巡航核导弹和战略轰炸机)在数量和当量上相比,美国在投射工具(陆基发射架、潜艇发射管、飞机)总数和TNT当量总值上均少于苏联,但在核战斗部总枚数上却多于苏联。考虑到核爆炸对目标的破坏效果同当量大小不是简单的比例关系,另一种估算办法就是以一定的冲击波超压对应的破坏面积来度量核战斗部的破坏能力,也就是取核战斗部当量值(以百万吨为计算单位)的2/3次方为其“等效百万吨当量”值(也有按目标特性及其分布和核攻击规模大小等不同情况,选用小于2/3的其他方次的),再按各种核战斗部的枚数累计算出总值。按照这种方法估算,比较美、苏两国的战略核武器破坏能力,由于当量小于百万吨的核战斗部枚数,美国多于苏联,两国的差距并不是很大。但是自从20世纪80年代以来,随着苏联在分导式多弹头导弹核武器上的发展,这一差距也在不断扩大。而对点(硬)目标(见点目标)的破坏能力,则核武器投射精度起着更加重要的作用,由于在这方面美国一直领先,所以美国仍处于优势。   除了美国、苏联、英国、法国和中国已掌握核武器外,印度在1974年进行过一次核试验,巴基斯坦1998年5月29日首次核试验成功,朝鲜2006年10月9日首次核试验成功。一般认为,掌握必要的核技术并且具有一定工业基础及经济实力的国家,也完全有可能制造原子弹。   ◎研制和试验   除了铀235、钚239等核材料的生产外,核战斗部本身的研制,必须与整个核武器系统的研制程序协调一致。研制过程大致如下:首先从设想阶段开始;经过关键技术课题和部件的预先研究或可行性研究,形成包括重量、尺寸、形式、威力、核材料、核试验要求、研制工期、经费等内容的几种设计方案;然后经过论证比较和评价,选定设计方案,确定战术技术指标;接着进行型号研究设计、各种模拟试验;工艺试验与试制,通过核试验检验设计的合理性,最后达到设计定型、工艺定型与批准生产。进行这些工作,必须有专门的科技队伍,并且配备必要的试验场所,包括核试验场。武器交付部队后,研制和生产部门还要提供维护、修理、更换部件等服务工作,按反馈的信息进行必要的改进,并负责其退役处理或更新。   如果想要做好核战斗部的设计,必须深入了解它的反应过程,弄清核反应必须具备的条件和各种物理参数,掌握其中多种因素的内在联系与变化规律。因此,就要进行原子核物理、中子物理、高温高压凝聚态物理、超音速流体力学、爆轰学、计算数学和材料科学等多学科的一系列科学技术问题的研究,而核战斗部的研制实践又会反过来带动和促进这些学科的发展。在研制的过程中,以下环节起着十分重要作用:①要用快速的、大容量电子计算机进行反应过程的理论研究计算,这种计算应该尽可能接近实际情况,这样就可以从多种设想或设计方案中找出最优方案,从而节省费用而且减少核试验次数。20世纪40年代以来,推动电子计算机技术迅速发展的重要因素之一,正是由于核武器研制的需要。②要按照方案或指标要求,反复进行多方面的模拟试验,包括化学炸药爆轰试验,材料与强度试验,环境条件试验,控制、点火与安全试验等。这些都是为达到核武器高度可靠和安全所必不可少的。③要进行必要的核试验。无论是电子计算机上的大量计算,还是相应的模拟试验,总不能达到百分之百地符合核武器方案的真实情况。特别是氢弹聚变反应所必需的高温条件,只能由裂变反应来提供(利用激光或粒子束的惯性约束技术来创造这种模拟试验条件,直到20世纪80年代初仍然处于研究阶段)。因此,是否能够达到设计要求,还必须通过核装置本身的爆炸试验进行检验。当然,核试验所起的作用并不是如此。正是由于核试验在核武器研制中起着十分关键的作用,在1963年,美、苏两国为限制其他国家研制核武器,签订了一个并不禁止进行地下核试验的《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》。1974年,又签订了一个仍然适合它们需要的限制地下核试验当量的条约。按照爆炸的环境可以分为:   大气层爆炸   在裸露的大气层环境下进行核爆试验,这种爆炸破坏性最大(体现在对人的影响)。在没有很好的躲避设施的环境下十几平方千米内的人都会遭受严重创伤甚至死亡。   地下核爆   地下实验一般属于科学实验,也有军事专家认为,可以通过地下核爆,人为的给敌对国造成地震、海啸等自然灾害。不过这种破坏是非常难控制的,因此并没有得到很多军事专家的认同。   水下核爆   主要是在大海里进行试验。美国在20世纪50年代曾经进行过,爆炸后所有的船只都没能抵抗住核弹的巨大爆炸威力。当然,核爆试验也给当地的自然生态环境造成了极其恶劣的损伤。   ◎发展趋势   随着核武器投射工具准确性的提高,自20世纪60年代以来,核武器的发展,首先是核战斗部的重量、尺寸虽大幅度减小但仍保持一定的威力,也就是比威力(威力与重量的比值)有了显著提高。例如,美国在长崎投下的原子弹,重量约4.5吨,威力约2万吨;70年代后期,装备部队的“三叉戟”Ⅰ潜地导弹,总重量约1.32吨,共8个分导式子弹头,每个子弹头威力为10万吨,它的威力同长崎投下的原子弹相比,提高了135倍左右。还有威力更大的热核武器。   ※核武器——导弹   一般认为,核武器的发展或许已经接近客观实际所容许的极限。自20世纪70年代以来,核武器系统的发展更着重于提高武器的生存能力和命中精度,如美国的“和平卫士/MX”洲际导弹、“侏儒”小型洲际导弹、“三叉戟”Ⅱ潜地导弹,苏联的SS-24、SS-25洲际导弹,在这些方面都有着较大的改进和提高。   其次,核战斗部及其引爆控制安全保险分系统的可靠性,以及适应各种使用与作战环境的能力,也有很大的改进和提高。美、苏两国还研制了适合战场使用的各种核武器,如可变当量的核战斗部,多种运载工具通用的核战斗部,甚至设想研制当量只有几吨的微型核武器。特别是在核战争环境中如何提高核武器的抗核加固能力,以防止敌方的破坏这一设想,更受到普遍重视。此外,由于核武器的大量生产和部署,它的安全性也引起了各国的关注。   核武器的另一发展动向,是通过设计调整其性能,按照不同的需要,增强或削弱其中的某些杀伤破坏因素。“增强辐射武器”与“减少剩余放射性武器”都属于这一类。前一种将高能中子辐射所占份额尽可能增大,使之成为主要杀伤破坏因素,通常称为中子弹;后一种将剩余放射性减到最小,突出冲击波、光辐射的作用,但这类武器仍然属于热核武器范畴。至于20世纪60年代初曾引起广泛议论的所谓“纯聚变武器”,20多年来虽然做了不少研究工作,例如大功率激光引燃聚变反应的研究,80年代还在继续进行,但是还看不出制成这种武器的现实可能性。   核武器的实战应用,虽然仍限于它问世时的两颗原子弹,但由于40年来核武器本身的发展,以及与它有关的多种投射或运载工具的发展与应用,特别是通过上千次核试验所积累的知识,人们对于核武器特有的杀伤破坏作用,已经有较深的认识,并探讨实战应用的可能方式。美、苏两国都制订并且多次修改了强调核武器重要作用的种种战略。   有矛必有盾。在不断改进和提高进攻性战略核武器性能的同时,美、苏两国也在一直寻求能有效地防御核袭击的手段和技术。除了提高核武器系统的抗核加固能力,采取广泛构筑地下室掩体和民防工程等以减少损失的措施外,对于更有效的侦察、跟踪、识别、拦截对方核导弹的防御技术开发研究工作也从来没有停止过。60年代,美、苏两国曾部署以核反核的反导弹系统。1972年5月,美、苏两国签订了《限制反弹道导弹系统条约》。不久,美国停止“卫兵”反导弹系统的部署。1984年初,美国宣称已经制订了一项包括核激发定向能武器、高能激光、中性粒子束、非核拦截弹、电磁炮等多层拦截手段的“战略防御倡议”。尽管对这种防御系统的有效性还存在着争议,但是可以肯定的是,美、苏对核优势的争夺仍将持续下去。   核武器拥有巨大的破坏力和独特的作用,与其说它可能会改变未来全球性战争的进程,不如说它已经在对现实国际政治斗争不断地产生影响。70年代末,美国宣布研制成功中子弹,它最适合于战场,理应属于战术核武器范畴,但是却受到几乎是世界范围的强烈反对。从这一事例也可以看出,核武器所涉及斗争的复杂性。   中国政府在爆炸试验第一颗原子弹时就发表声明:中国发展核武器,并不是由于相信核武器的万能,要使用核武器。恰恰相反,中国发展核武器,是被迫而为的,是为了防御,为了打破核大国的核垄断、核讹诈,为了防止核战争,消灭核武器。此后,中国政府又多次郑重宣布:在任何时候、任何情况下,中国都不会首先使用核武器,并且中国就如何防止核战争问题一再提出了建议。中国的这些主张已逐渐得到越来越多的国家和人民的赞同和支持。   知识链接·参考书目·   赵忠尧、何泽慧、杨承宗主编:《原子能的原理和应用》,科学出版社,北京,1965。   托马斯·B科克伦等著,柯情山等译:《核武器手册》,解放军出版社,北京,1985。(ThomasBCochran,WilliamMArkin,andMiltonMHoenig,NuclearWeaponsDatabook,USNuclearForcesandCapabilities,NaturalResourcesDefenseCouncilInc,1984)   贝特朗·戈尔德施密特著,高强、路汉恩译:《原子竞争1939~1966》,原子能出版社,北京,1984。(BertrandGoldschmidt,LesRivalitésAtomiques1936~1966,Fayard,1967)   罗伯特·容克著,何纬译:《比一千个太阳还亮》,原子能出版社,北京,1980。(RobertJungk,HelleralstausendSonnen,1956)   1.美国对日本投下的两颗原子弹,是以什么形式,用飞机作为运载工具的呢?   2.按照爆炸的环境可分为什么呢?   3.中国政府在爆炸试验第一颗原子弹时发表了什么声明呢?   原子弹的历史   ※原子弹内部结构   瞬间就可以释放出巨大能量的核武器,又称为裂变弹。原子弹的威力通常为几百至几万吨级梯恩梯当量,有着巨大的杀伤破坏力。它可以由不同的运载工具携载而成为核导弹、核航空炸弹、核地雷或核炮弹等,或者用作氢弹中的初级(或称扳机),为点燃轻核引起热核聚变反应提供必需的能量。   ※原子弹的威力很大   原子弹主要由引爆控制系统、由核装料组成的核部件、高能炸药、反射层、中子源和弹壳等部件组成。引爆控制系统用来引爆高能炸药;高能炸药是推动、压缩反射层和核部件的能源;反射层是由铍或铀-238构成的。铀-238不仅能够反射中子,而且密度比较大,可以减缓核装料在释放能量过程中的膨胀,使链式反应维持较长的时间,从而能提高原子弹的爆炸威力。核装料主要是铀-235或钚-239。   为了触发链式反应,必须有中子源提供“点火”中子。核爆炸装置的中子源可以采用氘氚反应中子源、钚-238原子弹爆炸铍源、钋-210-铍源和锎-252自发裂变源等。原子弹爆炸产生的高温高压以及各种核反应产生的中子、γ射线和裂变碎片,最终会形成冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲等杀伤破坏因素。原子弹是将科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个比较突出的例子。1939年10月,美国政府决定研制原子弹,1945年造出了3颗。一颗用于试验,两颗投在日本。其他国家爆炸第一颗原子弹的时间是:苏联——1949年8月29日;英国——1952年10月3日;法国——1960年2月13日;中国——1964年10月16日;印度——1974年5月18日。中国第一次核试验以塔爆方式进行,用的是“内爆法”铀弹。1965年5月14日在第二次核试验时,核装置用飞机空投。1966年10月27日在第四次核试验时,核弹头由导弹运载。   知识链接   自1945年原子弹问世以来,原子弹技术不断在发展,体积、重量显著减小,战术技术性能日益提高。原子弹小型化对于提高核武器的战术技术性能和用作氢弹的起爆装置(也称“扳机”)具有非常重要的意义。为了适应战场使用的需要,发展了多种低当量和威力可调的核武器。为改进原子弹的性能,发展了加强型原子弹,即在原子弹中添加氘或氚等热核装料,利用核裂变释放的能量点燃氘或氚,发生热核反应,而反应中所放出的高能中子,又使更多的核装料裂变,从而使威力增大。这种原子弹与氢弹不同,它的热核装料释放的能量只占总当量的一小部分。高能炸药的起爆方式和核爆炸装置结构也在不断改进,目的是提高炸药的利用效率和核装料的压缩度,从而增大威力,节省核装料。此外,提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能,也日益受到重视。   ◎原子弹的历史   二战期间,科学家西拉德为防止德国人抢先造出原子弹,动员著名科学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福,阐述了研制原子弹对美国安全的重要性。   1941年12月6日(日本偷袭珍珠港的前一天),罗斯福批准了美国科学研究发展局全力研制原子弹。   ※美国制定了研制原子弹的“曼哈顿计划”   1942年8月,美国制订了研制原子弹的“曼哈顿计划”。   1943年7月,美国成立原子弹研究所。   1945年3月,美国成立合并秘密的原子能委员会。   1945年7月16日,在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验。   ※在阿拉莫可德沙漠进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验1945年8月6日和9日,美国向日本广岛、长崎投放原子弹。   1949年,苏联成功研制原子弹,英国、法国分别在1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹,1964年,中国也拥有了原子弹。2011年美国销毁B53核弹。   根据原子弹引发机构的不同,原子弹可以分为“枪式”和“收聚式”两种类型,核武器以其特有的方式产生了毁灭性的力量。   ※“枪式”原子弹“枪式”原子弹将两块半球形的小于临界体积的裂物质分开一定的距离放置,中子源位于中间。在核装药的球面上包覆了一层坚固的能反射中子的材料,它的作用是将过早跑出来的中子反射回去,以提高链式反应的速度。在中子反射层的外面是高速炸药、传爆药和雷管,再将雷管与起爆控制器相连接。起爆控制器自动地起爆炸药。两个半球形裂变物质在炸药的轰击下迅速压缩,成为一个扁球形,达到超临界状态。中子源放出大量的中子使链式反应迅速进行,并且在瞬间释放出极大的能量,这就是杀伤破坏力巨大的原子弹爆炸。   “收聚式”原子弹将普通烈性炸药制成球形装置,并把小于临界体积的核装药制成小球放置于炸药球中。炸药同时起爆,将核装药小球迅速压紧并达到超临界体积,从而引起核爆炸。“收聚式”原子弹的结构十分复杂,但核装药利用率很高。现代原子弹综合了这两种引发机构,使核装药的利用率提高到80%左右,从而获得了极大的破坏力。   核武器的杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉冲以及放射性沾染。光辐射是指在核爆炸时释放出的以每秒30万千米速度直线传播的一种辐射光杀伤方式。1枚当量为2万吨的原子弹在空中爆炸后,距爆心7000米都会受到比阳光强13倍的光照射,范围达到2800米。光辐射可使人迅速致盲,并且使皮肤大面积灼伤溃烂,物体会燃烧。冲击波是核爆炸后产生的一种巨大气流的超压。一枚3万吨的原子弹爆炸后,在距爆心投射点800米处,冲击波的运动速度可达200米/秒。当量为2万吨的核爆炸,在距爆心投影点650米以内,超压值大于1000克/平方厘米。可把位于该地区域内的所有建筑物以及人员彻底摧毁。   早期,核辐射是在核爆炸最初几十秒钟放出的中子流和γ射线。1枚当量2万吨的原子弹爆炸以后,距爆心1100米以内人员可遭到极度杀伤,1000吨级中子弹爆炸后,在这个范围内的人员几周内都会死亡,在200米以内的人员则会立即死亡。电磁脉冲的电场强度在几千米范围内可达到1万至10万伏,不仅能使电子装备的元器件严重受损,还能够击穿绝缘,烧毁电路,冲销计算机内存,使全部无线电指挥、控制和通信设备失灵。1颗5000万吨级原子弹爆炸后破坏半径可达到190千米。放射性沾染是蘑菇状烟云飘散后所降落的烟尘,对人体会造成照射或皮肤灼伤,以致死亡。1954年2月28日,美国在比基尼岛试验的1500万吨级氢弹,爆后6小时,沾染区长达257千米,宽64千米。在此范围内的所有生物都受到了沾染,在一段时间内缓慢的死去或者终身残废。   ◎五核国家核武力量对比   美国:1945年首次核试验成功。核试验次数超过1030次。拥有约1.2万枚核弹头。导弹射程达到13035千米。   苏联:1949年首次核试验成功。核试验次数超过715次。拥有约2.8万枚核弹头,其中约1.8万枚将被拆除。导弹射程达到10943千米。   英国:1952年首次核试验成功。共进行45次核试验。拥有约400枚核弹头。导弹射程达5310千米。   法国:1960年首次核试验成功。拥有约510枚核弹头。导弹射程达5310千米。   中国:1964年首次核试验成功。   知识链接   美国白人军官站在离原子弹爆炸只有三千米的地方享受着原子弹冲击波带来的冲击。原子弹爆炸那一瞬间,温度增加到一千万度,数百万磅的高压将周围的建筑物全部摧毁,航空母舰被吹飞,军舰上的系统全部瘫痪,而且军舰有一半被高温熔化,彻底成为废铁。另外日本一艘渔船因为太靠近原子弹爆炸地点,被冲击波打飞,渔船上的日本渔民瞬间被冲击波扔到三千米外的沙滩上,吐血而亡。一个人被扔到三千米远,可见冲击波高压的威力是多么的强劲。当时美国军人不知道那个是日本人,还以为是在海洋里飘着的黑色塑料袋。   1.瞬时释放出巨大能量的核武器又称为什么呢?   2.原子弹可分为哪两种类型呢?   3.原子弹爆炸的那一瞬间,温度增加了多少度呢?   核武器的发展历程   ※第一代原子弹核武器的发展历程经历了四个阶段。   第一代:原子弹。以重核铀或钚裂变的核弹。原子弹的原理是核裂变链式反应——由中子轰击铀-235或钚-239,使原子核裂开产生能量,具有冲击波、瞬间核辐射、电磁脉冲干扰、核污染、光辐射等的杀伤作用。   ※我国的氢弹   第二代:氢弹(一般指二相弹)。氢弹是核裂变加核聚变——由原子弹引爆氢弹,原子弹放出来的高能中子与氘化锂反应生成氚,氚和氘聚合产生能量。氢弹爆炸实际上是两次核反应(重核裂变和轻核聚变),两颗核弹爆炸(原子弹和氢弹),所以说氢弹的威力比原子弹更加强大。如果装载同样多的核燃料,氢弹的威力是原子弹的4倍以上。当然,不能用大当量的原子弹与小当量的氢弹来比较。一般原子弹当量相当于几千到几万吨TNT,二相弹可能会达到几千万吨TNT当量。   ※热核氢弹的爆炸地区   ※氢铀弹世界上最大的一次核爆炸是苏联于1961年10月30日在新地岛进行的热核氢弹爆炸,当量5000万吨(原定10000万吨),爆炸威力的半径为700千米,总覆盖面积约为826万平方千米。核爆炸以后,4000千米内的飞机、雷达、导弹、通讯等设备全部受到不同程度的影响。由于核爆炸太恐怖,对环境破坏太严重,威力过度没有意义,以后再也没有如此疯狂地试验。   氢铀弹(三相弹)经过核裂变—核聚变—核裂变三次核反应,它是在氢弹的外层又加一层可裂变的铀-238,破坏力和杀伤力更加大,污染也更加严重,即为“脏弹”。也属于第二代核武器。   ※中子弹   第三代:中子弹(增强辐射弹)。中子弹是以氘和氚聚变原理制作,以高能中子为主要杀伤力的核弹。中子弹是一种特殊类型的小型氢弹,是核裂变加核聚变——但不是用原子弹引爆,而是用内部的中子源轰击钚-239产生裂变,裂变产生的高能中子和高温促使氘氚混合物聚变。它的特点是:中子能量高、数量多、当量小。如果当量大,和氢弹很相似,冲击波和辐射也会剧增,就失去了“只杀伤人员而不摧毁装备、建筑,不造成大面积污染”的目的,也失去了小巧玲珑的特点。中子弹最适合于杀灭坦克、碉堡、地下指挥部里的有生力量。   威力排序:氢铀弹>氢弹>原子弹>子弹;   辐射排序:中子弹>氢铀弹>氢弹>原子弹   污染排序:氢铀弹>氢弹>原子弹>中子弹。   第四代:即核定向能武器。核定向能武器正在研制中,因为这些核弹不产生剩余核辐射,因此可以作为“常规武器”使用,主要种类有:   激光引爆核炸弹、粒子束武器、干净的聚变弹、反物质弹、同质异能素武器等。第四代的另一个特点是突出某一种效果,如突出电磁效应的电磁脉冲弹,使通讯信号混乱。它可以使高能激光束、粒子束、电磁脉冲等离子体定向发射,有选择地攻击目标,单项能量更加集中,可以控制的特殊杀伤破坏。   ◎世界核武器持有形势   目前得到国际社会认可的有核国家是美国、俄罗斯、英国、法国和中国,5个国家的核地位是在特定历史条件下形成的。   冷战刚刚结束后,白俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、南非等一批国家都主动放弃现有核武器及核武器发展计划,成为无核国家。   一些没有核武器的国家千方百计谋求核武器,成为“核门槛”国家。印度、巴基斯坦进行了核爆炸试验。以色列和日本虽然没有公开进行核爆试验,但是以色列是公认的具有核武器的国家,而日本则完全具备生产核武器的技术条件。此外,在美国的压力下,利比亚放弃了核计划,并把相关资料和离心机运往美国。   除了“核门槛”国家,谋求核武器的还有各种恐怖组织。   美国:第一个试爆核武器的国家   美国拥有106万件核武器,是世界上拥有核武器数量最多的国家,平均每年要花费大约46亿美元来维持其核武库。美国的核武器有7000至8000件处于实战部署状态,其中有6480枚战略核弹头。1945年8月,美军派出2架B-29战略轰炸机分别在日本广岛与长崎投下原子弹,瞬间造成数十万人伤亡。美国是世界上第一个试爆核武器的国家,也是唯一一个将核武器应用于实战的国家。   俄罗斯:核武器数量一度超越美国   前苏联是继美国之后第二个掌握核武器技术的国家,在1949年首次试爆。冷战期间,苏联核武器数量一度超越美国,并在战略洲际核导弹与战略核潜艇的技术上处于领先地位。苏联解体以后,俄罗斯虽然资金短缺,但是仍然不放松对核武器的投入,新研制的“白杨-M”核导弹号称能击穿任何防御系统。   俄罗斯近日传出已掌握远程战略巡航导弹技术的消息。这种导弹可由战略轰炸机搭载,对数千千米外的目标实施精确打击。俄方说,这打破了美国在这一先进武器上的垄断地位。   英国:第三个爆炸氢弹并具有核作战能力的国家   1952年10月3日,英国第一颗原子弹在澳大利亚蒙特贝洛沿海的船上试爆成功,成为世界上第三个拥有核武器的国家。1956年,英国在空军装备原子弹。3年后又爆炸了氢弹,成为世界上第三个爆炸氢弹并且具有核作战能力的国家。   法国:把核导弹瞄准“流氓国家”   1960年2月13日,法国在西部非洲撒哈拉大沙漠赖加奈的一座100米的高塔上爆炸成功了第一颗原子弹。这颗原子弹获得了6万吨当量的核裂变能量。法国因此成为世界上第四个拥有核武器的国家。1962年6月,法国政府又提出耗资达300多亿法郎的“军事装备计划法案”,其中60多亿法郎用来建立核威慑力量。法国很快便建立起了由陆基导弹、潜艇导弹、飞机携带的核导弹所组成的三位一体的独立核力量。   ※法国在西部非洲撒哈拉大沙漠的高塔上爆炸成功了第一颗原子弹   法国《解放报》透露,法国正在对其核战略进行历史性的调整,准备把核导弹瞄准所谓拥有大规模杀伤性武器的“流氓国家”。   中国:不对无核武器国家使用核武器   1964年,中国首次试爆原子弹,数十年来,中国的核武技术水准与世界领先水平的差距要远远小于常规武器与世界的差距。目前中国具有与美、俄一样的空、地、潜全方位投射打击能力,核弹头数量估计在8000枚左右。   中国坚持走和平发展道路,不参加军事同盟以及军备竞赛。中国主张全面禁止和彻底销毁核武器。中国明确承诺不对无核武器国家和地区使用或者威胁使用核武器,也不会改变这一政策。   印度:拥有核武器已是众所周知   1998年,印度进行了数次地下核试验之后,宣称拥有核武,外界估计印度大约有100枚左右射程在4000千米内的核导弹。   以色列:对是否有核武器采取回避态度   世界上媒体一再报道说以色列是继中国之后第六个拥有核武器的国家,但以色列一直保持沉默。显然以色列对于研制核武器一直秘而不宣。其是,从上世纪50年代后期以色列的核武器计划就已经开始起步了,到60年代进入了正式研制阶段,并窃取到原子弹的核材料深缩铀,80年代,叛逃的技术人员将此泄露出去,真相大白。   朝鲜:分别在2006年10月9日和2009年5月25日成功进行核试验。   2009年5月25日,朝鲜不顾各国反对,仅在1个小时前通知其他国家自己将进行一次地下核试验,试验目的是增强朝鲜自卫核威慑能力。这一做法受到各国强烈反对。   ◎核武器史话   德国是最早从事核武器研究与试验的国家   1945年7月16日,美国研制的人类第一颗原子弹试验爆炸成功。   1945年8月,美国向日本的广岛和长崎投下两颗原子弹,从而结束了第二次世界大战。   1949年8月29日,苏联爆炸试验成功了自己的原子弹,成为第二个拥有核武器的国家。   1952年10月,英国在澳大利亚沿海的一艘船上试验爆炸原子弹成功。   日本的核武器研究   1952年11月1日,美国在太平洋比基尼岛核试验基地爆炸成功了世界上的第一颗氢弹。   1960年2月13日,法国成为了世界上第四个拥有核武器的国家。   中国拥有了核武器。   以色列造出了原子弹。   第二次世界大战后,“原子弹之父”奥本海默因为反对继续研制核武器在美国受到迫害。   1977年6月,美国宣布研制出了以贯穿辐射为杀伤方式的中子弹,各国也相继投入研制。   2006年10月9日,朝鲜宣布成功地进行了一次地下核试验。朝鲜此次试验引起国际社会的极大关注。   2009年5月25日实施一次地下核试验。这是朝鲜第二次实施此类试验。朝鲜中央通讯社报道,试验取得“成功”,核爆炸威力比前一次更大,试验目的是增强朝鲜自卫核威慑能力。   ◎核武器制造   那么,如今核武器可以轻易地制造出来吗?谁宣布拥有核武器就真的是事实吗?据专家分析,各国研制核武器在技术上首先要过四关:核燃料、起爆装置、核试验、投掷技术。   第一关:核燃料   想要研制核武器的国家,都把目光盯向了核电站的核反应堆废料。为了绝对安全起见,国际社会已把防扩散作为核反应堆改进的一个方向,严禁扩散3项敏感技术,它们是:铀的同位素分离技术(又叫铀浓缩技术)、乏燃料的后处理技术(可从核废料中提取钚239的技术)和重水生产技术(可以用来生产氢弹的原料——氘和氚)。   第二关:起爆装置   制造一枚原子弹不仅需要用作裂变燃料的原材料,更需要有触发装置,以及一种能在核弹发生爆炸前使大部分燃料发生裂变的技术(否则核弹就会失败)。起爆装置最大技术的难题是高爆炸药的合理配置。起爆时,在百万分之一秒的时间内需同时引爆快速燃烧和慢速燃烧的两种常规炸药,才能实现真正的核爆炸。如果定时误差超过上述要求,或者两种炸药配比不对,就会大幅度降低常规爆炸所产生的压缩效果,致使核爆炸威力减弱,甚至形不成核爆炸。一些暗中研制原子弹的国家,就是在这一关面前,一筹莫展。   第三关:核试验   1996年9月10日,联合国第50届大会全体会议以压倒多数的票数通过了《全面禁止核试验条约》以后,用计算机模拟,去取代传统核爆试验,以望达到同等试验效果。可这种在已有核爆炸试验的基础上将各种参数编程输入超大型计算机,用化学爆炸、实验室、计算机对核爆炸物理过程和核爆炸效应进行模拟的方法,对今天那些急于造出核武器的国家来说无疑比造一颗原子弹更难达到的目标,而且核武器威力的大小很难用计算机进行模拟,毕竟自然条件的复杂性在计算机中是难以复制的。自1945年7月16日美国首次核试验到1996年9月《全面禁止核试验条约》通过为止,全世界总共进行了2047次核试验。其中美国715次,前苏联715次,法国210次,英国45次,中国45次,印度1974年进行了一次。由此可见,真正完成完整的核武器物理设计,没有强大丰富的试验数据库的支持是很难想象的。   第四关:投掷技术   真正的核武器包括核战斗部、运载工具和指挥控制系统三部分。有了核武器也必须拥有相应的投掷手段。核爆成功后,接下来的小型化和武器化问题仍然是绕不过去的一关。此外,核武器搭载试验同样必不可少。一般来讲,战略原子弹主要装在导弹、航空炸弹上,发射平台包括各种射程的巡航导弹、弹道导弹、核潜艇、战略轰炸机等。不过,随着弹道导弹拦截系统的飞速发展,弱国凭借自己那有限的运载手段,究竟还有多少机会把得之不易的原子弹扔到对手的头上,实在有着很大的疑问。扔不出去的原子弹,它实际意义上的威慑能力必定大打折扣。   ◎核武器种类   ※电磁脉冲弹   原子弹:是最普通的核武器,也是最早研制出的核武器,原子弹利用原子核裂变反应所放出的巨大能量,通过光辐射、冲击波、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲起到了杀伤破坏作用。   氢弹:是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应,产生强烈爆炸的核武器,又成为热核聚变武器。氢弹的杀伤机理与原子弹基本相同,但威力比原子弹大几十甚至上千倍。   中子弹:又称弱冲击波强辐射工弹。它在爆炸时能放出大量置人于死地的中子,并使冲击波等的作用大大缩小。在战场上,中子弹只杀伤人员等有生目标,而不会摧毁如建筑物、技术装备等设备,“对人不对物”是它的一大特点。   电磁脉冲弹:电磁脉冲弹是利用核爆炸能量来加速核电磁脉冲效应的一种核弹。它产生的电磁波可以烧毁电子设备,还会造成大范围的指挥、控制、通信系统瘫痪,在未来的“电子战”中将会占有重要地位。   伽马射线弹:伽马射线弹爆炸后尽管导致的各种效应不大,也不会使人立刻死去,但是能造成放射性沾染,迫使敌人离开。所以它比氢弹、中子弹更高级,更加有威慑力。   感生辐射弹:感生辐射弹是一种加强放射性沾染的核武器,主要是利用中子产生感生放射性物质,在一定时间和一定空间上造成放射性沾染,达到阻碍敌军和杀伤敌军的目的。   冲击波弹:冲击波弹是一种小型氢弹,采用的是慢化吸收中子技术,减少了中子活化削弱辐射的作用,冲击波弹爆炸后,部队可以迅速进入爆炸区,然后投入战斗。   红汞核弹:红汞核弹是用红汞(氧化汞锑)作为中子源,由于不用原子弹作为中子源,所以体积和重量大大减少,一般小型的红汞核弹只有一个棒球大小,但当量可达万吨。   三相弹:三相弹是用中心的原子弹和外部铀-238反射层共同激发中间的热核材料聚变,以得到大于氢弹的效力。   ◎新世纪核武器路在何方   减少数量废旧留新:有核国家(特别是美俄)裁掉了过时的、性能不够先进的核武器,但是保留了性能较好的核武器。   另辟蹊径变废为宝:一是改旧翻新。二是改大为小。   提高质量推陈出新:新的世纪,核武器在数量急剧减少的同时,质量将会不断提高。   从长计议挑战军控:随着《全面禁止核试验条约》影响的不断扩大,继续发展传统核武器受到的制约将会越来越大。   以退为进攻防兼备:核大国在核力量的发展上推行导弹防御系统,使核武器由纯进攻型向攻防兼备型发展。   ◎中国面临的核威胁   美国对中国的核威胁   2002年1月8日,美国国防部向国会提交《核态势评估报告》,美国第一次将冷战后可能进行核攻击的对象明确为7个国家,中国首当其冲。美国人认为,如果发生台海战争等情况时,美国根据需要,可能会动用核武器。其实,美国早在1997年,就提出“美国必须通过核威慑和常规威慑挫败中俄野心”。其实美国对中国的核威胁的核心是中美能否开展和平利用核能技术合作的意向。   ※核威胁   ◎中国内战的核威胁   中国台湾是中国统一大业的一块心病。然而,分裂势力竟然利用核威胁想要达到不可告人的目的。2004年1月,一篇由谭慎格执笔的发表在《中国简报》最新一期上的《台湾核武,北韩核武》一文,引起了广泛的关注。文中披露,1995年,李登辉一度主张重视研发核武。文章也指出,直到现在,台湾仍保有核武计划所需的完整蓝图以及数据。事实上,在此之前,就有专家指出,台湾有研发核武器的能力,是潜在的准核地区。10年前,甚至有人预言了台海爆发核战的一幕。香港媒体称,如果有一天,陈水扁铤而走险,宣称台湾已拥有核武器,大陆将作何应对?   周边核战争的核威胁   如果朝鲜拥有核武器,朝鲜半岛的平衡将会打破。除此以外,南亚是另外一处核战争的火药桶。印度、巴基斯坦双方事实上存在“安全两难”困境,使得南亚地区仍可能因为对抗失控,引发核战争。   ◎放射性污染   1.放射性的基本概念   某些物质的原子核能够发生衰变,放出的射线,我们肉眼看不见也感觉不到,只能用专门的仪器才能探测到,物质的这种性质就叫做放射性。   2.放射性污染来源及分类   (1)核武器试验的沉降物(在大气层进行核试验的情况下,核弹爆炸的瞬间,由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升,与空气的混合,辐射热逐渐损失,温度逐渐降低,于是气态物凝聚成微粒或附着在其他的尘粒上,最后沉降到地面。   (2)核燃料循环的“三废”。排放原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收。核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”,会对周围环境带来一定程度的污染。   (3)医疗照射引起的放射性污染。目前,由于辐射在医学上的广泛应用,已使医用射线源成为主要的环境人工污染源。   (4)其他各方面来源的放射性污染。其他辐射污染来源可归纳为两类:一是军队、工业、医疗、核舰艇,或研究用的放射源,由于运输事故、偷窃、遗失、误用,以及废物处理等失去控制而对居民造成大剂量照射或污染;二是一般居民消费用品,包括含有天然或人工放射性核素的产品,比如放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生的照射,虽对环境造成的污染非常低,但是仍然有研究的必要。   3.放射性对人体的危害   在大剂量的照射下,放射性对人体和动物都存在着某种损害的作用。如在400rad的照射下,受照射的人有5%死亡;若照射650rad,则人就会100%死亡。照射剂量在150rad以下,死亡率为零,但并非没有损害作用,住往需要经20年以后,一些症状才会慢慢表现出来。放射性也能损伤遗传物质,主要在于引起基因突变和染色体畸变,使一代甚至几代人受害。   4.放射性“三废”处理   放射性废物中的放射性物质,采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏,只有通过放射性核素的自身衰变才能够使放射性衰减到一定的水平。而许多放射性元素的半衰期非常长,并且衰变的产物又是新的放射性元素,所以放射性废物与其他废物相比在处理和处置上有许多不同之处。   1)放射性废水的处理   放射性废水的处理方法主要有稀释排放法、混凝沉降法、放置衰变法、蒸发法、离子变换法、沥青固化法、水泥固化法、塑料固化法以及玻璃固化法等。   2)放射性废气的处理   (1)铀矿开采过程中所产生废气、粉尘,一般可以通过改善操作条件和通风系统得到解决。   (2)实验室废气,通常是进行预过滤,然后通过高效过滤后再排出去。   (3)燃料后处理过程的废气,大部分是放射性碘和一些惰性气体。   3)放射性固体废物的处理和处置   放射性固体废物主要是指被放射性物质污染而不能再利用的各种物体,可以进行焚烧、压缩、去污和包装。   5.放射性物质的分类   为了安全运输放射性货物,将放射性物质分为五类:   (1)低比活度放射性物质   (2)表面污染物体   (3)可裂变物质   (4)特殊形式放射性物质   (5)其他形式放射性物质   知识链接·杀伤能力·   核弹杀伤力计算公式:   有效杀伤距离=C*爆炸当量(1/3)………………(C为比例常数,(1/3)为求立方根)   一般取比例常数为1.493885   当量为10万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*10(1/3)=322千米   有效杀伤面积=pi*3.22*3.22=33平方千米   当量为100万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*100(1/3)=6.93千米   有效杀伤面积=pi*6.93*6.93=150平方千米   当量为1000万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*1000(1/3)=14.93千米   有效杀伤面积=pi*14.93*14.93=700平方千米   当量为1亿吨时,   有效杀伤半径=1.493885*10000(1/3)=32.18千米   有效杀伤面积=pi*32.18*32.18=3257平方千米   ◎严重的事例   1945年8月6日,美国B-29“超级空中堡垒”轰炸机在日本广岛上空投下了一枚绰号为“小男孩”的原子弹。需要说明的是用于实战的原子弹并不是掉在地上才会爆炸。为了增强杀伤效果,这颗原子弹是在空中爆炸的。原子弹从9600米高空被扔下来,在距离地面600米高度上爆炸。   “小男孩”肚子里装有50千克铀235,起爆的时候,释放的能量相当于2万吨TNT炸药爆炸的威力。如此巨大的能量,从一个白色亮点瞬间变成巨大的火球,火球中心的温度超过1000万度。原子弹爆炸正下方投影点附近区域内,温度立即上升到3000~4000度,连房屋的瓦片都纷纷“起泡”,木制房屋则立即被“烤”得燃烧起来!据事后调查,原子弹释放的大量热量让距离投影点1千米内的人,全部受到了5度的严重烧伤,裸露表皮几乎全部炭化,其中90%的人没能活过7天。距离投影点305千米的木制房屋都因为光辐射自燃,让内部居民遭受了二次烧伤。   原子弹爆炸时,爆炸影响区域内的气压急剧升高,引起了恐怖的冲击波和气浪。爆炸中心区域的风速十分惊人,比12级台风还要高10倍,达到每秒440米,超过了声音传播的速度。高速气流和冲击波一起向外扩散,将大部分建筑夷为了平地。被冲击波摧毁的建筑物碎片,会像弹片一样高速飞出去,杀伤附近的人员。在强烈的冲击波作用下,据说,有些暴露的人的眼球和内脏甚至直接从身体里飞了出去。   原子弹爆炸成蘑菇云状,蘑菇云内部含有大量的放射性尘埃,蘑菇云窜到上万米的高空,和云中的水汽混合,然后产生黑色的降雨落到地面。这种恐怖的“黑雨”流到地面,污染了河流,如果不慎饮用了受污染的水,就会受到严重辐射,严重者几天内就会死亡。核爆炸产生的大量放射线是无形的杀手。遭受了大剂量放射线伤害,一般不会立即有所感觉,但是急性放射病会慢慢地产生作用,患者会恶心、呕吐、发热、腹泻、食欲不振、头发脱落、皮下出血,或者患上白血病。严重的会在几日到一个月内死亡。据统计,仅在1945年8到12月,“小男孩”就夺去了近12万人的生命。   原子弹是裂变核武器,而氢弹则是聚变核武器。核聚变不像核裂变,它的要求非常高,需要温度在1400万度以上才可能实现。怎样才能把聚变材料加热到这样的温度呢?人们想到了原子弹,原子弹爆炸时不是能达到这个温度吗?有了这个想法,人们把原子弹作为氢弹的起爆装置。换句话说,氢弹里面本身就含有一颗原子弹,氢弹爆炸前,先引爆原子弹,利用裂变产生的高温引起轻核聚变反应,释放出更多的能量。1952年美国试验第一颗氢弹时,爆炸产生的巨大能量在地面炸出了一个深50米,直径约6000米的大坑,爆炸的威力相当于1000万吨TNT炸药,是广岛原子弹的500倍。   中子弹是一种设计难度非常大的小型氢弹,它在爆炸时能产生大量的高能中子,这些中子能够穿透30厘米厚的钢板,可以毫不费力地穿过坦克、掩体和砖墙等,杀伤里面的人,但是却不会毁坏其设施。即使是一枚1000吨TNT当量的中子弹在200米高空爆炸,也能让半径200米内的任何生命死亡。但中子弹对周围的建筑和装备破坏比较小,因此,算是一种比较先进的核武器。   核武器是人类发明的,但它也能消灭人类自己。如果世界上真的发生核战争,频繁的核爆炸在瞬间杀死千百万人的同时,还会产生大量恐怖的核烟云,这恐怖的核烟云将会把地球严严实实地包裹起来,让太阳光照不到地面,地表温度会骤降到零下几十度。没有阳光,植物无法生长,动物也没有食物,在核爆炸中残余的人类自然就无法生存,这就是恐怖的“核冬天”。为了人类自己,我们需要抵制、限制和禁止核武器的使用。   1.核武器的发展历程经历了哪四个阶段呢?   2.各国研制核武器在技术上首先要过哪四关呢?   3.核武器的种类有哪些呢? 第四章核武器   核武器系统,一般是由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成,核战斗部是其主要构成部分。核战斗部亦称核弹头,并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上,核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体,可用于核试验,但通常还不能用作可靠的武器;核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。   什么是核武器   ※核武器爆炸   核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量,产生爆炸作用,并且具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。核武器包括氢弹、原子弹、中子弹、三相弹、反物质弹等。其中主要利用铀235(U-235)或钚239(239Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢(D,氘{dāo})或超重氢(T,氚{chuān})等原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。   煤、石油毒素矿物燃料燃烧时释放的能量,来自于碳、氢、氧的化合反应。一般化学炸药如梯恩梯(TNT)爆炸时释放的能量,来自化合物的分解反应。在这些化学反应里,碳、氢、氧、氮等原子核都没有发生变化,只是各个原子之间的组合状态有了变化。核反应与化学反应不一样。在核裂变或核聚变反应里,参与反应的原子核都转变为其他原子核,原子也发生了变化。因此,人们习惯上称这类武器为原子武器。但实质上是原子核的反应与转变,所以称核武器更加确切。   核武器爆炸时释放的能量,比装化学炸药的常规武器要大很多。例如,1千克铀全部裂变释放的能量约为8×1013焦耳,比1千克TNT炸药爆炸释放的能量419×106焦耳约大2000万倍。因此,核武器爆炸释放的总能量,也就是其威力的大小,常用释放相同能量的TNT炸药量来表示,称为TNT当量。美、俄等国装备的各种核武器的TNT当量,小的仅有1000吨,有些甚至更低。目前已有微型核武器,爆炸当量在几十吨;大的达1000万吨,前苏联曾经试爆过5000万吨当量的氢弹。   ※核电站分布图   核武器爆炸,不仅能够释放出巨大的能量,而且核反应过程十分迅速,微秒级的时间内就可以完成。因此,在核武器爆炸周围不大的范围内就会形成极高的温度,加热并压缩周围的空气使之急速膨胀,产生高压冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的光辐射。核反应还会产生各种射线和放射性的物质碎片,向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用,造成电流的增长和消失过程,最终产生电磁脉冲。与化学炸药爆炸不同,核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏的特点。核武器的出现,对现代战争的战略战术产生了十分重大的影响。   知识链接   由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成的,核战斗部是其主要构成部分。核战斗部也称为核弹头,并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上,核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体,可用于核试验,但通常还不能用作可靠的武器。核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。   ※核能标志   ◎历史   出现的核武器是在什么,20世纪40年代前后的时候,科学技术上一个重大发展的结果就是这样的。1939年初,德国化学家O哈恩和物理化学家F斯特拉斯曼发表了关于铀原子核裂变现象的论文。几个星期内,许多国家的科学家验证了这一发现,并进一步提出了有可能创造这种裂变反应自持进行的条件,从而开辟了利用这一新能源为人类创造财富的广阔前景。但是,同历史上许多科学技术新发现一样,核能的开发也被首先用于军事目的,即制造威力巨大的原子弹,其进程受到当时社会与政治条件的影响和制约。自1939年开始的时候,也就是法西斯德国扩大侵略战争的时候,欧洲许多国家开展科研工作日益困难。同年9月初,丹麦物理学家N·H·D·玻尔和他的合作者J·A·惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程,并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235。正当这一有指导意义的研究成果发表时,英、法两国向德国宣战。在1940年的夏季的时候,法国被德军占领。法国物理学家J·F·约里奥·居里领导的一部分科学家被迫移居国外。英国曾制订计划进行这一领域的研究,但由于战争影响,人力物力短缺,后来也只能采取与美国合作的办法,派出以物理学家J·查德威克为首的科学家小组。其中去美国参加原子弹研制工作的是一位物理学家,这个物理学家叫J·R·奥本海默。   在美国的时候,从欧洲迁来的匈牙利物理学家齐拉德·莱奥最先想到,一旦法西斯德国掌握原子弹技术可能会给战争带来严重后果。经他和另几位从欧洲移居美国的科学家奔走推动,于1939年8月由物理学家A爱因斯坦写信给美国第32届总统F·D·罗斯福,建议研制原子弹,才引起美国政府的注意。但开始只拨给经费6000美元,直到1941年12月日本袭击珍珠港后,才扩大规模,到1942年8月发展成代号为“曼哈顿工程区”的庞大计划,直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时制成3颗原子弹,使美国成为第一个拥有原子弹的国家。要制造原子弹需要具备哪些条件呢?解决武器研制中的一系列科学技术问题是最先要考虑的,同时生产出必需的核装料铀235、钚239也是不可缺少的条件。   ※原子核爆炸   在天然铀中同位素中,其中铀235的丰度有0.72%,根据原子弹设计要求必须提高到90%以上。当时美国经过多种途径探索研究与比较后,采取了电磁分离、气体扩散和热扩散三种方法生产这种高浓铀。供一颗“枪法”原子弹用的几十千克高浓铀,是靠电磁分离法生产的。建设电磁分离工厂的费用约为3亿美元(磁铁的导电线圈是用从国库借来的白银制造的,其价值尚未计入)。钚239要在反应堆内用中子辐照铀238的方法制取。供两颗“内爆法”原子弹用的几十千克钚239,是用3座石墨慢化、水冷却型天然铀反应堆及与之配套的化学分离工厂生产的。以上事例可以说明当时的工程规模。由于美国的工业技术设施与建设没有受到战争的直接威胁,又掌握了必需的资源,集中了一批国内外的科技人才,使它能够快速地实现原子弹研制计划。   德国的科学技术,当时处于领先地位。1942年以前,德国在核技术领域的水平与美、英大致相当,但是后来落后了。美国的第一座试验性石墨反应堆,在物理学家E·费密领导下,于1942年12月建成并且达到临界;而德国采用的是重水反应堆,生产钚239,到1945年初才建成一座不大的次临界装置。为了生产高浓铀,德国曾着重于高速离心机的研制,由于空袭和电力、物资缺乏等原因,进展得十分缓慢。其次,A·希特勒迫害科学家,以及有的科学家持不合作态度,是这方面工作进展不快的另一原因。更主要的是,德国法西斯头目过于自信,认为战争可以很快结束,不需要花费太大力气去研制还没有把握的原子弹,先是不予支持,后来再抓已经是困难重重,研制工作最终失败。   ◎投向长崎的原子弹“胖子”   1945年5月德国投降后,美国的很多知道“曼哈顿工程”内幕的人士,包括以物理学家J弗兰克为首的一大批从事这一工作的科学家,他们反对用原子弹轰炸日本城市。当时,日本侵略军受到中国人民长期抗战的有力打击,实力大大削弱。美、英在太平洋地区的进攻,几乎全部摧毁了日本海军,海上封锁使日本国内的物资供应非常匮乏。二战的时候,通过硫磺岛一战,美国如果要彻底打垮日本,在日本本土登陆,至少还要付出100万美军的牺牲。这样沉重的包袱美国背不起,也不想背,因此,用原子弹是最好的方式。   8月6日、9日,美国先后在日本的广岛和长崎投下了仅有的两颗原子弹,代号分别为“小男孩”和“胖子”。据史料记载,美国在日本投下的原子弹有3颗,实际爆炸的是小男孩和胖子,第3颗由于技术原因没有爆炸,被日军回收,原本日本也要发展原子弹,但研究设施在美军轰炸中毁坏,于是把原子弹以一定条件转让给苏联,苏联根据这颗原子弹的设计在短时间内设计出了苏联的第一颗原子弹。   ※长崎的原子弹“胖子”苏联在1941年6月遭受德军入侵前,也曾经进行过研制原子弹的工作。铀原子核的自发裂变,是在这一时期内由苏联物理学家T·H·弗廖罗夫和K·A·佩特扎克发现的。卫国战争爆发以后,研制工作被迫中断,直到1943年初才在物理学家H·库尔恰托夫的组织领导下逐渐恢复,并在战后开始加速进行。1949年8月,苏联进行了原子弹试验。1950年1月,美国总统H·S·杜鲁门下令加速研制氢弹。1952年11月,美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理试验,但该实验装置十分笨重,不能用作武器。1953年8月,苏联进行了以固态氘化锂6为热核燃料的氢弹试验,使氢弹的实用成为可能。美国在1954年2月进行了类似的氢弹试验。英国、法国先后在20世纪50和60年代也各自进行了原子弹与氢弹试验。   ※中国首次试验的原子弹取“596”   中国在开始全面建设社会主义时期,基础工业有了一定的发展,接着便着手准备研制原子弹。1959年开始起步时,国民经济发生严重困难。同年6月,苏联政府撕毁中苏在1957年10月签订的关于国防新技术协定,随后便撤走了专家,中国决心完全依靠自己的力量来完成这一任务。中国首次试验的原子弹以“596”作为代号,就是以此激励全国军民大力协同做好这项工作。1964年10月16日,首次原子弹试验成功。经过两年多,1966年12月28日,小当量的氢弹原理试验成功。半年之后,即1967年6月17日,成功地进行了百万吨级的氢弹空投试验。中国坚持独立自主、自力更生的方针,在世界上以最快的速度完成了核武器这两个发展阶段的任务。   1945年8月6日和9日,在第二次世界大战结束的前夕,美国空军在日本的广岛和长崎接连续投掷了两枚原子弹。这场人类有史以来的巨大灾难,造成了10万多日本平民死亡和8万多人受伤。原子弹的空前杀伤和破坏威力,震惊了整个世界,也使人们对利用原子核的裂变或聚变的巨大爆炸力而制造出的武器有了一个全新的认识。   目前,人们通常所说的核武器是指利用原子核的裂变或聚变所产生的巨大能量和破坏力制造出的具有巨大杀伤力的武器,也就是指利用能自行维持原子核裂变或聚变链式反应瞬间释放的能量产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器。   裂变核武器的基本原理是使一定量的铀—235或钚—239从亚临界态向超临界态转变,也就是使核装置产生中子的速度大于中子从核装置逸出的速度。有两种方法可以实现这种转变:一种方法是把核装置分成两部分,而每一部分都小到不足以具有中子正增殖率,然后用炮式设备把两部分击成一块;另一种方法就是用烈性化学炸药包住处于亚临界态的球形核装置,通过引爆将核装置压成超临界态。   聚变核武器是使氢的同位素氘或氚化锂这类热核燃料中产生起爆条件,用裂变核弹的方法使核武器中的热核燃料具有10000000~20000000℃高温,从而引起核聚变。   原子弹和氢弹通常以千吨或兆吨梯恩梯(TNT)当量作为单位来表示。例如1945年美国投在广岛的裂变核弹,不到50千克的铀释放出来的能量相当于2万吨的化学炸药。各种聚变核弹即热核弹(氢弹),它的威力最高可达60兆吨。据计算,在核武器爆炸时,1千克铀—235全部裂变释放的能量相当于2万吨TNT释放的能量,而1千克氘和氚的混合物完全聚变时放出的能量大约是1千克铀—235完全裂变所放出能量的3~4倍。   1.核武器包括什么呢?   2.核武器的系统是什么呢?   3.核武器的出现,是什么时期科学技术重大发展的结果呢?   核武器的分类和研制   美国对日本投下的两颗原子弹,是用飞机作为运载工具的,以带降落伞的核航弹形式。后来,随着武器技术的发展,已经形成多种核武器系统,包括巡航核导弹、弹道核导弹、反导弹核导弹、防空核导弹、反潜核火箭、深水核炸弹、核炮弹、核航弹、核地雷等。其中,配有多弹头的弹道核导弹,以及各种发射方式的巡航核导弹,是美、苏两个国家装备的主要核武器。   ※核武器爆炸光芒万丈通常将核武器按照作战使用的不同划分为两大类,即用于袭击敌方战略目标和防御己方战略要地的战略核武器,和主要在战场上用于打击敌方战斗力量的战术核武器。苏联还划分有“战役战术核武器”。核武器的分类方法,与地理条件、社会政治因素有关,并不是非常严格的。自20世纪70年代末以后,美国官方文件很少使用“战术核武器”,代替它的有“战区核武器”、“非战略核武器”等,并把中远程、中程核导弹也归为这一类。   已经生产并装备部队的核武器,按照核战斗部设计看,主要有原子弹和氢弹两种类型。至于核武器的数量,并没有准确的公布数字,有关研究机构的估计数字也不同。按近几年的资料综合分析,到80年代中期,美、苏两国总计有核战斗部50000枚左右,占全世界总数的95%以上。其TNT当量,总计约为120亿吨左右。而第二次世界大战期间,美国在德国和日本投下的炸弹,总计约为200万吨TNT,只相当于美国B-52型轰炸机携载的2枚氢弹的当量。从这一粗略比较可以看出核武器库贮量十分庞大。美苏两国进攻性战略核武器(包括洲际核导弹、潜艇发射的弹道核导弹、巡航核导弹和战略轰炸机)在数量和当量上相比,美国在投射工具(陆基发射架、潜艇发射管、飞机)总数和TNT当量总值上均少于苏联,但在核战斗部总枚数上却多于苏联。考虑到核爆炸对目标的破坏效果同当量大小不是简单的比例关系,另一种估算办法就是以一定的冲击波超压对应的破坏面积来度量核战斗部的破坏能力,也就是取核战斗部当量值(以百万吨为计算单位)的2/3次方为其“等效百万吨当量”值(也有按目标特性及其分布和核攻击规模大小等不同情况,选用小于2/3的其他方次的),再按各种核战斗部的枚数累计算出总值。按照这种方法估算,比较美、苏两国的战略核武器破坏能力,由于当量小于百万吨的核战斗部枚数,美国多于苏联,两国的差距并不是很大。但是自从20世纪80年代以来,随着苏联在分导式多弹头导弹核武器上的发展,这一差距也在不断扩大。而对点(硬)目标(见点目标)的破坏能力,则核武器投射精度起着更加重要的作用,由于在这方面美国一直领先,所以美国仍处于优势。   除了美国、苏联、英国、法国和中国已掌握核武器外,印度在1974年进行过一次核试验,巴基斯坦1998年5月29日首次核试验成功,朝鲜2006年10月9日首次核试验成功。一般认为,掌握必要的核技术并且具有一定工业基础及经济实力的国家,也完全有可能制造原子弹。   ◎研制和试验   除了铀235、钚239等核材料的生产外,核战斗部本身的研制,必须与整个核武器系统的研制程序协调一致。研制过程大致如下:首先从设想阶段开始;经过关键技术课题和部件的预先研究或可行性研究,形成包括重量、尺寸、形式、威力、核材料、核试验要求、研制工期、经费等内容的几种设计方案;然后经过论证比较和评价,选定设计方案,确定战术技术指标;接着进行型号研究设计、各种模拟试验;工艺试验与试制,通过核试验检验设计的合理性,最后达到设计定型、工艺定型与批准生产。进行这些工作,必须有专门的科技队伍,并且配备必要的试验场所,包括核试验场。武器交付部队后,研制和生产部门还要提供维护、修理、更换部件等服务工作,按反馈的信息进行必要的改进,并负责其退役处理或更新。   如果想要做好核战斗部的设计,必须深入了解它的反应过程,弄清核反应必须具备的条件和各种物理参数,掌握其中多种因素的内在联系与变化规律。因此,就要进行原子核物理、中子物理、高温高压凝聚态物理、超音速流体力学、爆轰学、计算数学和材料科学等多学科的一系列科学技术问题的研究,而核战斗部的研制实践又会反过来带动和促进这些学科的发展。在研制的过程中,以下环节起着十分重要作用:①要用快速的、大容量电子计算机进行反应过程的理论研究计算,这种计算应该尽可能接近实际情况,这样就可以从多种设想或设计方案中找出最优方案,从而节省费用而且减少核试验次数。20世纪40年代以来,推动电子计算机技术迅速发展的重要因素之一,正是由于核武器研制的需要。②要按照方案或指标要求,反复进行多方面的模拟试验,包括化学炸药爆轰试验,材料与强度试验,环境条件试验,控制、点火与安全试验等。这些都是为达到核武器高度可靠和安全所必不可少的。③要进行必要的核试验。无论是电子计算机上的大量计算,还是相应的模拟试验,总不能达到百分之百地符合核武器方案的真实情况。特别是氢弹聚变反应所必需的高温条件,只能由裂变反应来提供(利用激光或粒子束的惯性约束技术来创造这种模拟试验条件,直到20世纪80年代初仍然处于研究阶段)。因此,是否能够达到设计要求,还必须通过核装置本身的爆炸试验进行检验。当然,核试验所起的作用并不是如此。正是由于核试验在核武器研制中起着十分关键的作用,在1963年,美、苏两国为限制其他国家研制核武器,签订了一个并不禁止进行地下核试验的《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》。1974年,又签订了一个仍然适合它们需要的限制地下核试验当量的条约。按照爆炸的环境可以分为:   大气层爆炸   在裸露的大气层环境下进行核爆试验,这种爆炸破坏性最大(体现在对人的影响)。在没有很好的躲避设施的环境下十几平方千米内的人都会遭受严重创伤甚至死亡。   地下核爆   地下实验一般属于科学实验,也有军事专家认为,可以通过地下核爆,人为的给敌对国造成地震、海啸等自然灾害。不过这种破坏是非常难控制的,因此并没有得到很多军事专家的认同。   水下核爆   主要是在大海里进行试验。美国在20世纪50年代曾经进行过,爆炸后所有的船只都没能抵抗住核弹的巨大爆炸威力。当然,核爆试验也给当地的自然生态环境造成了极其恶劣的损伤。   ◎发展趋势   随着核武器投射工具准确性的提高,自20世纪60年代以来,核武器的发展,首先是核战斗部的重量、尺寸虽大幅度减小但仍保持一定的威力,也就是比威力(威力与重量的比值)有了显著提高。例如,美国在长崎投下的原子弹,重量约4.5吨,威力约2万吨;70年代后期,装备部队的“三叉戟”Ⅰ潜地导弹,总重量约1.32吨,共8个分导式子弹头,每个子弹头威力为10万吨,它的威力同长崎投下的原子弹相比,提高了135倍左右。还有威力更大的热核武器。   ※核武器——导弹   一般认为,核武器的发展或许已经接近客观实际所容许的极限。自20世纪70年代以来,核武器系统的发展更着重于提高武器的生存能力和命中精度,如美国的“和平卫士/MX”洲际导弹、“侏儒”小型洲际导弹、“三叉戟”Ⅱ潜地导弹,苏联的SS-24、SS-25洲际导弹,在这些方面都有着较大的改进和提高。   其次,核战斗部及其引爆控制安全保险分系统的可靠性,以及适应各种使用与作战环境的能力,也有很大的改进和提高。美、苏两国还研制了适合战场使用的各种核武器,如可变当量的核战斗部,多种运载工具通用的核战斗部,甚至设想研制当量只有几吨的微型核武器。特别是在核战争环境中如何提高核武器的抗核加固能力,以防止敌方的破坏这一设想,更受到普遍重视。此外,由于核武器的大量生产和部署,它的安全性也引起了各国的关注。   核武器的另一发展动向,是通过设计调整其性能,按照不同的需要,增强或削弱其中的某些杀伤破坏因素。“增强辐射武器”与“减少剩余放射性武器”都属于这一类。前一种将高能中子辐射所占份额尽可能增大,使之成为主要杀伤破坏因素,通常称为中子弹;后一种将剩余放射性减到最小,突出冲击波、光辐射的作用,但这类武器仍然属于热核武器范畴。至于20世纪60年代初曾引起广泛议论的所谓“纯聚变武器”,20多年来虽然做了不少研究工作,例如大功率激光引燃聚变反应的研究,80年代还在继续进行,但是还看不出制成这种武器的现实可能性。   核武器的实战应用,虽然仍限于它问世时的两颗原子弹,但由于40年来核武器本身的发展,以及与它有关的多种投射或运载工具的发展与应用,特别是通过上千次核试验所积累的知识,人们对于核武器特有的杀伤破坏作用,已经有较深的认识,并探讨实战应用的可能方式。美、苏两国都制订并且多次修改了强调核武器重要作用的种种战略。   有矛必有盾。在不断改进和提高进攻性战略核武器性能的同时,美、苏两国也在一直寻求能有效地防御核袭击的手段和技术。除了提高核武器系统的抗核加固能力,采取广泛构筑地下室掩体和民防工程等以减少损失的措施外,对于更有效的侦察、跟踪、识别、拦截对方核导弹的防御技术开发研究工作也从来没有停止过。60年代,美、苏两国曾部署以核反核的反导弹系统。1972年5月,美、苏两国签订了《限制反弹道导弹系统条约》。不久,美国停止“卫兵”反导弹系统的部署。1984年初,美国宣称已经制订了一项包括核激发定向能武器、高能激光、中性粒子束、非核拦截弹、电磁炮等多层拦截手段的“战略防御倡议”。尽管对这种防御系统的有效性还存在着争议,但是可以肯定的是,美、苏对核优势的争夺仍将持续下去。   核武器拥有巨大的破坏力和独特的作用,与其说它可能会改变未来全球性战争的进程,不如说它已经在对现实国际政治斗争不断地产生影响。70年代末,美国宣布研制成功中子弹,它最适合于战场,理应属于战术核武器范畴,但是却受到几乎是世界范围的强烈反对。从这一事例也可以看出,核武器所涉及斗争的复杂性。   中国政府在爆炸试验第一颗原子弹时就发表声明:中国发展核武器,并不是由于相信核武器的万能,要使用核武器。恰恰相反,中国发展核武器,是被迫而为的,是为了防御,为了打破核大国的核垄断、核讹诈,为了防止核战争,消灭核武器。此后,中国政府又多次郑重宣布:在任何时候、任何情况下,中国都不会首先使用核武器,并且中国就如何防止核战争问题一再提出了建议。中国的这些主张已逐渐得到越来越多的国家和人民的赞同和支持。   知识链接·参考书目·   赵忠尧、何泽慧、杨承宗主编:《原子能的原理和应用》,科学出版社,北京,1965。   托马斯·B科克伦等著,柯情山等译:《核武器手册》,解放军出版社,北京,1985。(ThomasBCochran,WilliamMArkin,andMiltonMHoenig,NuclearWeaponsDatabook,USNuclearForcesandCapabilities,NaturalResourcesDefenseCouncilInc,1984)   贝特朗·戈尔德施密特著,高强、路汉恩译:《原子竞争1939~1966》,原子能出版社,北京,1984。(BertrandGoldschmidt,LesRivalitésAtomiques1936~1966,Fayard,1967)   罗伯特·容克著,何纬译:《比一千个太阳还亮》,原子能出版社,北京,1980。(RobertJungk,HelleralstausendSonnen,1956)   1.美国对日本投下的两颗原子弹,是以什么形式,用飞机作为运载工具的呢?   2.按照爆炸的环境可分为什么呢?   3.中国政府在爆炸试验第一颗原子弹时发表了什么声明呢?   原子弹的历史   ※原子弹内部结构   瞬间就可以释放出巨大能量的核武器,又称为裂变弹。原子弹的威力通常为几百至几万吨级梯恩梯当量,有着巨大的杀伤破坏力。它可以由不同的运载工具携载而成为核导弹、核航空炸弹、核地雷或核炮弹等,或者用作氢弹中的初级(或称扳机),为点燃轻核引起热核聚变反应提供必需的能量。   ※原子弹的威力很大   原子弹主要由引爆控制系统、由核装料组成的核部件、高能炸药、反射层、中子源和弹壳等部件组成。引爆控制系统用来引爆高能炸药;高能炸药是推动、压缩反射层和核部件的能源;反射层是由铍或铀-238构成的。铀-238不仅能够反射中子,而且密度比较大,可以减缓核装料在释放能量过程中的膨胀,使链式反应维持较长的时间,从而能提高原子弹的爆炸威力。核装料主要是铀-235或钚-239。   为了触发链式反应,必须有中子源提供“点火”中子。核爆炸装置的中子源可以采用氘氚反应中子源、钚-238原子弹爆炸铍源、钋-210-铍源和锎-252自发裂变源等。原子弹爆炸产生的高温高压以及各种核反应产生的中子、γ射线和裂变碎片,最终会形成冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲等杀伤破坏因素。原子弹是将科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个比较突出的例子。1939年10月,美国政府决定研制原子弹,1945年造出了3颗。一颗用于试验,两颗投在日本。其他国家爆炸第一颗原子弹的时间是:苏联——1949年8月29日;英国——1952年10月3日;法国——1960年2月13日;中国——1964年10月16日;印度——1974年5月18日。中国第一次核试验以塔爆方式进行,用的是“内爆法”铀弹。1965年5月14日在第二次核试验时,核装置用飞机空投。1966年10月27日在第四次核试验时,核弹头由导弹运载。   知识链接   自1945年原子弹问世以来,原子弹技术不断在发展,体积、重量显著减小,战术技术性能日益提高。原子弹小型化对于提高核武器的战术技术性能和用作氢弹的起爆装置(也称“扳机”)具有非常重要的意义。为了适应战场使用的需要,发展了多种低当量和威力可调的核武器。为改进原子弹的性能,发展了加强型原子弹,即在原子弹中添加氘或氚等热核装料,利用核裂变释放的能量点燃氘或氚,发生热核反应,而反应中所放出的高能中子,又使更多的核装料裂变,从而使威力增大。这种原子弹与氢弹不同,它的热核装料释放的能量只占总当量的一小部分。高能炸药的起爆方式和核爆炸装置结构也在不断改进,目的是提高炸药的利用效率和核装料的压缩度,从而增大威力,节省核装料。此外,提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能,也日益受到重视。   ◎原子弹的历史   二战期间,科学家西拉德为防止德国人抢先造出原子弹,动员著名科学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福,阐述了研制原子弹对美国安全的重要性。   1941年12月6日(日本偷袭珍珠港的前一天),罗斯福批准了美国科学研究发展局全力研制原子弹。   ※美国制定了研制原子弹的“曼哈顿计划”   1942年8月,美国制订了研制原子弹的“曼哈顿计划”。   1943年7月,美国成立原子弹研究所。   1945年3月,美国成立合并秘密的原子能委员会。   1945年7月16日,在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验。   ※在阿拉莫可德沙漠进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验1945年8月6日和9日,美国向日本广岛、长崎投放原子弹。   1949年,苏联成功研制原子弹,英国、法国分别在1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹,1964年,中国也拥有了原子弹。2011年美国销毁B53核弹。   根据原子弹引发机构的不同,原子弹可以分为“枪式”和“收聚式”两种类型,核武器以其特有的方式产生了毁灭性的力量。   ※“枪式”原子弹“枪式”原子弹将两块半球形的小于临界体积的裂物质分开一定的距离放置,中子源位于中间。在核装药的球面上包覆了一层坚固的能反射中子的材料,它的作用是将过早跑出来的中子反射回去,以提高链式反应的速度。在中子反射层的外面是高速炸药、传爆药和雷管,再将雷管与起爆控制器相连接。起爆控制器自动地起爆炸药。两个半球形裂变物质在炸药的轰击下迅速压缩,成为一个扁球形,达到超临界状态。中子源放出大量的中子使链式反应迅速进行,并且在瞬间释放出极大的能量,这就是杀伤破坏力巨大的原子弹爆炸。   “收聚式”原子弹将普通烈性炸药制成球形装置,并把小于临界体积的核装药制成小球放置于炸药球中。炸药同时起爆,将核装药小球迅速压紧并达到超临界体积,从而引起核爆炸。“收聚式”原子弹的结构十分复杂,但核装药利用率很高。现代原子弹综合了这两种引发机构,使核装药的利用率提高到80%左右,从而获得了极大的破坏力。   核武器的杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉冲以及放射性沾染。光辐射是指在核爆炸时释放出的以每秒30万千米速度直线传播的一种辐射光杀伤方式。1枚当量为2万吨的原子弹在空中爆炸后,距爆心7000米都会受到比阳光强13倍的光照射,范围达到2800米。光辐射可使人迅速致盲,并且使皮肤大面积灼伤溃烂,物体会燃烧。冲击波是核爆炸后产生的一种巨大气流的超压。一枚3万吨的原子弹爆炸后,在距爆心投射点800米处,冲击波的运动速度可达200米/秒。当量为2万吨的核爆炸,在距爆心投影点650米以内,超压值大于1000克/平方厘米。可把位于该地区域内的所有建筑物以及人员彻底摧毁。   早期,核辐射是在核爆炸最初几十秒钟放出的中子流和γ射线。1枚当量2万吨的原子弹爆炸以后,距爆心1100米以内人员可遭到极度杀伤,1000吨级中子弹爆炸后,在这个范围内的人员几周内都会死亡,在200米以内的人员则会立即死亡。电磁脉冲的电场强度在几千米范围内可达到1万至10万伏,不仅能使电子装备的元器件严重受损,还能够击穿绝缘,烧毁电路,冲销计算机内存,使全部无线电指挥、控制和通信设备失灵。1颗5000万吨级原子弹爆炸后破坏半径可达到190千米。放射性沾染是蘑菇状烟云飘散后所降落的烟尘,对人体会造成照射或皮肤灼伤,以致死亡。1954年2月28日,美国在比基尼岛试验的1500万吨级氢弹,爆后6小时,沾染区长达257千米,宽64千米。在此范围内的所有生物都受到了沾染,在一段时间内缓慢的死去或者终身残废。   ◎五核国家核武力量对比   美国:1945年首次核试验成功。核试验次数超过1030次。拥有约1.2万枚核弹头。导弹射程达到13035千米。   苏联:1949年首次核试验成功。核试验次数超过715次。拥有约2.8万枚核弹头,其中约1.8万枚将被拆除。导弹射程达到10943千米。   英国:1952年首次核试验成功。共进行45次核试验。拥有约400枚核弹头。导弹射程达5310千米。   法国:1960年首次核试验成功。拥有约510枚核弹头。导弹射程达5310千米。   中国:1964年首次核试验成功。   知识链接   美国白人军官站在离原子弹爆炸只有三千米的地方享受着原子弹冲击波带来的冲击。原子弹爆炸那一瞬间,温度增加到一千万度,数百万磅的高压将周围的建筑物全部摧毁,航空母舰被吹飞,军舰上的系统全部瘫痪,而且军舰有一半被高温熔化,彻底成为废铁。另外日本一艘渔船因为太靠近原子弹爆炸地点,被冲击波打飞,渔船上的日本渔民瞬间被冲击波扔到三千米外的沙滩上,吐血而亡。一个人被扔到三千米远,可见冲击波高压的威力是多么的强劲。当时美国军人不知道那个是日本人,还以为是在海洋里飘着的黑色塑料袋。   1.瞬时释放出巨大能量的核武器又称为什么呢?   2.原子弹可分为哪两种类型呢?   3.原子弹爆炸的那一瞬间,温度增加了多少度呢?   核武器的发展历程   ※第一代原子弹核武器的发展历程经历了四个阶段。   第一代:原子弹。以重核铀或钚裂变的核弹。原子弹的原理是核裂变链式反应——由中子轰击铀-235或钚-239,使原子核裂开产生能量,具有冲击波、瞬间核辐射、电磁脉冲干扰、核污染、光辐射等的杀伤作用。   ※我国的氢弹   第二代:氢弹(一般指二相弹)。氢弹是核裂变加核聚变——由原子弹引爆氢弹,原子弹放出来的高能中子与氘化锂反应生成氚,氚和氘聚合产生能量。氢弹爆炸实际上是两次核反应(重核裂变和轻核聚变),两颗核弹爆炸(原子弹和氢弹),所以说氢弹的威力比原子弹更加强大。如果装载同样多的核燃料,氢弹的威力是原子弹的4倍以上。当然,不能用大当量的原子弹与小当量的氢弹来比较。一般原子弹当量相当于几千到几万吨TNT,二相弹可能会达到几千万吨TNT当量。   ※热核氢弹的爆炸地区   ※氢铀弹世界上最大的一次核爆炸是苏联于1961年10月30日在新地岛进行的热核氢弹爆炸,当量5000万吨(原定10000万吨),爆炸威力的半径为700千米,总覆盖面积约为826万平方千米。核爆炸以后,4000千米内的飞机、雷达、导弹、通讯等设备全部受到不同程度的影响。由于核爆炸太恐怖,对环境破坏太严重,威力过度没有意义,以后再也没有如此疯狂地试验。   氢铀弹(三相弹)经过核裂变—核聚变—核裂变三次核反应,它是在氢弹的外层又加一层可裂变的铀-238,破坏力和杀伤力更加大,污染也更加严重,即为“脏弹”。也属于第二代核武器。   ※中子弹   第三代:中子弹(增强辐射弹)。中子弹是以氘和氚聚变原理制作,以高能中子为主要杀伤力的核弹。中子弹是一种特殊类型的小型氢弹,是核裂变加核聚变——但不是用原子弹引爆,而是用内部的中子源轰击钚-239产生裂变,裂变产生的高能中子和高温促使氘氚混合物聚变。它的特点是:中子能量高、数量多、当量小。如果当量大,和氢弹很相似,冲击波和辐射也会剧增,就失去了“只杀伤人员而不摧毁装备、建筑,不造成大面积污染”的目的,也失去了小巧玲珑的特点。中子弹最适合于杀灭坦克、碉堡、地下指挥部里的有生力量。   威力排序:氢铀弹>氢弹>原子弹>子弹;   辐射排序:中子弹>氢铀弹>氢弹>原子弹   污染排序:氢铀弹>氢弹>原子弹>中子弹。   第四代:即核定向能武器。核定向能武器正在研制中,因为这些核弹不产生剩余核辐射,因此可以作为“常规武器”使用,主要种类有:   激光引爆核炸弹、粒子束武器、干净的聚变弹、反物质弹、同质异能素武器等。第四代的另一个特点是突出某一种效果,如突出电磁效应的电磁脉冲弹,使通讯信号混乱。它可以使高能激光束、粒子束、电磁脉冲等离子体定向发射,有选择地攻击目标,单项能量更加集中,可以控制的特殊杀伤破坏。   ◎世界核武器持有形势   目前得到国际社会认可的有核国家是美国、俄罗斯、英国、法国和中国,5个国家的核地位是在特定历史条件下形成的。   冷战刚刚结束后,白俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、南非等一批国家都主动放弃现有核武器及核武器发展计划,成为无核国家。   一些没有核武器的国家千方百计谋求核武器,成为“核门槛”国家。印度、巴基斯坦进行了核爆炸试验。以色列和日本虽然没有公开进行核爆试验,但是以色列是公认的具有核武器的国家,而日本则完全具备生产核武器的技术条件。此外,在美国的压力下,利比亚放弃了核计划,并把相关资料和离心机运往美国。   除了“核门槛”国家,谋求核武器的还有各种恐怖组织。   美国:第一个试爆核武器的国家   美国拥有106万件核武器,是世界上拥有核武器数量最多的国家,平均每年要花费大约46亿美元来维持其核武库。美国的核武器有7000至8000件处于实战部署状态,其中有6480枚战略核弹头。1945年8月,美军派出2架B-29战略轰炸机分别在日本广岛与长崎投下原子弹,瞬间造成数十万人伤亡。美国是世界上第一个试爆核武器的国家,也是唯一一个将核武器应用于实战的国家。   俄罗斯:核武器数量一度超越美国   前苏联是继美国之后第二个掌握核武器技术的国家,在1949年首次试爆。冷战期间,苏联核武器数量一度超越美国,并在战略洲际核导弹与战略核潜艇的技术上处于领先地位。苏联解体以后,俄罗斯虽然资金短缺,但是仍然不放松对核武器的投入,新研制的“白杨-M”核导弹号称能击穿任何防御系统。   俄罗斯近日传出已掌握远程战略巡航导弹技术的消息。这种导弹可由战略轰炸机搭载,对数千千米外的目标实施精确打击。俄方说,这打破了美国在这一先进武器上的垄断地位。   英国:第三个爆炸氢弹并具有核作战能力的国家   1952年10月3日,英国第一颗原子弹在澳大利亚蒙特贝洛沿海的船上试爆成功,成为世界上第三个拥有核武器的国家。1956年,英国在空军装备原子弹。3年后又爆炸了氢弹,成为世界上第三个爆炸氢弹并且具有核作战能力的国家。   法国:把核导弹瞄准“流氓国家”   1960年2月13日,法国在西部非洲撒哈拉大沙漠赖加奈的一座100米的高塔上爆炸成功了第一颗原子弹。这颗原子弹获得了6万吨当量的核裂变能量。法国因此成为世界上第四个拥有核武器的国家。1962年6月,法国政府又提出耗资达300多亿法郎的“军事装备计划法案”,其中60多亿法郎用来建立核威慑力量。法国很快便建立起了由陆基导弹、潜艇导弹、飞机携带的核导弹所组成的三位一体的独立核力量。   ※法国在西部非洲撒哈拉大沙漠的高塔上爆炸成功了第一颗原子弹   法国《解放报》透露,法国正在对其核战略进行历史性的调整,准备把核导弹瞄准所谓拥有大规模杀伤性武器的“流氓国家”。   中国:不对无核武器国家使用核武器   1964年,中国首次试爆原子弹,数十年来,中国的核武技术水准与世界领先水平的差距要远远小于常规武器与世界的差距。目前中国具有与美、俄一样的空、地、潜全方位投射打击能力,核弹头数量估计在8000枚左右。   中国坚持走和平发展道路,不参加军事同盟以及军备竞赛。中国主张全面禁止和彻底销毁核武器。中国明确承诺不对无核武器国家和地区使用或者威胁使用核武器,也不会改变这一政策。   印度:拥有核武器已是众所周知   1998年,印度进行了数次地下核试验之后,宣称拥有核武,外界估计印度大约有100枚左右射程在4000千米内的核导弹。   以色列:对是否有核武器采取回避态度   世界上媒体一再报道说以色列是继中国之后第六个拥有核武器的国家,但以色列一直保持沉默。显然以色列对于研制核武器一直秘而不宣。其是,从上世纪50年代后期以色列的核武器计划就已经开始起步了,到60年代进入了正式研制阶段,并窃取到原子弹的核材料深缩铀,80年代,叛逃的技术人员将此泄露出去,真相大白。   朝鲜:分别在2006年10月9日和2009年5月25日成功进行核试验。   2009年5月25日,朝鲜不顾各国反对,仅在1个小时前通知其他国家自己将进行一次地下核试验,试验目的是增强朝鲜自卫核威慑能力。这一做法受到各国强烈反对。   ◎核武器史话   德国是最早从事核武器研究与试验的国家   1945年7月16日,美国研制的人类第一颗原子弹试验爆炸成功。   1945年8月,美国向日本的广岛和长崎投下两颗原子弹,从而结束了第二次世界大战。   1949年8月29日,苏联爆炸试验成功了自己的原子弹,成为第二个拥有核武器的国家。   1952年10月,英国在澳大利亚沿海的一艘船上试验爆炸原子弹成功。   日本的核武器研究   1952年11月1日,美国在太平洋比基尼岛核试验基地爆炸成功了世界上的第一颗氢弹。   1960年2月13日,法国成为了世界上第四个拥有核武器的国家。   中国拥有了核武器。   以色列造出了原子弹。   第二次世界大战后,“原子弹之父”奥本海默因为反对继续研制核武器在美国受到迫害。   1977年6月,美国宣布研制出了以贯穿辐射为杀伤方式的中子弹,各国也相继投入研制。   2006年10月9日,朝鲜宣布成功地进行了一次地下核试验。朝鲜此次试验引起国际社会的极大关注。   2009年5月25日实施一次地下核试验。这是朝鲜第二次实施此类试验。朝鲜中央通讯社报道,试验取得“成功”,核爆炸威力比前一次更大,试验目的是增强朝鲜自卫核威慑能力。   ◎核武器制造   那么,如今核武器可以轻易地制造出来吗?谁宣布拥有核武器就真的是事实吗?据专家分析,各国研制核武器在技术上首先要过四关:核燃料、起爆装置、核试验、投掷技术。   第一关:核燃料   想要研制核武器的国家,都把目光盯向了核电站的核反应堆废料。为了绝对安全起见,国际社会已把防扩散作为核反应堆改进的一个方向,严禁扩散3项敏感技术,它们是:铀的同位素分离技术(又叫铀浓缩技术)、乏燃料的后处理技术(可从核废料中提取钚239的技术)和重水生产技术(可以用来生产氢弹的原料——氘和氚)。   第二关:起爆装置   制造一枚原子弹不仅需要用作裂变燃料的原材料,更需要有触发装置,以及一种能在核弹发生爆炸前使大部分燃料发生裂变的技术(否则核弹就会失败)。起爆装置最大技术的难题是高爆炸药的合理配置。起爆时,在百万分之一秒的时间内需同时引爆快速燃烧和慢速燃烧的两种常规炸药,才能实现真正的核爆炸。如果定时误差超过上述要求,或者两种炸药配比不对,就会大幅度降低常规爆炸所产生的压缩效果,致使核爆炸威力减弱,甚至形不成核爆炸。一些暗中研制原子弹的国家,就是在这一关面前,一筹莫展。   第三关:核试验   1996年9月10日,联合国第50届大会全体会议以压倒多数的票数通过了《全面禁止核试验条约》以后,用计算机模拟,去取代传统核爆试验,以望达到同等试验效果。可这种在已有核爆炸试验的基础上将各种参数编程输入超大型计算机,用化学爆炸、实验室、计算机对核爆炸物理过程和核爆炸效应进行模拟的方法,对今天那些急于造出核武器的国家来说无疑比造一颗原子弹更难达到的目标,而且核武器威力的大小很难用计算机进行模拟,毕竟自然条件的复杂性在计算机中是难以复制的。自1945年7月16日美国首次核试验到1996年9月《全面禁止核试验条约》通过为止,全世界总共进行了2047次核试验。其中美国715次,前苏联715次,法国210次,英国45次,中国45次,印度1974年进行了一次。由此可见,真正完成完整的核武器物理设计,没有强大丰富的试验数据库的支持是很难想象的。   第四关:投掷技术   真正的核武器包括核战斗部、运载工具和指挥控制系统三部分。有了核武器也必须拥有相应的投掷手段。核爆成功后,接下来的小型化和武器化问题仍然是绕不过去的一关。此外,核武器搭载试验同样必不可少。一般来讲,战略原子弹主要装在导弹、航空炸弹上,发射平台包括各种射程的巡航导弹、弹道导弹、核潜艇、战略轰炸机等。不过,随着弹道导弹拦截系统的飞速发展,弱国凭借自己那有限的运载手段,究竟还有多少机会把得之不易的原子弹扔到对手的头上,实在有着很大的疑问。扔不出去的原子弹,它实际意义上的威慑能力必定大打折扣。   ◎核武器种类   ※电磁脉冲弹   原子弹:是最普通的核武器,也是最早研制出的核武器,原子弹利用原子核裂变反应所放出的巨大能量,通过光辐射、冲击波、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲起到了杀伤破坏作用。   氢弹:是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应,产生强烈爆炸的核武器,又成为热核聚变武器。氢弹的杀伤机理与原子弹基本相同,但威力比原子弹大几十甚至上千倍。   中子弹:又称弱冲击波强辐射工弹。它在爆炸时能放出大量置人于死地的中子,并使冲击波等的作用大大缩小。在战场上,中子弹只杀伤人员等有生目标,而不会摧毁如建筑物、技术装备等设备,“对人不对物”是它的一大特点。   电磁脉冲弹:电磁脉冲弹是利用核爆炸能量来加速核电磁脉冲效应的一种核弹。它产生的电磁波可以烧毁电子设备,还会造成大范围的指挥、控制、通信系统瘫痪,在未来的“电子战”中将会占有重要地位。   伽马射线弹:伽马射线弹爆炸后尽管导致的各种效应不大,也不会使人立刻死去,但是能造成放射性沾染,迫使敌人离开。所以它比氢弹、中子弹更高级,更加有威慑力。   感生辐射弹:感生辐射弹是一种加强放射性沾染的核武器,主要是利用中子产生感生放射性物质,在一定时间和一定空间上造成放射性沾染,达到阻碍敌军和杀伤敌军的目的。   冲击波弹:冲击波弹是一种小型氢弹,采用的是慢化吸收中子技术,减少了中子活化削弱辐射的作用,冲击波弹爆炸后,部队可以迅速进入爆炸区,然后投入战斗。   红汞核弹:红汞核弹是用红汞(氧化汞锑)作为中子源,由于不用原子弹作为中子源,所以体积和重量大大减少,一般小型的红汞核弹只有一个棒球大小,但当量可达万吨。   三相弹:三相弹是用中心的原子弹和外部铀-238反射层共同激发中间的热核材料聚变,以得到大于氢弹的效力。   ◎新世纪核武器路在何方   减少数量废旧留新:有核国家(特别是美俄)裁掉了过时的、性能不够先进的核武器,但是保留了性能较好的核武器。   另辟蹊径变废为宝:一是改旧翻新。二是改大为小。   提高质量推陈出新:新的世纪,核武器在数量急剧减少的同时,质量将会不断提高。   从长计议挑战军控:随着《全面禁止核试验条约》影响的不断扩大,继续发展传统核武器受到的制约将会越来越大。   以退为进攻防兼备:核大国在核力量的发展上推行导弹防御系统,使核武器由纯进攻型向攻防兼备型发展。   ◎中国面临的核威胁   美国对中国的核威胁   2002年1月8日,美国国防部向国会提交《核态势评估报告》,美国第一次将冷战后可能进行核攻击的对象明确为7个国家,中国首当其冲。美国人认为,如果发生台海战争等情况时,美国根据需要,可能会动用核武器。其实,美国早在1997年,就提出“美国必须通过核威慑和常规威慑挫败中俄野心”。其实美国对中国的核威胁的核心是中美能否开展和平利用核能技术合作的意向。   ※核威胁   ◎中国内战的核威胁   中国台湾是中国统一大业的一块心病。然而,分裂势力竟然利用核威胁想要达到不可告人的目的。2004年1月,一篇由谭慎格执笔的发表在《中国简报》最新一期上的《台湾核武,北韩核武》一文,引起了广泛的关注。文中披露,1995年,李登辉一度主张重视研发核武。文章也指出,直到现在,台湾仍保有核武计划所需的完整蓝图以及数据。事实上,在此之前,就有专家指出,台湾有研发核武器的能力,是潜在的准核地区。10年前,甚至有人预言了台海爆发核战的一幕。香港媒体称,如果有一天,陈水扁铤而走险,宣称台湾已拥有核武器,大陆将作何应对?   周边核战争的核威胁   如果朝鲜拥有核武器,朝鲜半岛的平衡将会打破。除此以外,南亚是另外一处核战争的火药桶。印度、巴基斯坦双方事实上存在“安全两难”困境,使得南亚地区仍可能因为对抗失控,引发核战争。   ◎放射性污染   1.放射性的基本概念   某些物质的原子核能够发生衰变,放出的射线,我们肉眼看不见也感觉不到,只能用专门的仪器才能探测到,物质的这种性质就叫做放射性。   2.放射性污染来源及分类   (1)核武器试验的沉降物(在大气层进行核试验的情况下,核弹爆炸的瞬间,由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升,与空气的混合,辐射热逐渐损失,温度逐渐降低,于是气态物凝聚成微粒或附着在其他的尘粒上,最后沉降到地面。   (2)核燃料循环的“三废”。排放原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收。核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”,会对周围环境带来一定程度的污染。   (3)医疗照射引起的放射性污染。目前,由于辐射在医学上的广泛应用,已使医用射线源成为主要的环境人工污染源。   (4)其他各方面来源的放射性污染。其他辐射污染来源可归纳为两类:一是军队、工业、医疗、核舰艇,或研究用的放射源,由于运输事故、偷窃、遗失、误用,以及废物处理等失去控制而对居民造成大剂量照射或污染;二是一般居民消费用品,包括含有天然或人工放射性核素的产品,比如放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生的照射,虽对环境造成的污染非常低,但是仍然有研究的必要。   3.放射性对人体的危害   在大剂量的照射下,放射性对人体和动物都存在着某种损害的作用。如在400rad的照射下,受照射的人有5%死亡;若照射650rad,则人就会100%死亡。照射剂量在150rad以下,死亡率为零,但并非没有损害作用,住往需要经20年以后,一些症状才会慢慢表现出来。放射性也能损伤遗传物质,主要在于引起基因突变和染色体畸变,使一代甚至几代人受害。   4.放射性“三废”处理   放射性废物中的放射性物质,采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏,只有通过放射性核素的自身衰变才能够使放射性衰减到一定的水平。而许多放射性元素的半衰期非常长,并且衰变的产物又是新的放射性元素,所以放射性废物与其他废物相比在处理和处置上有许多不同之处。   1)放射性废水的处理   放射性废水的处理方法主要有稀释排放法、混凝沉降法、放置衰变法、蒸发法、离子变换法、沥青固化法、水泥固化法、塑料固化法以及玻璃固化法等。   2)放射性废气的处理   (1)铀矿开采过程中所产生废气、粉尘,一般可以通过改善操作条件和通风系统得到解决。   (2)实验室废气,通常是进行预过滤,然后通过高效过滤后再排出去。   (3)燃料后处理过程的废气,大部分是放射性碘和一些惰性气体。   3)放射性固体废物的处理和处置   放射性固体废物主要是指被放射性物质污染而不能再利用的各种物体,可以进行焚烧、压缩、去污和包装。   5.放射性物质的分类   为了安全运输放射性货物,将放射性物质分为五类:   (1)低比活度放射性物质   (2)表面污染物体   (3)可裂变物质   (4)特殊形式放射性物质   (5)其他形式放射性物质   知识链接·杀伤能力·   核弹杀伤力计算公式:   有效杀伤距离=C*爆炸当量(1/3)………………(C为比例常数,(1/3)为求立方根)   一般取比例常数为1.493885   当量为10万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*10(1/3)=322千米   有效杀伤面积=pi*3.22*3.22=33平方千米   当量为100万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*100(1/3)=6.93千米   有效杀伤面积=pi*6.93*6.93=150平方千米   当量为1000万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*1000(1/3)=14.93千米   有效杀伤面积=pi*14.93*14.93=700平方千米   当量为1亿吨时,   有效杀伤半径=1.493885*10000(1/3)=32.18千米   有效杀伤面积=pi*32.18*32.18=3257平方千米   ◎严重的事例   1945年8月6日,美国B-29“超级空中堡垒”轰炸机在日本广岛上空投下了一枚绰号为“小男孩”的原子弹。需要说明的是用于实战的原子弹并不是掉在地上才会爆炸。为了增强杀伤效果,这颗原子弹是在空中爆炸的。原子弹从9600米高空被扔下来,在距离地面600米高度上爆炸。   “小男孩”肚子里装有50千克铀235,起爆的时候,释放的能量相当于2万吨TNT炸药爆炸的威力。如此巨大的能量,从一个白色亮点瞬间变成巨大的火球,火球中心的温度超过1000万度。原子弹爆炸正下方投影点附近区域内,温度立即上升到3000~4000度,连房屋的瓦片都纷纷“起泡”,木制房屋则立即被“烤”得燃烧起来!据事后调查,原子弹释放的大量热量让距离投影点1千米内的人,全部受到了5度的严重烧伤,裸露表皮几乎全部炭化,其中90%的人没能活过7天。距离投影点305千米的木制房屋都因为光辐射自燃,让内部居民遭受了二次烧伤。   原子弹爆炸时,爆炸影响区域内的气压急剧升高,引起了恐怖的冲击波和气浪。爆炸中心区域的风速十分惊人,比12级台风还要高10倍,达到每秒440米,超过了声音传播的速度。高速气流和冲击波一起向外扩散,将大部分建筑夷为了平地。被冲击波摧毁的建筑物碎片,会像弹片一样高速飞出去,杀伤附近的人员。在强烈的冲击波作用下,据说,有些暴露的人的眼球和内脏甚至直接从身体里飞了出去。   原子弹爆炸成蘑菇云状,蘑菇云内部含有大量的放射性尘埃,蘑菇云窜到上万米的高空,和云中的水汽混合,然后产生黑色的降雨落到地面。这种恐怖的“黑雨”流到地面,污染了河流,如果不慎饮用了受污染的水,就会受到严重辐射,严重者几天内就会死亡。核爆炸产生的大量放射线是无形的杀手。遭受了大剂量放射线伤害,一般不会立即有所感觉,但是急性放射病会慢慢地产生作用,患者会恶心、呕吐、发热、腹泻、食欲不振、头发脱落、皮下出血,或者患上白血病。严重的会在几日到一个月内死亡。据统计,仅在1945年8到12月,“小男孩”就夺去了近12万人的生命。   原子弹是裂变核武器,而氢弹则是聚变核武器。核聚变不像核裂变,它的要求非常高,需要温度在1400万度以上才可能实现。怎样才能把聚变材料加热到这样的温度呢?人们想到了原子弹,原子弹爆炸时不是能达到这个温度吗?有了这个想法,人们把原子弹作为氢弹的起爆装置。换句话说,氢弹里面本身就含有一颗原子弹,氢弹爆炸前,先引爆原子弹,利用裂变产生的高温引起轻核聚变反应,释放出更多的能量。1952年美国试验第一颗氢弹时,爆炸产生的巨大能量在地面炸出了一个深50米,直径约6000米的大坑,爆炸的威力相当于1000万吨TNT炸药,是广岛原子弹的500倍。   中子弹是一种设计难度非常大的小型氢弹,它在爆炸时能产生大量的高能中子,这些中子能够穿透30厘米厚的钢板,可以毫不费力地穿过坦克、掩体和砖墙等,杀伤里面的人,但是却不会毁坏其设施。即使是一枚1000吨TNT当量的中子弹在200米高空爆炸,也能让半径200米内的任何生命死亡。但中子弹对周围的建筑和装备破坏比较小,因此,算是一种比较先进的核武器。   核武器是人类发明的,但它也能消灭人类自己。如果世界上真的发生核战争,频繁的核爆炸在瞬间杀死千百万人的同时,还会产生大量恐怖的核烟云,这恐怖的核烟云将会把地球严严实实地包裹起来,让太阳光照不到地面,地表温度会骤降到零下几十度。没有阳光,植物无法生长,动物也没有食物,在核爆炸中残余的人类自然就无法生存,这就是恐怖的“核冬天”。为了人类自己,我们需要抵制、限制和禁止核武器的使用。   1.核武器的发展历程经历了哪四个阶段呢?   2.各国研制核武器在技术上首先要过哪四关呢?   3.核武器的种类有哪些呢? 第四章核武器   核武器系统,一般是由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成,核战斗部是其主要构成部分。核战斗部亦称核弹头,并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上,核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体,可用于核试验,但通常还不能用作可靠的武器;核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。   什么是核武器   ※核武器爆炸   核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量,产生爆炸作用,并且具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。核武器包括氢弹、原子弹、中子弹、三相弹、反物质弹等。其中主要利用铀235(U-235)或钚239(239Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢(D,氘{dāo})或超重氢(T,氚{chuān})等原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。   煤、石油毒素矿物燃料燃烧时释放的能量,来自于碳、氢、氧的化合反应。一般化学炸药如梯恩梯(TNT)爆炸时释放的能量,来自化合物的分解反应。在这些化学反应里,碳、氢、氧、氮等原子核都没有发生变化,只是各个原子之间的组合状态有了变化。核反应与化学反应不一样。在核裂变或核聚变反应里,参与反应的原子核都转变为其他原子核,原子也发生了变化。因此,人们习惯上称这类武器为原子武器。但实质上是原子核的反应与转变,所以称核武器更加确切。   核武器爆炸时释放的能量,比装化学炸药的常规武器要大很多。例如,1千克铀全部裂变释放的能量约为8×1013焦耳,比1千克TNT炸药爆炸释放的能量419×106焦耳约大2000万倍。因此,核武器爆炸释放的总能量,也就是其威力的大小,常用释放相同能量的TNT炸药量来表示,称为TNT当量。美、俄等国装备的各种核武器的TNT当量,小的仅有1000吨,有些甚至更低。目前已有微型核武器,爆炸当量在几十吨;大的达1000万吨,前苏联曾经试爆过5000万吨当量的氢弹。   ※核电站分布图   核武器爆炸,不仅能够释放出巨大的能量,而且核反应过程十分迅速,微秒级的时间内就可以完成。因此,在核武器爆炸周围不大的范围内就会形成极高的温度,加热并压缩周围的空气使之急速膨胀,产生高压冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的光辐射。核反应还会产生各种射线和放射性的物质碎片,向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用,造成电流的增长和消失过程,最终产生电磁脉冲。与化学炸药爆炸不同,核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏的特点。核武器的出现,对现代战争的战略战术产生了十分重大的影响。   知识链接   由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成的,核战斗部是其主要构成部分。核战斗部也称为核弹头,并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上,核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体,可用于核试验,但通常还不能用作可靠的武器。核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。   ※核能标志   ◎历史   出现的核武器是在什么,20世纪40年代前后的时候,科学技术上一个重大发展的结果就是这样的。1939年初,德国化学家O哈恩和物理化学家F斯特拉斯曼发表了关于铀原子核裂变现象的论文。几个星期内,许多国家的科学家验证了这一发现,并进一步提出了有可能创造这种裂变反应自持进行的条件,从而开辟了利用这一新能源为人类创造财富的广阔前景。但是,同历史上许多科学技术新发现一样,核能的开发也被首先用于军事目的,即制造威力巨大的原子弹,其进程受到当时社会与政治条件的影响和制约。自1939年开始的时候,也就是法西斯德国扩大侵略战争的时候,欧洲许多国家开展科研工作日益困难。同年9月初,丹麦物理学家N·H·D·玻尔和他的合作者J·A·惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程,并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235。正当这一有指导意义的研究成果发表时,英、法两国向德国宣战。在1940年的夏季的时候,法国被德军占领。法国物理学家J·F·约里奥·居里领导的一部分科学家被迫移居国外。英国曾制订计划进行这一领域的研究,但由于战争影响,人力物力短缺,后来也只能采取与美国合作的办法,派出以物理学家J·查德威克为首的科学家小组。其中去美国参加原子弹研制工作的是一位物理学家,这个物理学家叫J·R·奥本海默。   在美国的时候,从欧洲迁来的匈牙利物理学家齐拉德·莱奥最先想到,一旦法西斯德国掌握原子弹技术可能会给战争带来严重后果。经他和另几位从欧洲移居美国的科学家奔走推动,于1939年8月由物理学家A爱因斯坦写信给美国第32届总统F·D·罗斯福,建议研制原子弹,才引起美国政府的注意。但开始只拨给经费6000美元,直到1941年12月日本袭击珍珠港后,才扩大规模,到1942年8月发展成代号为“曼哈顿工程区”的庞大计划,直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时制成3颗原子弹,使美国成为第一个拥有原子弹的国家。要制造原子弹需要具备哪些条件呢?解决武器研制中的一系列科学技术问题是最先要考虑的,同时生产出必需的核装料铀235、钚239也是不可缺少的条件。   ※原子核爆炸   在天然铀中同位素中,其中铀235的丰度有0.72%,根据原子弹设计要求必须提高到90%以上。当时美国经过多种途径探索研究与比较后,采取了电磁分离、气体扩散和热扩散三种方法生产这种高浓铀。供一颗“枪法”原子弹用的几十千克高浓铀,是靠电磁分离法生产的。建设电磁分离工厂的费用约为3亿美元(磁铁的导电线圈是用从国库借来的白银制造的,其价值尚未计入)。钚239要在反应堆内用中子辐照铀238的方法制取。供两颗“内爆法”原子弹用的几十千克钚239,是用3座石墨慢化、水冷却型天然铀反应堆及与之配套的化学分离工厂生产的。以上事例可以说明当时的工程规模。由于美国的工业技术设施与建设没有受到战争的直接威胁,又掌握了必需的资源,集中了一批国内外的科技人才,使它能够快速地实现原子弹研制计划。   德国的科学技术,当时处于领先地位。1942年以前,德国在核技术领域的水平与美、英大致相当,但是后来落后了。美国的第一座试验性石墨反应堆,在物理学家E·费密领导下,于1942年12月建成并且达到临界;而德国采用的是重水反应堆,生产钚239,到1945年初才建成一座不大的次临界装置。为了生产高浓铀,德国曾着重于高速离心机的研制,由于空袭和电力、物资缺乏等原因,进展得十分缓慢。其次,A·希特勒迫害科学家,以及有的科学家持不合作态度,是这方面工作进展不快的另一原因。更主要的是,德国法西斯头目过于自信,认为战争可以很快结束,不需要花费太大力气去研制还没有把握的原子弹,先是不予支持,后来再抓已经是困难重重,研制工作最终失败。   ◎投向长崎的原子弹“胖子”   1945年5月德国投降后,美国的很多知道“曼哈顿工程”内幕的人士,包括以物理学家J弗兰克为首的一大批从事这一工作的科学家,他们反对用原子弹轰炸日本城市。当时,日本侵略军受到中国人民长期抗战的有力打击,实力大大削弱。美、英在太平洋地区的进攻,几乎全部摧毁了日本海军,海上封锁使日本国内的物资供应非常匮乏。二战的时候,通过硫磺岛一战,美国如果要彻底打垮日本,在日本本土登陆,至少还要付出100万美军的牺牲。这样沉重的包袱美国背不起,也不想背,因此,用原子弹是最好的方式。   8月6日、9日,美国先后在日本的广岛和长崎投下了仅有的两颗原子弹,代号分别为“小男孩”和“胖子”。据史料记载,美国在日本投下的原子弹有3颗,实际爆炸的是小男孩和胖子,第3颗由于技术原因没有爆炸,被日军回收,原本日本也要发展原子弹,但研究设施在美军轰炸中毁坏,于是把原子弹以一定条件转让给苏联,苏联根据这颗原子弹的设计在短时间内设计出了苏联的第一颗原子弹。   ※长崎的原子弹“胖子”苏联在1941年6月遭受德军入侵前,也曾经进行过研制原子弹的工作。铀原子核的自发裂变,是在这一时期内由苏联物理学家T·H·弗廖罗夫和K·A·佩特扎克发现的。卫国战争爆发以后,研制工作被迫中断,直到1943年初才在物理学家H·库尔恰托夫的组织领导下逐渐恢复,并在战后开始加速进行。1949年8月,苏联进行了原子弹试验。1950年1月,美国总统H·S·杜鲁门下令加速研制氢弹。1952年11月,美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理试验,但该实验装置十分笨重,不能用作武器。1953年8月,苏联进行了以固态氘化锂6为热核燃料的氢弹试验,使氢弹的实用成为可能。美国在1954年2月进行了类似的氢弹试验。英国、法国先后在20世纪50和60年代也各自进行了原子弹与氢弹试验。   ※中国首次试验的原子弹取“596”   中国在开始全面建设社会主义时期,基础工业有了一定的发展,接着便着手准备研制原子弹。1959年开始起步时,国民经济发生严重困难。同年6月,苏联政府撕毁中苏在1957年10月签订的关于国防新技术协定,随后便撤走了专家,中国决心完全依靠自己的力量来完成这一任务。中国首次试验的原子弹以“596”作为代号,就是以此激励全国军民大力协同做好这项工作。1964年10月16日,首次原子弹试验成功。经过两年多,1966年12月28日,小当量的氢弹原理试验成功。半年之后,即1967年6月17日,成功地进行了百万吨级的氢弹空投试验。中国坚持独立自主、自力更生的方针,在世界上以最快的速度完成了核武器这两个发展阶段的任务。   1945年8月6日和9日,在第二次世界大战结束的前夕,美国空军在日本的广岛和长崎接连续投掷了两枚原子弹。这场人类有史以来的巨大灾难,造成了10万多日本平民死亡和8万多人受伤。原子弹的空前杀伤和破坏威力,震惊了整个世界,也使人们对利用原子核的裂变或聚变的巨大爆炸力而制造出的武器有了一个全新的认识。   目前,人们通常所说的核武器是指利用原子核的裂变或聚变所产生的巨大能量和破坏力制造出的具有巨大杀伤力的武器,也就是指利用能自行维持原子核裂变或聚变链式反应瞬间释放的能量产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器。   裂变核武器的基本原理是使一定量的铀—235或钚—239从亚临界态向超临界态转变,也就是使核装置产生中子的速度大于中子从核装置逸出的速度。有两种方法可以实现这种转变:一种方法是把核装置分成两部分,而每一部分都小到不足以具有中子正增殖率,然后用炮式设备把两部分击成一块;另一种方法就是用烈性化学炸药包住处于亚临界态的球形核装置,通过引爆将核装置压成超临界态。   聚变核武器是使氢的同位素氘或氚化锂这类热核燃料中产生起爆条件,用裂变核弹的方法使核武器中的热核燃料具有10000000~20000000℃高温,从而引起核聚变。   原子弹和氢弹通常以千吨或兆吨梯恩梯(TNT)当量作为单位来表示。例如1945年美国投在广岛的裂变核弹,不到50千克的铀释放出来的能量相当于2万吨的化学炸药。各种聚变核弹即热核弹(氢弹),它的威力最高可达60兆吨。据计算,在核武器爆炸时,1千克铀—235全部裂变释放的能量相当于2万吨TNT释放的能量,而1千克氘和氚的混合物完全聚变时放出的能量大约是1千克铀—235完全裂变所放出能量的3~4倍。   1.核武器包括什么呢?   2.核武器的系统是什么呢?   3.核武器的出现,是什么时期科学技术重大发展的结果呢?   核武器的分类和研制   美国对日本投下的两颗原子弹,是用飞机作为运载工具的,以带降落伞的核航弹形式。后来,随着武器技术的发展,已经形成多种核武器系统,包括巡航核导弹、弹道核导弹、反导弹核导弹、防空核导弹、反潜核火箭、深水核炸弹、核炮弹、核航弹、核地雷等。其中,配有多弹头的弹道核导弹,以及各种发射方式的巡航核导弹,是美、苏两个国家装备的主要核武器。   ※核武器爆炸光芒万丈通常将核武器按照作战使用的不同划分为两大类,即用于袭击敌方战略目标和防御己方战略要地的战略核武器,和主要在战场上用于打击敌方战斗力量的战术核武器。苏联还划分有“战役战术核武器”。核武器的分类方法,与地理条件、社会政治因素有关,并不是非常严格的。自20世纪70年代末以后,美国官方文件很少使用“战术核武器”,代替它的有“战区核武器”、“非战略核武器”等,并把中远程、中程核导弹也归为这一类。   已经生产并装备部队的核武器,按照核战斗部设计看,主要有原子弹和氢弹两种类型。至于核武器的数量,并没有准确的公布数字,有关研究机构的估计数字也不同。按近几年的资料综合分析,到80年代中期,美、苏两国总计有核战斗部50000枚左右,占全世界总数的95%以上。其TNT当量,总计约为120亿吨左右。而第二次世界大战期间,美国在德国和日本投下的炸弹,总计约为200万吨TNT,只相当于美国B-52型轰炸机携载的2枚氢弹的当量。从这一粗略比较可以看出核武器库贮量十分庞大。美苏两国进攻性战略核武器(包括洲际核导弹、潜艇发射的弹道核导弹、巡航核导弹和战略轰炸机)在数量和当量上相比,美国在投射工具(陆基发射架、潜艇发射管、飞机)总数和TNT当量总值上均少于苏联,但在核战斗部总枚数上却多于苏联。考虑到核爆炸对目标的破坏效果同当量大小不是简单的比例关系,另一种估算办法就是以一定的冲击波超压对应的破坏面积来度量核战斗部的破坏能力,也就是取核战斗部当量值(以百万吨为计算单位)的2/3次方为其“等效百万吨当量”值(也有按目标特性及其分布和核攻击规模大小等不同情况,选用小于2/3的其他方次的),再按各种核战斗部的枚数累计算出总值。按照这种方法估算,比较美、苏两国的战略核武器破坏能力,由于当量小于百万吨的核战斗部枚数,美国多于苏联,两国的差距并不是很大。但是自从20世纪80年代以来,随着苏联在分导式多弹头导弹核武器上的发展,这一差距也在不断扩大。而对点(硬)目标(见点目标)的破坏能力,则核武器投射精度起着更加重要的作用,由于在这方面美国一直领先,所以美国仍处于优势。   除了美国、苏联、英国、法国和中国已掌握核武器外,印度在1974年进行过一次核试验,巴基斯坦1998年5月29日首次核试验成功,朝鲜2006年10月9日首次核试验成功。一般认为,掌握必要的核技术并且具有一定工业基础及经济实力的国家,也完全有可能制造原子弹。   ◎研制和试验   除了铀235、钚239等核材料的生产外,核战斗部本身的研制,必须与整个核武器系统的研制程序协调一致。研制过程大致如下:首先从设想阶段开始;经过关键技术课题和部件的预先研究或可行性研究,形成包括重量、尺寸、形式、威力、核材料、核试验要求、研制工期、经费等内容的几种设计方案;然后经过论证比较和评价,选定设计方案,确定战术技术指标;接着进行型号研究设计、各种模拟试验;工艺试验与试制,通过核试验检验设计的合理性,最后达到设计定型、工艺定型与批准生产。进行这些工作,必须有专门的科技队伍,并且配备必要的试验场所,包括核试验场。武器交付部队后,研制和生产部门还要提供维护、修理、更换部件等服务工作,按反馈的信息进行必要的改进,并负责其退役处理或更新。   如果想要做好核战斗部的设计,必须深入了解它的反应过程,弄清核反应必须具备的条件和各种物理参数,掌握其中多种因素的内在联系与变化规律。因此,就要进行原子核物理、中子物理、高温高压凝聚态物理、超音速流体力学、爆轰学、计算数学和材料科学等多学科的一系列科学技术问题的研究,而核战斗部的研制实践又会反过来带动和促进这些学科的发展。在研制的过程中,以下环节起着十分重要作用:①要用快速的、大容量电子计算机进行反应过程的理论研究计算,这种计算应该尽可能接近实际情况,这样就可以从多种设想或设计方案中找出最优方案,从而节省费用而且减少核试验次数。20世纪40年代以来,推动电子计算机技术迅速发展的重要因素之一,正是由于核武器研制的需要。②要按照方案或指标要求,反复进行多方面的模拟试验,包括化学炸药爆轰试验,材料与强度试验,环境条件试验,控制、点火与安全试验等。这些都是为达到核武器高度可靠和安全所必不可少的。③要进行必要的核试验。无论是电子计算机上的大量计算,还是相应的模拟试验,总不能达到百分之百地符合核武器方案的真实情况。特别是氢弹聚变反应所必需的高温条件,只能由裂变反应来提供(利用激光或粒子束的惯性约束技术来创造这种模拟试验条件,直到20世纪80年代初仍然处于研究阶段)。因此,是否能够达到设计要求,还必须通过核装置本身的爆炸试验进行检验。当然,核试验所起的作用并不是如此。正是由于核试验在核武器研制中起着十分关键的作用,在1963年,美、苏两国为限制其他国家研制核武器,签订了一个并不禁止进行地下核试验的《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》。1974年,又签订了一个仍然适合它们需要的限制地下核试验当量的条约。按照爆炸的环境可以分为:   大气层爆炸   在裸露的大气层环境下进行核爆试验,这种爆炸破坏性最大(体现在对人的影响)。在没有很好的躲避设施的环境下十几平方千米内的人都会遭受严重创伤甚至死亡。   地下核爆   地下实验一般属于科学实验,也有军事专家认为,可以通过地下核爆,人为的给敌对国造成地震、海啸等自然灾害。不过这种破坏是非常难控制的,因此并没有得到很多军事专家的认同。   水下核爆   主要是在大海里进行试验。美国在20世纪50年代曾经进行过,爆炸后所有的船只都没能抵抗住核弹的巨大爆炸威力。当然,核爆试验也给当地的自然生态环境造成了极其恶劣的损伤。   ◎发展趋势   随着核武器投射工具准确性的提高,自20世纪60年代以来,核武器的发展,首先是核战斗部的重量、尺寸虽大幅度减小但仍保持一定的威力,也就是比威力(威力与重量的比值)有了显著提高。例如,美国在长崎投下的原子弹,重量约4.5吨,威力约2万吨;70年代后期,装备部队的“三叉戟”Ⅰ潜地导弹,总重量约1.32吨,共8个分导式子弹头,每个子弹头威力为10万吨,它的威力同长崎投下的原子弹相比,提高了135倍左右。还有威力更大的热核武器。   ※核武器——导弹   一般认为,核武器的发展或许已经接近客观实际所容许的极限。自20世纪70年代以来,核武器系统的发展更着重于提高武器的生存能力和命中精度,如美国的“和平卫士/MX”洲际导弹、“侏儒”小型洲际导弹、“三叉戟”Ⅱ潜地导弹,苏联的SS-24、SS-25洲际导弹,在这些方面都有着较大的改进和提高。   其次,核战斗部及其引爆控制安全保险分系统的可靠性,以及适应各种使用与作战环境的能力,也有很大的改进和提高。美、苏两国还研制了适合战场使用的各种核武器,如可变当量的核战斗部,多种运载工具通用的核战斗部,甚至设想研制当量只有几吨的微型核武器。特别是在核战争环境中如何提高核武器的抗核加固能力,以防止敌方的破坏这一设想,更受到普遍重视。此外,由于核武器的大量生产和部署,它的安全性也引起了各国的关注。   核武器的另一发展动向,是通过设计调整其性能,按照不同的需要,增强或削弱其中的某些杀伤破坏因素。“增强辐射武器”与“减少剩余放射性武器”都属于这一类。前一种将高能中子辐射所占份额尽可能增大,使之成为主要杀伤破坏因素,通常称为中子弹;后一种将剩余放射性减到最小,突出冲击波、光辐射的作用,但这类武器仍然属于热核武器范畴。至于20世纪60年代初曾引起广泛议论的所谓“纯聚变武器”,20多年来虽然做了不少研究工作,例如大功率激光引燃聚变反应的研究,80年代还在继续进行,但是还看不出制成这种武器的现实可能性。   核武器的实战应用,虽然仍限于它问世时的两颗原子弹,但由于40年来核武器本身的发展,以及与它有关的多种投射或运载工具的发展与应用,特别是通过上千次核试验所积累的知识,人们对于核武器特有的杀伤破坏作用,已经有较深的认识,并探讨实战应用的可能方式。美、苏两国都制订并且多次修改了强调核武器重要作用的种种战略。   有矛必有盾。在不断改进和提高进攻性战略核武器性能的同时,美、苏两国也在一直寻求能有效地防御核袭击的手段和技术。除了提高核武器系统的抗核加固能力,采取广泛构筑地下室掩体和民防工程等以减少损失的措施外,对于更有效的侦察、跟踪、识别、拦截对方核导弹的防御技术开发研究工作也从来没有停止过。60年代,美、苏两国曾部署以核反核的反导弹系统。1972年5月,美、苏两国签订了《限制反弹道导弹系统条约》。不久,美国停止“卫兵”反导弹系统的部署。1984年初,美国宣称已经制订了一项包括核激发定向能武器、高能激光、中性粒子束、非核拦截弹、电磁炮等多层拦截手段的“战略防御倡议”。尽管对这种防御系统的有效性还存在着争议,但是可以肯定的是,美、苏对核优势的争夺仍将持续下去。   核武器拥有巨大的破坏力和独特的作用,与其说它可能会改变未来全球性战争的进程,不如说它已经在对现实国际政治斗争不断地产生影响。70年代末,美国宣布研制成功中子弹,它最适合于战场,理应属于战术核武器范畴,但是却受到几乎是世界范围的强烈反对。从这一事例也可以看出,核武器所涉及斗争的复杂性。   中国政府在爆炸试验第一颗原子弹时就发表声明:中国发展核武器,并不是由于相信核武器的万能,要使用核武器。恰恰相反,中国发展核武器,是被迫而为的,是为了防御,为了打破核大国的核垄断、核讹诈,为了防止核战争,消灭核武器。此后,中国政府又多次郑重宣布:在任何时候、任何情况下,中国都不会首先使用核武器,并且中国就如何防止核战争问题一再提出了建议。中国的这些主张已逐渐得到越来越多的国家和人民的赞同和支持。   知识链接·参考书目·   赵忠尧、何泽慧、杨承宗主编:《原子能的原理和应用》,科学出版社,北京,1965。   托马斯·B科克伦等著,柯情山等译:《核武器手册》,解放军出版社,北京,1985。(ThomasBCochran,WilliamMArkin,andMiltonMHoenig,NuclearWeaponsDatabook,USNuclearForcesandCapabilities,NaturalResourcesDefenseCouncilInc,1984)   贝特朗·戈尔德施密特著,高强、路汉恩译:《原子竞争1939~1966》,原子能出版社,北京,1984。(BertrandGoldschmidt,LesRivalitésAtomiques1936~1966,Fayard,1967)   罗伯特·容克著,何纬译:《比一千个太阳还亮》,原子能出版社,北京,1980。(RobertJungk,HelleralstausendSonnen,1956)   1.美国对日本投下的两颗原子弹,是以什么形式,用飞机作为运载工具的呢?   2.按照爆炸的环境可分为什么呢?   3.中国政府在爆炸试验第一颗原子弹时发表了什么声明呢?   原子弹的历史   ※原子弹内部结构   瞬间就可以释放出巨大能量的核武器,又称为裂变弹。原子弹的威力通常为几百至几万吨级梯恩梯当量,有着巨大的杀伤破坏力。它可以由不同的运载工具携载而成为核导弹、核航空炸弹、核地雷或核炮弹等,或者用作氢弹中的初级(或称扳机),为点燃轻核引起热核聚变反应提供必需的能量。   ※原子弹的威力很大   原子弹主要由引爆控制系统、由核装料组成的核部件、高能炸药、反射层、中子源和弹壳等部件组成。引爆控制系统用来引爆高能炸药;高能炸药是推动、压缩反射层和核部件的能源;反射层是由铍或铀-238构成的。铀-238不仅能够反射中子,而且密度比较大,可以减缓核装料在释放能量过程中的膨胀,使链式反应维持较长的时间,从而能提高原子弹的爆炸威力。核装料主要是铀-235或钚-239。   为了触发链式反应,必须有中子源提供“点火”中子。核爆炸装置的中子源可以采用氘氚反应中子源、钚-238原子弹爆炸铍源、钋-210-铍源和锎-252自发裂变源等。原子弹爆炸产生的高温高压以及各种核反应产生的中子、γ射线和裂变碎片,最终会形成冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲等杀伤破坏因素。原子弹是将科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个比较突出的例子。1939年10月,美国政府决定研制原子弹,1945年造出了3颗。一颗用于试验,两颗投在日本。其他国家爆炸第一颗原子弹的时间是:苏联——1949年8月29日;英国——1952年10月3日;法国——1960年2月13日;中国——1964年10月16日;印度——1974年5月18日。中国第一次核试验以塔爆方式进行,用的是“内爆法”铀弹。1965年5月14日在第二次核试验时,核装置用飞机空投。1966年10月27日在第四次核试验时,核弹头由导弹运载。   知识链接   自1945年原子弹问世以来,原子弹技术不断在发展,体积、重量显著减小,战术技术性能日益提高。原子弹小型化对于提高核武器的战术技术性能和用作氢弹的起爆装置(也称“扳机”)具有非常重要的意义。为了适应战场使用的需要,发展了多种低当量和威力可调的核武器。为改进原子弹的性能,发展了加强型原子弹,即在原子弹中添加氘或氚等热核装料,利用核裂变释放的能量点燃氘或氚,发生热核反应,而反应中所放出的高能中子,又使更多的核装料裂变,从而使威力增大。这种原子弹与氢弹不同,它的热核装料释放的能量只占总当量的一小部分。高能炸药的起爆方式和核爆炸装置结构也在不断改进,目的是提高炸药的利用效率和核装料的压缩度,从而增大威力,节省核装料。此外,提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能,也日益受到重视。   ◎原子弹的历史   二战期间,科学家西拉德为防止德国人抢先造出原子弹,动员著名科学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福,阐述了研制原子弹对美国安全的重要性。   1941年12月6日(日本偷袭珍珠港的前一天),罗斯福批准了美国科学研究发展局全力研制原子弹。   ※美国制定了研制原子弹的“曼哈顿计划”   1942年8月,美国制订了研制原子弹的“曼哈顿计划”。   1943年7月,美国成立原子弹研究所。   1945年3月,美国成立合并秘密的原子能委员会。   1945年7月16日,在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验。   ※在阿拉莫可德沙漠进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验1945年8月6日和9日,美国向日本广岛、长崎投放原子弹。   1949年,苏联成功研制原子弹,英国、法国分别在1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹,1964年,中国也拥有了原子弹。2011年美国销毁B53核弹。   根据原子弹引发机构的不同,原子弹可以分为“枪式”和“收聚式”两种类型,核武器以其特有的方式产生了毁灭性的力量。   ※“枪式”原子弹“枪式”原子弹将两块半球形的小于临界体积的裂物质分开一定的距离放置,中子源位于中间。在核装药的球面上包覆了一层坚固的能反射中子的材料,它的作用是将过早跑出来的中子反射回去,以提高链式反应的速度。在中子反射层的外面是高速炸药、传爆药和雷管,再将雷管与起爆控制器相连接。起爆控制器自动地起爆炸药。两个半球形裂变物质在炸药的轰击下迅速压缩,成为一个扁球形,达到超临界状态。中子源放出大量的中子使链式反应迅速进行,并且在瞬间释放出极大的能量,这就是杀伤破坏力巨大的原子弹爆炸。   “收聚式”原子弹将普通烈性炸药制成球形装置,并把小于临界体积的核装药制成小球放置于炸药球中。炸药同时起爆,将核装药小球迅速压紧并达到超临界体积,从而引起核爆炸。“收聚式”原子弹的结构十分复杂,但核装药利用率很高。现代原子弹综合了这两种引发机构,使核装药的利用率提高到80%左右,从而获得了极大的破坏力。   核武器的杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉冲以及放射性沾染。光辐射是指在核爆炸时释放出的以每秒30万千米速度直线传播的一种辐射光杀伤方式。1枚当量为2万吨的原子弹在空中爆炸后,距爆心7000米都会受到比阳光强13倍的光照射,范围达到2800米。光辐射可使人迅速致盲,并且使皮肤大面积灼伤溃烂,物体会燃烧。冲击波是核爆炸后产生的一种巨大气流的超压。一枚3万吨的原子弹爆炸后,在距爆心投射点800米处,冲击波的运动速度可达200米/秒。当量为2万吨的核爆炸,在距爆心投影点650米以内,超压值大于1000克/平方厘米。可把位于该地区域内的所有建筑物以及人员彻底摧毁。   早期,核辐射是在核爆炸最初几十秒钟放出的中子流和γ射线。1枚当量2万吨的原子弹爆炸以后,距爆心1100米以内人员可遭到极度杀伤,1000吨级中子弹爆炸后,在这个范围内的人员几周内都会死亡,在200米以内的人员则会立即死亡。电磁脉冲的电场强度在几千米范围内可达到1万至10万伏,不仅能使电子装备的元器件严重受损,还能够击穿绝缘,烧毁电路,冲销计算机内存,使全部无线电指挥、控制和通信设备失灵。1颗5000万吨级原子弹爆炸后破坏半径可达到190千米。放射性沾染是蘑菇状烟云飘散后所降落的烟尘,对人体会造成照射或皮肤灼伤,以致死亡。1954年2月28日,美国在比基尼岛试验的1500万吨级氢弹,爆后6小时,沾染区长达257千米,宽64千米。在此范围内的所有生物都受到了沾染,在一段时间内缓慢的死去或者终身残废。   ◎五核国家核武力量对比   美国:1945年首次核试验成功。核试验次数超过1030次。拥有约1.2万枚核弹头。导弹射程达到13035千米。   苏联:1949年首次核试验成功。核试验次数超过715次。拥有约2.8万枚核弹头,其中约1.8万枚将被拆除。导弹射程达到10943千米。   英国:1952年首次核试验成功。共进行45次核试验。拥有约400枚核弹头。导弹射程达5310千米。   法国:1960年首次核试验成功。拥有约510枚核弹头。导弹射程达5310千米。   中国:1964年首次核试验成功。   知识链接   美国白人军官站在离原子弹爆炸只有三千米的地方享受着原子弹冲击波带来的冲击。原子弹爆炸那一瞬间,温度增加到一千万度,数百万磅的高压将周围的建筑物全部摧毁,航空母舰被吹飞,军舰上的系统全部瘫痪,而且军舰有一半被高温熔化,彻底成为废铁。另外日本一艘渔船因为太靠近原子弹爆炸地点,被冲击波打飞,渔船上的日本渔民瞬间被冲击波扔到三千米外的沙滩上,吐血而亡。一个人被扔到三千米远,可见冲击波高压的威力是多么的强劲。当时美国军人不知道那个是日本人,还以为是在海洋里飘着的黑色塑料袋。   1.瞬时释放出巨大能量的核武器又称为什么呢?   2.原子弹可分为哪两种类型呢?   3.原子弹爆炸的那一瞬间,温度增加了多少度呢?   核武器的发展历程   ※第一代原子弹核武器的发展历程经历了四个阶段。   第一代:原子弹。以重核铀或钚裂变的核弹。原子弹的原理是核裂变链式反应——由中子轰击铀-235或钚-239,使原子核裂开产生能量,具有冲击波、瞬间核辐射、电磁脉冲干扰、核污染、光辐射等的杀伤作用。   ※我国的氢弹   第二代:氢弹(一般指二相弹)。氢弹是核裂变加核聚变——由原子弹引爆氢弹,原子弹放出来的高能中子与氘化锂反应生成氚,氚和氘聚合产生能量。氢弹爆炸实际上是两次核反应(重核裂变和轻核聚变),两颗核弹爆炸(原子弹和氢弹),所以说氢弹的威力比原子弹更加强大。如果装载同样多的核燃料,氢弹的威力是原子弹的4倍以上。当然,不能用大当量的原子弹与小当量的氢弹来比较。一般原子弹当量相当于几千到几万吨TNT,二相弹可能会达到几千万吨TNT当量。   ※热核氢弹的爆炸地区   ※氢铀弹世界上最大的一次核爆炸是苏联于1961年10月30日在新地岛进行的热核氢弹爆炸,当量5000万吨(原定10000万吨),爆炸威力的半径为700千米,总覆盖面积约为826万平方千米。核爆炸以后,4000千米内的飞机、雷达、导弹、通讯等设备全部受到不同程度的影响。由于核爆炸太恐怖,对环境破坏太严重,威力过度没有意义,以后再也没有如此疯狂地试验。   氢铀弹(三相弹)经过核裂变—核聚变—核裂变三次核反应,它是在氢弹的外层又加一层可裂变的铀-238,破坏力和杀伤力更加大,污染也更加严重,即为“脏弹”。也属于第二代核武器。   ※中子弹   第三代:中子弹(增强辐射弹)。中子弹是以氘和氚聚变原理制作,以高能中子为主要杀伤力的核弹。中子弹是一种特殊类型的小型氢弹,是核裂变加核聚变——但不是用原子弹引爆,而是用内部的中子源轰击钚-239产生裂变,裂变产生的高能中子和高温促使氘氚混合物聚变。它的特点是:中子能量高、数量多、当量小。如果当量大,和氢弹很相似,冲击波和辐射也会剧增,就失去了“只杀伤人员而不摧毁装备、建筑,不造成大面积污染”的目的,也失去了小巧玲珑的特点。中子弹最适合于杀灭坦克、碉堡、地下指挥部里的有生力量。   威力排序:氢铀弹>氢弹>原子弹>子弹;   辐射排序:中子弹>氢铀弹>氢弹>原子弹   污染排序:氢铀弹>氢弹>原子弹>中子弹。   第四代:即核定向能武器。核定向能武器正在研制中,因为这些核弹不产生剩余核辐射,因此可以作为“常规武器”使用,主要种类有:   激光引爆核炸弹、粒子束武器、干净的聚变弹、反物质弹、同质异能素武器等。第四代的另一个特点是突出某一种效果,如突出电磁效应的电磁脉冲弹,使通讯信号混乱。它可以使高能激光束、粒子束、电磁脉冲等离子体定向发射,有选择地攻击目标,单项能量更加集中,可以控制的特殊杀伤破坏。   ◎世界核武器持有形势   目前得到国际社会认可的有核国家是美国、俄罗斯、英国、法国和中国,5个国家的核地位是在特定历史条件下形成的。   冷战刚刚结束后,白俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、南非等一批国家都主动放弃现有核武器及核武器发展计划,成为无核国家。   一些没有核武器的国家千方百计谋求核武器,成为“核门槛”国家。印度、巴基斯坦进行了核爆炸试验。以色列和日本虽然没有公开进行核爆试验,但是以色列是公认的具有核武器的国家,而日本则完全具备生产核武器的技术条件。此外,在美国的压力下,利比亚放弃了核计划,并把相关资料和离心机运往美国。   除了“核门槛”国家,谋求核武器的还有各种恐怖组织。   美国:第一个试爆核武器的国家   美国拥有106万件核武器,是世界上拥有核武器数量最多的国家,平均每年要花费大约46亿美元来维持其核武库。美国的核武器有7000至8000件处于实战部署状态,其中有6480枚战略核弹头。1945年8月,美军派出2架B-29战略轰炸机分别在日本广岛与长崎投下原子弹,瞬间造成数十万人伤亡。美国是世界上第一个试爆核武器的国家,也是唯一一个将核武器应用于实战的国家。   俄罗斯:核武器数量一度超越美国   前苏联是继美国之后第二个掌握核武器技术的国家,在1949年首次试爆。冷战期间,苏联核武器数量一度超越美国,并在战略洲际核导弹与战略核潜艇的技术上处于领先地位。苏联解体以后,俄罗斯虽然资金短缺,但是仍然不放松对核武器的投入,新研制的“白杨-M”核导弹号称能击穿任何防御系统。   俄罗斯近日传出已掌握远程战略巡航导弹技术的消息。这种导弹可由战略轰炸机搭载,对数千千米外的目标实施精确打击。俄方说,这打破了美国在这一先进武器上的垄断地位。   英国:第三个爆炸氢弹并具有核作战能力的国家   1952年10月3日,英国第一颗原子弹在澳大利亚蒙特贝洛沿海的船上试爆成功,成为世界上第三个拥有核武器的国家。1956年,英国在空军装备原子弹。3年后又爆炸了氢弹,成为世界上第三个爆炸氢弹并且具有核作战能力的国家。   法国:把核导弹瞄准“流氓国家”   1960年2月13日,法国在西部非洲撒哈拉大沙漠赖加奈的一座100米的高塔上爆炸成功了第一颗原子弹。这颗原子弹获得了6万吨当量的核裂变能量。法国因此成为世界上第四个拥有核武器的国家。1962年6月,法国政府又提出耗资达300多亿法郎的“军事装备计划法案”,其中60多亿法郎用来建立核威慑力量。法国很快便建立起了由陆基导弹、潜艇导弹、飞机携带的核导弹所组成的三位一体的独立核力量。   ※法国在西部非洲撒哈拉大沙漠的高塔上爆炸成功了第一颗原子弹   法国《解放报》透露,法国正在对其核战略进行历史性的调整,准备把核导弹瞄准所谓拥有大规模杀伤性武器的“流氓国家”。   中国:不对无核武器国家使用核武器   1964年,中国首次试爆原子弹,数十年来,中国的核武技术水准与世界领先水平的差距要远远小于常规武器与世界的差距。目前中国具有与美、俄一样的空、地、潜全方位投射打击能力,核弹头数量估计在8000枚左右。   中国坚持走和平发展道路,不参加军事同盟以及军备竞赛。中国主张全面禁止和彻底销毁核武器。中国明确承诺不对无核武器国家和地区使用或者威胁使用核武器,也不会改变这一政策。   印度:拥有核武器已是众所周知   1998年,印度进行了数次地下核试验之后,宣称拥有核武,外界估计印度大约有100枚左右射程在4000千米内的核导弹。   以色列:对是否有核武器采取回避态度   世界上媒体一再报道说以色列是继中国之后第六个拥有核武器的国家,但以色列一直保持沉默。显然以色列对于研制核武器一直秘而不宣。其是,从上世纪50年代后期以色列的核武器计划就已经开始起步了,到60年代进入了正式研制阶段,并窃取到原子弹的核材料深缩铀,80年代,叛逃的技术人员将此泄露出去,真相大白。   朝鲜:分别在2006年10月9日和2009年5月25日成功进行核试验。   2009年5月25日,朝鲜不顾各国反对,仅在1个小时前通知其他国家自己将进行一次地下核试验,试验目的是增强朝鲜自卫核威慑能力。这一做法受到各国强烈反对。   ◎核武器史话   德国是最早从事核武器研究与试验的国家   1945年7月16日,美国研制的人类第一颗原子弹试验爆炸成功。   1945年8月,美国向日本的广岛和长崎投下两颗原子弹,从而结束了第二次世界大战。   1949年8月29日,苏联爆炸试验成功了自己的原子弹,成为第二个拥有核武器的国家。   1952年10月,英国在澳大利亚沿海的一艘船上试验爆炸原子弹成功。   日本的核武器研究   1952年11月1日,美国在太平洋比基尼岛核试验基地爆炸成功了世界上的第一颗氢弹。   1960年2月13日,法国成为了世界上第四个拥有核武器的国家。   中国拥有了核武器。   以色列造出了原子弹。   第二次世界大战后,“原子弹之父”奥本海默因为反对继续研制核武器在美国受到迫害。   1977年6月,美国宣布研制出了以贯穿辐射为杀伤方式的中子弹,各国也相继投入研制。   2006年10月9日,朝鲜宣布成功地进行了一次地下核试验。朝鲜此次试验引起国际社会的极大关注。   2009年5月25日实施一次地下核试验。这是朝鲜第二次实施此类试验。朝鲜中央通讯社报道,试验取得“成功”,核爆炸威力比前一次更大,试验目的是增强朝鲜自卫核威慑能力。   ◎核武器制造   那么,如今核武器可以轻易地制造出来吗?谁宣布拥有核武器就真的是事实吗?据专家分析,各国研制核武器在技术上首先要过四关:核燃料、起爆装置、核试验、投掷技术。   第一关:核燃料   想要研制核武器的国家,都把目光盯向了核电站的核反应堆废料。为了绝对安全起见,国际社会已把防扩散作为核反应堆改进的一个方向,严禁扩散3项敏感技术,它们是:铀的同位素分离技术(又叫铀浓缩技术)、乏燃料的后处理技术(可从核废料中提取钚239的技术)和重水生产技术(可以用来生产氢弹的原料——氘和氚)。   第二关:起爆装置   制造一枚原子弹不仅需要用作裂变燃料的原材料,更需要有触发装置,以及一种能在核弹发生爆炸前使大部分燃料发生裂变的技术(否则核弹就会失败)。起爆装置最大技术的难题是高爆炸药的合理配置。起爆时,在百万分之一秒的时间内需同时引爆快速燃烧和慢速燃烧的两种常规炸药,才能实现真正的核爆炸。如果定时误差超过上述要求,或者两种炸药配比不对,就会大幅度降低常规爆炸所产生的压缩效果,致使核爆炸威力减弱,甚至形不成核爆炸。一些暗中研制原子弹的国家,就是在这一关面前,一筹莫展。   第三关:核试验   1996年9月10日,联合国第50届大会全体会议以压倒多数的票数通过了《全面禁止核试验条约》以后,用计算机模拟,去取代传统核爆试验,以望达到同等试验效果。可这种在已有核爆炸试验的基础上将各种参数编程输入超大型计算机,用化学爆炸、实验室、计算机对核爆炸物理过程和核爆炸效应进行模拟的方法,对今天那些急于造出核武器的国家来说无疑比造一颗原子弹更难达到的目标,而且核武器威力的大小很难用计算机进行模拟,毕竟自然条件的复杂性在计算机中是难以复制的。自1945年7月16日美国首次核试验到1996年9月《全面禁止核试验条约》通过为止,全世界总共进行了2047次核试验。其中美国715次,前苏联715次,法国210次,英国45次,中国45次,印度1974年进行了一次。由此可见,真正完成完整的核武器物理设计,没有强大丰富的试验数据库的支持是很难想象的。   第四关:投掷技术   真正的核武器包括核战斗部、运载工具和指挥控制系统三部分。有了核武器也必须拥有相应的投掷手段。核爆成功后,接下来的小型化和武器化问题仍然是绕不过去的一关。此外,核武器搭载试验同样必不可少。一般来讲,战略原子弹主要装在导弹、航空炸弹上,发射平台包括各种射程的巡航导弹、弹道导弹、核潜艇、战略轰炸机等。不过,随着弹道导弹拦截系统的飞速发展,弱国凭借自己那有限的运载手段,究竟还有多少机会把得之不易的原子弹扔到对手的头上,实在有着很大的疑问。扔不出去的原子弹,它实际意义上的威慑能力必定大打折扣。   ◎核武器种类   ※电磁脉冲弹   原子弹:是最普通的核武器,也是最早研制出的核武器,原子弹利用原子核裂变反应所放出的巨大能量,通过光辐射、冲击波、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲起到了杀伤破坏作用。   氢弹:是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应,产生强烈爆炸的核武器,又成为热核聚变武器。氢弹的杀伤机理与原子弹基本相同,但威力比原子弹大几十甚至上千倍。   中子弹:又称弱冲击波强辐射工弹。它在爆炸时能放出大量置人于死地的中子,并使冲击波等的作用大大缩小。在战场上,中子弹只杀伤人员等有生目标,而不会摧毁如建筑物、技术装备等设备,“对人不对物”是它的一大特点。   电磁脉冲弹:电磁脉冲弹是利用核爆炸能量来加速核电磁脉冲效应的一种核弹。它产生的电磁波可以烧毁电子设备,还会造成大范围的指挥、控制、通信系统瘫痪,在未来的“电子战”中将会占有重要地位。   伽马射线弹:伽马射线弹爆炸后尽管导致的各种效应不大,也不会使人立刻死去,但是能造成放射性沾染,迫使敌人离开。所以它比氢弹、中子弹更高级,更加有威慑力。   感生辐射弹:感生辐射弹是一种加强放射性沾染的核武器,主要是利用中子产生感生放射性物质,在一定时间和一定空间上造成放射性沾染,达到阻碍敌军和杀伤敌军的目的。   冲击波弹:冲击波弹是一种小型氢弹,采用的是慢化吸收中子技术,减少了中子活化削弱辐射的作用,冲击波弹爆炸后,部队可以迅速进入爆炸区,然后投入战斗。   红汞核弹:红汞核弹是用红汞(氧化汞锑)作为中子源,由于不用原子弹作为中子源,所以体积和重量大大减少,一般小型的红汞核弹只有一个棒球大小,但当量可达万吨。   三相弹:三相弹是用中心的原子弹和外部铀-238反射层共同激发中间的热核材料聚变,以得到大于氢弹的效力。   ◎新世纪核武器路在何方   减少数量废旧留新:有核国家(特别是美俄)裁掉了过时的、性能不够先进的核武器,但是保留了性能较好的核武器。   另辟蹊径变废为宝:一是改旧翻新。二是改大为小。   提高质量推陈出新:新的世纪,核武器在数量急剧减少的同时,质量将会不断提高。   从长计议挑战军控:随着《全面禁止核试验条约》影响的不断扩大,继续发展传统核武器受到的制约将会越来越大。   以退为进攻防兼备:核大国在核力量的发展上推行导弹防御系统,使核武器由纯进攻型向攻防兼备型发展。   ◎中国面临的核威胁   美国对中国的核威胁   2002年1月8日,美国国防部向国会提交《核态势评估报告》,美国第一次将冷战后可能进行核攻击的对象明确为7个国家,中国首当其冲。美国人认为,如果发生台海战争等情况时,美国根据需要,可能会动用核武器。其实,美国早在1997年,就提出“美国必须通过核威慑和常规威慑挫败中俄野心”。其实美国对中国的核威胁的核心是中美能否开展和平利用核能技术合作的意向。   ※核威胁   ◎中国内战的核威胁   中国台湾是中国统一大业的一块心病。然而,分裂势力竟然利用核威胁想要达到不可告人的目的。2004年1月,一篇由谭慎格执笔的发表在《中国简报》最新一期上的《台湾核武,北韩核武》一文,引起了广泛的关注。文中披露,1995年,李登辉一度主张重视研发核武。文章也指出,直到现在,台湾仍保有核武计划所需的完整蓝图以及数据。事实上,在此之前,就有专家指出,台湾有研发核武器的能力,是潜在的准核地区。10年前,甚至有人预言了台海爆发核战的一幕。香港媒体称,如果有一天,陈水扁铤而走险,宣称台湾已拥有核武器,大陆将作何应对?   周边核战争的核威胁   如果朝鲜拥有核武器,朝鲜半岛的平衡将会打破。除此以外,南亚是另外一处核战争的火药桶。印度、巴基斯坦双方事实上存在“安全两难”困境,使得南亚地区仍可能因为对抗失控,引发核战争。   ◎放射性污染   1.放射性的基本概念   某些物质的原子核能够发生衰变,放出的射线,我们肉眼看不见也感觉不到,只能用专门的仪器才能探测到,物质的这种性质就叫做放射性。   2.放射性污染来源及分类   (1)核武器试验的沉降物(在大气层进行核试验的情况下,核弹爆炸的瞬间,由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升,与空气的混合,辐射热逐渐损失,温度逐渐降低,于是气态物凝聚成微粒或附着在其他的尘粒上,最后沉降到地面。   (2)核燃料循环的“三废”。排放原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收。核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”,会对周围环境带来一定程度的污染。   (3)医疗照射引起的放射性污染。目前,由于辐射在医学上的广泛应用,已使医用射线源成为主要的环境人工污染源。   (4)其他各方面来源的放射性污染。其他辐射污染来源可归纳为两类:一是军队、工业、医疗、核舰艇,或研究用的放射源,由于运输事故、偷窃、遗失、误用,以及废物处理等失去控制而对居民造成大剂量照射或污染;二是一般居民消费用品,包括含有天然或人工放射性核素的产品,比如放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生的照射,虽对环境造成的污染非常低,但是仍然有研究的必要。   3.放射性对人体的危害   在大剂量的照射下,放射性对人体和动物都存在着某种损害的作用。如在400rad的照射下,受照射的人有5%死亡;若照射650rad,则人就会100%死亡。照射剂量在150rad以下,死亡率为零,但并非没有损害作用,住往需要经20年以后,一些症状才会慢慢表现出来。放射性也能损伤遗传物质,主要在于引起基因突变和染色体畸变,使一代甚至几代人受害。   4.放射性“三废”处理   放射性废物中的放射性物质,采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏,只有通过放射性核素的自身衰变才能够使放射性衰减到一定的水平。而许多放射性元素的半衰期非常长,并且衰变的产物又是新的放射性元素,所以放射性废物与其他废物相比在处理和处置上有许多不同之处。   1)放射性废水的处理   放射性废水的处理方法主要有稀释排放法、混凝沉降法、放置衰变法、蒸发法、离子变换法、沥青固化法、水泥固化法、塑料固化法以及玻璃固化法等。   2)放射性废气的处理   (1)铀矿开采过程中所产生废气、粉尘,一般可以通过改善操作条件和通风系统得到解决。   (2)实验室废气,通常是进行预过滤,然后通过高效过滤后再排出去。   (3)燃料后处理过程的废气,大部分是放射性碘和一些惰性气体。   3)放射性固体废物的处理和处置   放射性固体废物主要是指被放射性物质污染而不能再利用的各种物体,可以进行焚烧、压缩、去污和包装。   5.放射性物质的分类   为了安全运输放射性货物,将放射性物质分为五类:   (1)低比活度放射性物质   (2)表面污染物体   (3)可裂变物质   (4)特殊形式放射性物质   (5)其他形式放射性物质   知识链接·杀伤能力·   核弹杀伤力计算公式:   有效杀伤距离=C*爆炸当量(1/3)………………(C为比例常数,(1/3)为求立方根)   一般取比例常数为1.493885   当量为10万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*10(1/3)=322千米   有效杀伤面积=pi*3.22*3.22=33平方千米   当量为100万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*100(1/3)=6.93千米   有效杀伤面积=pi*6.93*6.93=150平方千米   当量为1000万吨时,   有效杀伤半径=1.493885*1000(1/3)=14.93千米   有效杀伤面积=pi*14.93*14.93=700平方千米   当量为1亿吨时,   有效杀伤半径=1.493885*10000(1/3)=32.18千米   有效杀伤面积=pi*32.18*32.18=3257平方千米   ◎严重的事例   1945年8月6日,美国B-29“超级空中堡垒”轰炸机在日本广岛上空投下了一枚绰号为“小男孩”的原子弹。需要说明的是用于实战的原子弹并不是掉在地上才会爆炸。为了增强杀伤效果,这颗原子弹是在空中爆炸的。原子弹从9600米高空被扔下来,在距离地面600米高度上爆炸。   “小男孩”肚子里装有50千克铀235,起爆的时候,释放的能量相当于2万吨TNT炸药爆炸的威力。如此巨大的能量,从一个白色亮点瞬间变成巨大的火球,火球中心的温度超过1000万度。原子弹爆炸正下方投影点附近区域内,温度立即上升到3000~4000度,连房屋的瓦片都纷纷“起泡”,木制房屋则立即被“烤”得燃烧起来!据事后调查,原子弹释放的大量热量让距离投影点1千米内的人,全部受到了5度的严重烧伤,裸露表皮几乎全部炭化,其中90%的人没能活过7天。距离投影点305千米的木制房屋都因为光辐射自燃,让内部居民遭受了二次烧伤。   原子弹爆炸时,爆炸影响区域内的气压急剧升高,引起了恐怖的冲击波和气浪。爆炸中心区域的风速十分惊人,比12级台风还要高10倍,达到每秒440米,超过了声音传播的速度。高速气流和冲击波一起向外扩散,将大部分建筑夷为了平地。被冲击波摧毁的建筑物碎片,会像弹片一样高速飞出去,杀伤附近的人员。在强烈的冲击波作用下,据说,有些暴露的人的眼球和内脏甚至直接从身体里飞了出去。   原子弹爆炸成蘑菇云状,蘑菇云内部含有大量的放射性尘埃,蘑菇云窜到上万米的高空,和云中的水汽混合,然后产生黑色的降雨落到地面。这种恐怖的“黑雨”流到地面,污染了河流,如果不慎饮用了受污染的水,就会受到严重辐射,严重者几天内就会死亡。核爆炸产生的大量放射线是无形的杀手。遭受了大剂量放射线伤害,一般不会立即有所感觉,但是急性放射病会慢慢地产生作用,患者会恶心、呕吐、发热、腹泻、食欲不振、头发脱落、皮下出血,或者患上白血病。严重的会在几日到一个月内死亡。据统计,仅在1945年8到12月,“小男孩”就夺去了近12万人的生命。   原子弹是裂变核武器,而氢弹则是聚变核武器。核聚变不像核裂变,它的要求非常高,需要温度在1400万度以上才可能实现。怎样才能把聚变材料加热到这样的温度呢?人们想到了原子弹,原子弹爆炸时不是能达到这个温度吗?有了这个想法,人们把原子弹作为氢弹的起爆装置。换句话说,氢弹里面本身就含有一颗原子弹,氢弹爆炸前,先引爆原子弹,利用裂变产生的高温引起轻核聚变反应,释放出更多的能量。1952年美国试验第一颗氢弹时,爆炸产生的巨大能量在地面炸出了一个深50米,直径约6000米的大坑,爆炸的威力相当于1000万吨TNT炸药,是广岛原子弹的500倍。   中子弹是一种设计难度非常大的小型氢弹,它在爆炸时能产生大量的高能中子,这些中子能够穿透30厘米厚的钢板,可以毫不费力地穿过坦克、掩体和砖墙等,杀伤里面的人,但是却不会毁坏其设施。即使是一枚1000吨TNT当量的中子弹在200米高空爆炸,也能让半径200米内的任何生命死亡。但中子弹对周围的建筑和装备破坏比较小,因此,算是一种比较先进的核武器。   核武器是人类发明的,但它也能消灭人类自己。如果世界上真的发生核战争,频繁的核爆炸在瞬间杀死千百万人的同时,还会产生大量恐怖的核烟云,这恐怖的核烟云将会把地球严严实实地包裹起来,让太阳光照不到地面,地表温度会骤降到零下几十度。没有阳光,植物无法生长,动物也没有食物,在核爆炸中残余的人类自然就无法生存,这就是恐怖的“核冬天”。为了人类自己,我们需要抵制、限制和禁止核武器的使用。   1.核武器的发展历程经历了哪四个阶段呢?   2.各国研制核武器在技术上首先要过哪四关呢?   3.核武器的种类有哪些呢?

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