核武器是利用能自持进行的原子核裂变或聚变反应瞬时释放的能量,产生爆炸作用并具有大规模杀伤破坏效应武器的总称。它包括原子弹、氢弹、中子弹等。原子弹为核裂变,即激发重原子核裂变释放能量;氢弹和中子弹为核聚变,即通过激发轻原子核聚变释放能量。核武器的爆炸方式有以下几种:空中爆炸、地面爆炸、地下爆炸及水下爆炸。
1.空中爆炸
首先出现极强的闪光,闪光过后即出现明亮的火球,火球不接触地面,随后火球不断增大上升,并因地面反射的冲击波作用,呈上圆下平底部凹陷的馒头状。火球熄灭后,冷却成为灰白或棕褐色的烟云,继续以一定的速度膨胀和上升;同时在爆心投影点附近掀起巨大的尘柱,并在一段时间后追及烟云,形成高大的蘑菇状烟云。
2.地面爆炸
地面核爆炸与空中核爆炸的外观景象有所不同。其火球接触地面,近似半圆形,烟云呈棕褐色,尘柱粗大并与火球连接一起上升。其中触地的核爆炸还有大量土石碎块抛出并形成弹坑,在较远距离上往往可以连续听到几次响声。
3.地下爆炸
浅层地下核爆炸的爆炸深度较浅,火球冲击地面,其外观景象与触地爆炸相似,有大量土石抛出地面,形成发散状尘柱,并造成更大的弹坑。放射性物质几乎全部封闭于地下,封闭式地下核爆炸看不到闪光和火球,能形成冲击波,伴有强烈的地震,一般没有弹坑。
4.水下爆炸
浅层水下核爆炸火球尺寸较小,发光时间也很短。能形成水中冲击波和表面波,伴有巨大水柱,稳定后出现菜花状烟云,其高度比空中核爆炸蘑菇云低。当巨大水柱下落时,由小水滴组成的带放射性的环状云雾随风飘荡,可造成持续时间较长的大雨。深层水下核爆炸时,火球不明显,其他景象与浅层水下爆炸类似,能产生多次水中冲击波,形成巨大的波浪。
核武器在不同高度爆炸,其杀伤破坏面积和程度有所不同。地面爆炸时,杀伤破坏作用小,而放射性沾染非常严重;空中爆炸时,杀伤破坏面积大,而放射性沾染相对较轻。
原子弹爆炸
(二)核武器的杀伤破坏作用(www.xing528.com)
核武器爆炸时,主要通过光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁脉冲、放射性沾染五种方式,对人员、建筑物等形成瞬间杀伤破坏和长期危害。
1.光辐射
光辐射是指从核爆炸的高温火球中辐射出来的强光和热。极强的光和热可在相当大的范围内造成杀伤破坏。热辐射主要有三种性质:一是以光速传播,其传播速度为30万千米/秒。二是可以烧伤、烧死生物,并且可以点燃各种有机物,甚至可以融化钢铁。三是与光线相同,不能透射不透明物体。光辐射传播速度快、热效应强,但作用时间短,一般只有零点几秒至几十秒。但是,光辐射对人员可造成直接烧伤,还可引起服装或其他物体燃烧,造成间接烧伤,烧伤程度主要取决于光冲量和光辐射作用时间。一定距离之外的人员直视火球时,可造成眼底烧伤,强烈的闪光可以引起闪光盲,主要出现视力下降、发黑、发花和视线模糊等,较严重者可伴有色觉机能异常,空间致幻和头晕、头痛、恶心、呕吐等植物神经紊乱症状。闪光盲一般在几秒到几小时可自行恢复,恢复后不留后遗症。
2.冲击波
冲击波是指核爆炸后产生的高速高压气浪。它与普通炸药产生的爆炸波相似,但比其爆炸波要强烈得多,传播距离也远得多,作用时间长得多。冲击波是核武器杀伤破坏作用最大的因素,冲击波能量占核爆炸能量的50%。冲击波是由于核爆炸形成的高温、高压气团急剧膨胀,猛烈压缩周围空气,在空气中形成的具有极强间断面的纵波。在冲击波波障面后是高压高速气流,能产生极大的破坏力,可使人员、动物致伤、致死,可使建筑物遭到破坏或倒塌,而地面建筑物的倒塌又会造成间接伤害。冲击波的特点:一是传播速度快,从爆心以超音速向四周传播,随着距离的增大,传播的速度逐渐减慢,直到消失。二是压力强,对人员的杀伤作用主要由超压和动压引起,可直接造成人员脑震荡、骨折、胃和耳鼓膜、皮肤等直接损伤,同时由于工事、建筑物的倒塌、破坏,以及刮起的沙石,造成人员间接伤亡。
3.早期核辐射
早期核辐射是指在核爆炸瞬间,核反应过程中辐射出来的γ射线和中子流。早期核辐射之所以称为“早期”,是因为在核爆炸过后回落到地面、水面上的放射性灰尘,其杀伤破坏性质与早期核辐射都是核辐射。由于早期核辐射形成于核爆炸初期,而放射性灰尘对地面、水面形成的沾染产生于核爆炸数十分钟之后,故将爆炸瞬间形成的核辐射称为早期核辐射。它有两种性质:一是以光速传播,能够透射不透明物体,在透射过程中,辐射剂量将受到一定的削弱,被削弱的程度与被透射物体的密度和厚度有关。二是可使人员(或动物)患射线病,轻者致伤,重者致死,对胶卷、光学玻璃、半导体元件和维生素等,均有一定的破坏作用。早期核辐射传播速度快、穿透能力强,对物质的原子有电离作用,能使某些物质产生放射性,但作用时间短,持续时间只有几秒到十几秒钟,其强度在几秒内迅速下降,中子流在一秒钟后就可结束作用。人员受到大剂量照射后,可引起放射病。
4.核电磁脉冲
核电磁脉冲是核爆炸的瞬时破坏因素,当它作用于适当的接受体时,可在瞬间产生很高的电压和很强的电流,损坏电子元器件,使指挥、控制系统以及通信联络失灵。它与自然界的雷电十分相似,其所用半径随爆炸高度升高而增大。百万吨当量的核弹在几百公里的高空爆炸,地面上其他杀伤破坏效应范围很小,但核电磁脉冲的影响危害半径可达几千千米,能够消除计算机内储存的信息,使自动控制系统失灵,无线通信器和家用电器受到干扰并损坏,但没有发现其对人、畜有直接的杀伤作用。在大气层外高空核爆炸时,由于没有空气,就不能产生冲击波,也不能生成热辐射,而放射性尘屑又随距离渐远而减弱,电磁脉冲几乎成了唯一的核爆炸效应。其特点是场强很高、作用范围广、频谱很宽,但作用时间同样较短,一般只有十几微秒,总持续时间不大于1秒。
5.放射性沾染
放射性沾染是指具有放射性的核爆炸产物以及感生放射性灰尘对地面和水源等的污染。放射性微粒一般是在核爆炸后的0.5~1.0小时后,从空中回落到地面和水面。放射性沾染的杀伤破坏作用在本质上与早期核辐射基本一致,放射性微粒可以在较长的时间内不断地放出α、β、γ射线。放射性沾染具有四种性质:一是可以通过体外照射,使人员或动物患射线病,甚至造成皮肤灼伤;如果将放射性微粒食入或吸入人体内部,会受到内照射,会使人致残、致死。二是放射性微粒的放射性难以改变。三是放射性微粒一般难溶于水。四是放射性微粒的放射性作用会持续一段时间。它是核爆炸所特有的杀伤因素,来源多,能放射α、β、γ三种射线,而且作用时间长,放射性也难以改变。
1945年8月6日,日本广岛市“在一刹那间被一颗炸弹毁灭了”。三天后,长崎遭到了同样的命运。美国从1939年年底开始秘密研制一种新型炸弹——“原子弹”。经过五年多的时间,用去20多亿美元,终于在1945年春天制成三颗。同年7月16日,在美国新墨西哥州的沙漠地区进行了世界上第一颗原子弹的实验,8月6日和9日,美国用B-29型轰炸机把仅有的两颗原子弹投到了广岛和长崎。投在广岛的那颗,美国取名“小男孩”,弹长3.05米,直径0.711米,弹重约4.09吨;投到长崎的原子弹,取名“胖子”,弹长3.252米,直径1.525米,弹重约4.54吨。原子弹在城市上空五六百米的高度上爆炸后,建筑物在闪光中燃烧,在高压气浪下倒塌。广岛24.5万人,死伤、失踪者超过20万人;长崎23万人,死伤、失踪人数近15万,两座城市毁坏程度达60%~80%。这就是发生在二战期间、世界著名的广岛和长崎大灾难。在遭受核弹空袭过后的很多年里,两座城市的幸存者中,仍有大量人员因放射性沾染造成的疾病而深受折磨,甚至陆续死去。
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