核武器是指利用原子核裂变或聚变反应瞬时释放的巨大能量,产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器,也叫原子武器。
核武器按其装料和主要杀伤因素,可分为原子弹、氢弹和中子弹等 。
原子弹和氢弹到底有什么区别?
这是1945年8月9日,美国向日本长崎投下的原子弹爆炸后,蘑菇云直冲万米高空。(新华社发)
原子弹又称为裂变武器或裂变弹,其核装料选择易裂变原子核的铀-235或钚-239等,利用铀、钚等原子核分裂所产生的巨大能量进行杀伤和破坏 。
原子弹的威力通常在几百到几万吨级TNT当量之间。爆炸时产生冲击波、光辐射、贯穿辐射和放射性污染。
1945年,美国在日本广岛和长崎投放原子弹,加速了日本的投降。这是人类历史上唯一一次将核武器用于实战。
原子弹和氢弹到底有什么区别?
2015年8月6日,在美国俄亥俄州的美国国家空军博物馆,游客观看同型号但已拆除核心部件的原子弹“小男孩”。美军1945年8月6日向日本广岛投放代号为“小男孩”的原子弹。(新华社记者殷博古摄)
氢弹
美国的第一颗氢弹
氢弹又称聚变弹或热核弹,是用氢的同位素氘和氚为原料 ,用特制的原子弹作为引起爆炸的装置,当原子弹爆炸时,所产生的高温使氘和氚发生聚合反应形成氦核子而产生巨大能量并引起猛烈爆炸。
氢弹反应原理
氢弹的威力比原子弹大得多,其威力小则几十万吨TNT当量,大至几千万吨。
它可通过设计增强或减弱某些杀伤破坏因素,其战术技术性能比原子弹更好,用途也更广泛。
氢弹爆炸后会形成一朵蘑菇云
一枚氢弹的威力到底有多大?
在说氢弹之前,先说说原子弹。
原子弹和氢弹一样,都是核武器,不过原子弹是第一代,氢弹是第二代。其原理就不多说了,百度一下都可以知道。
单说其威力,1千克铀全部裂变释放的能量差不多是8×1013焦耳,约为1千克TNT炸药爆炸释放能量(4.19×106焦耳)的1900万倍。
因为核武器的威力实在太猛了,不方面直接表达,于是人们便用其释放的总能量相当于释放相同能量的TNT炸药量来表示,称为TNT当量。
也就是说,刚才提到的1千克铀,其TNT当量为1900万*1千克=1900万千克=1.9万吨。(这个数字在不同的资料中有些偏差,但基本都在1.8-2之间)
1945年8月,美国投到日本广岛的那颗“小男孩”原子弹,爆炸威力约为1.4万吨TNT当量,投到长崎的那颗代号叫“胖子”的原子弹,TNT当量则约为2万吨。
下面开始说氢弹。
氢弹是通过核聚变释放能量的。不过要想氢弹释放能量,先要用原子弹把它点燃才成。刚才大家已经体会到原子弹的威力了,那么厉害的家伙,到了氢弹面前却也只能当个看大门的,氢弹的威力可想而知。
一般来说,原子弹的TNT当量最多也就8-10万吨,而氢弹的TNT当量最小也要20多万吨,厉害的氢弹TNT当量则高达数千万吨。
更恐怖的是,氢弹的威力是没有极限的,只要你手里的材料足够多,都可以搞成炸毁整个太阳系的氢弹。
在朝鲜宣布拥有氢弹之前,世界上只有5个国家有氢弹——
1952年,美国爆炸了第一颗氢弹,TNT当量1000万吨;
1953年,前苏联爆炸了第一颗氢弹,TNT当量40万吨;
1957年,英国爆炸了第一颗氢弹,TNT当量未知;
1967年,中国爆炸了第一颗氢弹,TNT当量330万吨;
1968年,法国爆炸了第一颗氢弹,TNT当量260万吨。
话说前苏联很恐怖,他们造出了TNT当量1亿吨的氢弹,不过在最后试验阶段,他们害怕把地核炸坏,把氢弹缩小了一下,变成了5700万吨。
1961年,那枚被称为“大伊万”的氢弹在新地岛进行了爆炸试验。
据说那枚氢弹爆炸后,蘑菇云高达7万多米,爆炸产生的强光在距离爆心300公里外都刺眼。整个新地岛几乎都被抹成了平地,周围方圆数百公里的海冰也全部融化,而且4000公里以内的所有飞机、导弹、雷达、通讯等设备都受到了不同程度影响。
此外,据说驻扎在阿拉斯加和格陵兰岛上的北美防空司令部的电子系统也大都受损,雷达无法操作,通讯中断。苏军的整个通讯也失联长达一个多小时。
不过,说TNT当量估计大家还是会晕,因为体会不到1公斤TNT的威力到底有多大。这里从网上找到了下面的一组换算数据,大家可以脑补下:
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300万吨时,有效杀伤半径=1.493885 * 300^(1/3)=10.00千米,有效杀伤面积=pi * 10.00* 10.00=314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。
当然其冲击波、光辐射、贯穿核辐射、放射性沾染造成的影响更为深远。
中子弹
中子弹爆炸时释放大量的高能中子,靠中子辐射起杀伤作用,穿透力较强,冲击波、热辐射和放射性沾染较其他核武器为小。
中子弹爆炸场面
中子弹在有效范围内能杀伤一般坦克内或建筑物内的人员。可作战术核武器使用。 中子弹是一种以高能中子为主要杀伤因素,相对减弱冲击波和光辐射效应的一种特殊的小当量战术核武器。由于中子弹和氢弹都是利用热核反应的原理,所以,我们可以把中子弹看成是一种经过改进的加强辐射的小型氢弹。中子弹的结构与氢弹相似,但它不是一种大规模的毁灭性武器,而是作为战术核武器设计的。虽然它对建筑物和军事设施的破坏很有限,但能够对人造成致命的伤害。一颗1000吨级的中子弹在120米高空爆炸,离爆心2公里范围内的人员即使不会当即死亡,也会在一天到一个月后死于放射病。
与原子弹和氢弹等核武器相比,中子弹具有三个显著的特点:
一是早期核辐射效应强。原子弹和氢弹会毁灭对方,但对使用者本身也没有太多的实际利益。中子弹却能够有效地克服上述缺点,它爆炸时早期核辐射的能量高达40%。这样,同样当量的原子弹与中子弹相比,中子弹对人员的杀伤半径要比原子弹大得多。
二是爆炸释放的能量低。当核武器的当量增大到一定程度时,冲击波、光辐射的破坏半径就必定会大于核辐射的杀伤半径。所以,中子弹的当量不可能做得太大。正是因为中子弹爆炸时释放的能量比较低,它只能是作为战术核武器应用于战场支援作战中。也正因为如此,中子弹这个神秘的杀手才有了更为广阔的用武之地,才比其它核武器具有更多的实用价值。
三是放射性污染轻,持续时间短。由于引爆中子弹的裂变当量很小,所以,中子弹爆炸造成的放射性污染也很轻。据报道,美国研制的中子炮弹和中子弹头,其聚变当量约占50%到75%,所以,中子弹爆炸时只有少量的放射性沉降物。通常情况下,经过数小时到一天,中子弹爆炸中心地区的放射性就已经大量消散,武装人员即可进入并占领遭受中子弹袭击的地区。强辐射可穿透厚钢板:中子弹仍具有放射性凡是拥有氢弹技术的国家都有能力制造中子弹。这主要是因为中子弹在本质上仍是一种氢弹,中子弹的爆炸原理与氢弹的爆炸原理是相同的。
中子弹和氢弹一样是靠氘氚聚变反应产生大量高能中子的。这些中子除在穿出中子弹壳体的过程中损失部分能量外,很大一部分成为核辐射的杀伤因素。由于中子弹用小型原子弹作为爆炸的“引信”,所以,中子弹在爆炸时还有一定的放射性。从这个意义上讲,中子弹也并不是那种“干净”的核武器。
作为一种强辐射弹,中子弹是靠其强大的核辐射效应达到其杀伤效果的。早期核辐射具有很强的穿透能力,它可以穿透上千米厚的空气层,它可以穿透人体,可以穿透相当厚的物质层。根据人们多年来对中子弹的试验和研究,假定当量为1000吨的中子弹作用于暴露的人员身上,那么,中子弹的杀伤效应有如下标准:距爆心900米处――吸收的剂量为8000拉德,能使体力工作人员即刻永久失能;距爆心1400米处――吸收剂量为650拉德,会造成后期死亡。
核武器是迄今人类制造的杀伤破坏威力最大的武器,它的出现使人类自身处于随时可能被毁灭的境地。因此从核武器问世起,世界范围的核军控和核裁军问题就被提了出来。
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