核 弹
核弹包括原子弹、氢弹和中子弹,是1946年第二次世界大战快结束时,首次在战争中使用的。
原子弹——利用核燃料在进行核裂变发生涟式反应时,释放出巨大能量来引起爆炸。核燃料为重元素铀235、铀233或钚239。以铀235为例,当一个铀235原子核受到一个中子的轰击而分裂时,会放出3个中子,这些中子再轰击其他原子核,从而发生链式反应。铀235在进行链式反应时释放出的能量非常大。例如1公斤铀235产生的热能大约等于2百万公斤好煤燃烧时所产生的热能。
但是核燃料的链式反应有一定的条件。如果裂变时产生的中子,从反应堆逃出太多或被杂质吸收太多,就不会引起爆炸式的链式反应。因此原子燃料要有一定的体积,不能太小。太小则损失的中子太多,不能维持链式反应。能够维持链式反应的最小体积叫“临界体积”,与临界体积组当的核燃料质量成为“临界质量”。
原子弹中核燃料起的是爆炸作用,所以又叫核炸药。核炸药要用纯净的铀235、铀233或钚钟239。铀235的临界质量约10公斤。平时原子弹中的核炸药要分开,每块不能大于临界质量,只有在需要它爆炸时,才能把它们合在一起。例如把核炸药分成两个半球时,每个半球的质量都应小于临界质量。当它们合起大于临界质量时,就会发生链式反应而爆炸。
核炸药是靠普通炸药的爆炸力合起来的。当引信点燃时,使普通炸药爆炸而产生很大的压力,把核炸药的一部分沿导槽推送到两个半球之间,并把它们紧紧压成一个整体。核炸药的质量立即加大,超过临界质量,于是引起了原子爆炸。中子反射层在原子弹中可用来防止中子逃脱。
1945年战争中使用的第一颗原子弹的名字为“小男孩”的形状象普通炸弹,重约3180公斤,长约305厘来,直径约71厘米。核炸药是铀235,爆炸力相当于20000吨TNT烈性普通炸药。
氢弹——是利用轻元素例如氘(重氢)和氚的“聚合反应”而造成爆炸的。它在爆炸时释放出的能量比原子弹重大,约比同重量核燃料的原子弹大十倍。轻元素原子核的聚合反应是使两个轻原子核发生聚合作用,产生另一种元素,例如两个氘原子核梗可聚合而产生一个氦3原子核和一个中子,聚合反应的必要条件是巨大的速度。这种速度相当于在几千万或甚至几亿超高温下轻核所具有的速度,所以这种反应叫“热核”反应,这种武器也就叫“热核武器”。氢弹就是其中的一种,热核反应所需的超高温只有在原子弹爆炸时才能产生。所以氢弹中含有原子弹,并且更加复杂。
氢弹同原子弹不同,它没有临界质量的限制,可以做的比较大。目前,已经有几百万、几千万吨当量的氢弹。
核弹的破坏和杀伤因素与普通炸弹有所不同。它主要是靠爆炸时所产生冲击波、光辐射、贯穿辐射、和放射性沾染 四个因素,来进行破坏和杀伤的。
冲击波是原子弹的主要破坏因素,它爆炸时所释放出的能量,大约有一半用于形成冲击波。原子弹爆炸时间只有百万分之几秒,爆炸中心的温度高达摄氏几百万甚至几千万度,最高压强可达十亿甚至几百亿大气压,在高温和高压下形成的蒸气(它是铀、钚和钢制弹壳,在超高温下蒸发的),迅速膨胀,强烈地压缩周围的空气形成了强大的冲击波。在爆炸中心附近,冲击波的扩散速度超过每秒1公里,冲击波到达的地区空气压强突然增大,随后又开始降低。它对人畜和建筑物都会造成伤害,建筑物被破坏时,砖石木块会飞出伤人。
光辐射大约消耗了原子弹爆炸时所产生的能量的三分之一。当原子弹在空中爆炸时.形成一个大火球,火球表面温度比太阳温度还高。从火球表面辐射光和热,以光速向四周传播。光热辐射会使距火球较近处的物体吸收很多热量而烧焦,眼睛也会受到伤害,甚至失明。身体露出的部分也会被烧伤。
贯穿辐射大约消耗原子弹爆炸时能量的百分之五。它们主要是由中子和伽玛射线形成的,贯穿力校大,离爆炸中心很远的地方都会存在。人体受到一定数量的贯穿辐射的作用就会患上放射病,可能导致死亡。
放射性沾染是由铀或钚的裂变碎片,以及没有能发生裂变的铀和钚造成的。原子弹爆炸时所产生的“灰尘”都具有放射性,下落的区域都受到沾染。人和物都会受到伤害。
热核武器的破坏和杀伤因素与原子弹相似,不同的是它爆炸时能量更大,影响的范围也更大。
除氢弹和原子弹外,中子弹也是一种利用聚合反应的热核武器。但与氢弹不同的是,中子弹靠纯聚合反应而起作用,不象氢弹那样先裂变,继而聚变,最后又进行裂变。中子弹爆炸时发出的能量,以高能中子为主,约占百分之八十。它的杀伤主要靠的是大量高速中子形成的浓密中子雨,中子弹的名字就是这样来的。中子进入人体后,会使人体组织里的氢、碳、氮原子发生某种核反应,从而使细胞组织受到破杯。人物神经中枢被中子破坏后,会使人发生痉挛;昏迷以及肌肉失调,甚至死亡。中子弹爆炸时产生的冲击波和光热辐射威力不太,不是主要的,只约有普通核弹爆炸时的十分之一。放射性沾染也不剧烈;对房屋车辆和武器也不会有什么破坏。所以又把它叫作“干净”的核武器。
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