5. 核彈
原子核裂變的鏈式反應， 會放出巨大的能量， 它的發展同時存在兩條途徑： 一條是有效地控製核裂變的速率， 使原子核反應釋放出的能量作為強大的動力加以利用； 另一條是對核裂變不加以控製， 使原子核反應的巨大能量在極短時間裏釋放出來， 就會成為原子彈而發生強烈的爆炸。
1945 年8 月6 日和9 日， 美國空軍分別在日本廣島和長崎兩個地區各投下了一顆原子彈。結果， 使廣島這個城市60 % 的地區遭到破壞， 估計有71000 人死亡和失蹤， 68000 人受傷， 被殺傷的除1 ～2 萬是日本軍隊以外， 其餘全是市民。長崎市因地形崎嶇坎坷， 損失比廣島要小一些， 但也有44 % 的地區被毀， 死亡35000 人， 傷60000 人。
原子彈作為毀滅性的殺人武器， 它的威力的確是一般炸彈所無法比擬的。原子彈的殺傷作用主要有四種因素：( 1) 光輻射。原子彈爆炸時產生的光輻射與我們日常接觸到的太陽光和燈光在本質上是相同的， 隻是它的能量巨大、溫度極高， 因此具有殺傷破壞作用。一個中型的原子彈在空中爆炸時， 光輻射直接燒傷皮膚和燒著物體的殺傷破壞半徑約為幾公裏， 而對視網膜燒傷的殺傷半徑可達三四十公裏。
( 2) 衝擊波。它占原子彈爆炸時放出的全部能量的50 % ，是起主要殺傷破壞作用的部分。原子彈爆炸出現閃光之後， 緊接著出現一個高溫高壓的火球， 火球在很短的時間內猛烈地膨脹而壓縮周圍的空氣， 形成每秒幾百米的高速和幾十到幾百個大氣壓的高壓氣浪。這個氣浪就是衝擊波， 它的超聲速傳播， 使人的內髒受到損傷， 使物體毀壞或者翻倒。
( 3) 貫穿輻射。原子彈爆炸後， 最初幾秒到十幾秒鍾內放出的γ射線和中子流形成貫穿輻射， 是原子彈特有的殺傷破壞作用。貫穿輻射可以使組成人體的分子電離而產生一係列變化， 如使某些器官功能失調， 嚴重時導致死亡。( 4) 放射性汙染。它是由放射性物質造成的對地麵、空氣、水和其他物體的汙染， 並使人和各種生物受到傷害。它來自多個方麵： 核裂變產生的碎片、沒有來得及裂變就被炸散了的核裝料、大量中子產生的感生放射性等。
原子彈的殺傷威力來自於核裂變， 它實際上也就是一個核反應裝置。原子彈的主要組成部分是核裝料、引爆裝置和彈殼。原子彈的核裝料一般采用鈾-235 ( 235 U) 和鈈239239 ( Pu)， 分別叫做鈾彈和鈈彈。像鈾和鈈這樣核裂變94物質， 隻有在它們的體積和質量超過一定的數值， 即臨界值之後， 才會引起爆炸。對於球形鈾塊來說， 臨界質量大約是1 公斤。但是， 由於爆炸時核裝料的燃燒效率並不是100 % ， 所以一般情況下一顆鈾彈裝鈾-235 大約為16 ～25 公斤，而鈈彈則為5 ～8 公斤。
按照原子彈的引發方式不同， 可以分為“槍式”原子彈和“內爆式”原子彈。在槍式原子彈中， 一塊小於臨界質量的核裂變物質就被固定在彈筒的一端， 而靠烈性炸藥的爆炸把另一塊小於臨界質量的裂變物質迅速推向固定的那一塊，二塊合攏而達到質量超臨界發生爆炸。美國扔在日本廣島的原子彈就是這一種。在“內爆式”原子彈中， 彈筒內壁有一些小於臨界質量的球形裂變物質， 在裂變物質周圍裝了一些普通烈性炸藥。當雷管引爆炸藥後， 形成一種球麵向心衝擊波， 迅速向內壓縮核裝料， 使它達到超臨界而發生爆炸。美國扔在日本長崎的那顆原子彈就是這一種。
這樣看來， “原子彈”這一名稱也不符實， 應稱為原子核彈。但是， 原了彈這一名稱已廣泛流行， 已是約定成俗的叫法。我們這裏統稱核彈， 是一個更廣義的名稱， 它還包括氫彈和中子彈。
氫彈是利用輕元素原子核產生聚變反應， 即熱核反應，在很短時間內放射出的巨大能量而起殺傷破壞的一種核武器。氫彈實際上就是一顆外麵用聚變材料包裝起來的原子彈， 它的熱核裝料一般是氘和氚。氘和氚是氫的同位素， 氫是很難發生聚變的， 氘比氫容易， 而氚是比較容易發生聚變， 但它的含量比較少。氘比氚豐富得多， 所以采用氘-氚聚變相對來說是比較合適的， 氫彈的核裝料一般都采用氘和氚。氫彈的爆炸實際是兩個爆炸過程， 先是裏層的原子彈發生爆炸， 並產生上千萬度以上的高溫， 使外層的核聚變材料發生核聚變反應， 同時釋放出巨大的聚變能來。由於氘―氚聚變反應產生的高能中子能使鈾-238 發生裂變並放出能量， 因此有些氫彈的熱核裝料外麵又包上了一層價格比較便宜的鈾-238 外殼。這樣可以進一步增強整個氫彈的爆炸威力。由於核聚變反應沒有臨界質量的限製， 聚變材料裝量的變化範圍可以很大， 所以氫彈的威力也可以在一個很大的範圍裏變化。
中子彈是在原子彈和氫彈的基礎上產生的。氫彈是一種裂變和聚變反應相結合的核彈， 盡管它產生的四種殺傷破壞效應在能量分配上所占的比例與原子彈還有所不同， 但是它所產生的衝擊波與熱輻射的效應仍占很大的優勢。這就是說， 原子彈和氫彈爆炸後留下的隻能是一大片放射性嚴重汙染的廢墟。出於戰術上的考慮， 需要一種小型輕便、放射性汙染比較小、破壞力較弱， 而相對殺傷力又比較強的新型核武器。中子彈就是基於這種想法而設計出來的。
中子彈的具體設計是一些國家的高度機密。我們隻能根據目前已有的資料， 對中子彈的結構作出推測。中子彈的原理與不裝配鈾-238 外殼的氫彈差不多， 即首先引爆炸藥， 使作為熱核反應點火裝置用的超小型鈈彈裏的鈈-239 壓攏而達到超臨界值， 以發生爆炸性的核裂變。再通過核裂變產生的幾百萬度的高溫和近百億個大氣壓的高壓使中子彈內的熱核裝料氘和氚產生聚變反應， 引起中子彈爆炸並放出大量的中子和能量。儲氘器是中子彈的心髒， 它的內部裝有超高壓狀態的氘-氚混合物。它也是中子彈中最難製作的一個部件。儲氚器外部的高密度聚苯乙稀在中子彈爆炸過程中起保住能量幫助聚變的作用。
中子彈的出現， 可以說是軍備競賽的產物。隨著許多國家研製核武器的成功和軍備競賽的升級， 目前全世界核武器的數量已足夠把整個地球炸毀若幹次。潛在的核戰爭危險威脅著全人類。但是， 和平是人類的共同願望， 世界上不斷地掀起反對核軍備競賽升級的和平運動。為了打破少數國家的核壟斷與核訛詐， 我國於1964 年成功地試驗了第一顆原子彈； 1967 年又成功地試驗了第一顆氫彈。同時我國政府也向世界作出承諾： 中國發展核武器是為了消滅核武器， 所以決不會首先使用核武器。
核裂變的發現像一把雙刃利劍， 對它以不同方式和不同目的加以應用， 就會產生不同的後果。把它用於動力， 就會造福於人類； 把它用於製造武器， 就會給人類帶來巨大的災難。就在美國製成原子彈之前， 許多科學家便開始呼籲不要使用這種毀滅性的武器。美國把原子彈扔到日本之後， 更多的科學家意識到， 科學家應該考慮科學研究的社會後果， 應該具有強烈的社會責任感， 而努力使科學成為造福於人類而不是危害人類的生存的工具。
1945 年8 月6 日和9 日， 美國空軍分別在日本廣島和長崎兩個地區各投下了一顆原子彈。結果， 使廣島這個城市60 % 的地區遭到破壞， 估計有71000 人死亡和失蹤， 68000 人受傷， 被殺傷的除1 ～2 萬是日本軍隊以外， 其餘全是市民。長崎市因地形崎嶇坎坷， 損失比廣島要小一些， 但也有44 % 的地區被毀， 死亡35000 人， 傷60000 人。
原子彈作為毀滅性的殺人武器， 它的威力的確是一般炸彈所無法比擬的。原子彈的殺傷作用主要有四種因素：( 1) 光輻射。原子彈爆炸時產生的光輻射與我們日常接觸到的太陽光和燈光在本質上是相同的， 隻是它的能量巨大、溫度極高， 因此具有殺傷破壞作用。一個中型的原子彈在空中爆炸時， 光輻射直接燒傷皮膚和燒著物體的殺傷破壞半徑約為幾公裏， 而對視網膜燒傷的殺傷半徑可達三四十公裏。
( 2) 衝擊波。它占原子彈爆炸時放出的全部能量的50 % ，是起主要殺傷破壞作用的部分。原子彈爆炸出現閃光之後， 緊接著出現一個高溫高壓的火球， 火球在很短的時間內猛烈地膨脹而壓縮周圍的空氣， 形成每秒幾百米的高速和幾十到幾百個大氣壓的高壓氣浪。這個氣浪就是衝擊波， 它的超聲速傳播， 使人的內髒受到損傷， 使物體毀壞或者翻倒。
( 3) 貫穿輻射。原子彈爆炸後， 最初幾秒到十幾秒鍾內放出的γ射線和中子流形成貫穿輻射， 是原子彈特有的殺傷破壞作用。貫穿輻射可以使組成人體的分子電離而產生一係列變化， 如使某些器官功能失調， 嚴重時導致死亡。( 4) 放射性汙染。它是由放射性物質造成的對地麵、空氣、水和其他物體的汙染， 並使人和各種生物受到傷害。它來自多個方麵： 核裂變產生的碎片、沒有來得及裂變就被炸散了的核裝料、大量中子產生的感生放射性等。
原子彈的殺傷威力來自於核裂變， 它實際上也就是一個核反應裝置。原子彈的主要組成部分是核裝料、引爆裝置和彈殼。原子彈的核裝料一般采用鈾-235 ( 235 U) 和鈈239239 ( Pu)， 分別叫做鈾彈和鈈彈。像鈾和鈈這樣核裂變94物質， 隻有在它們的體積和質量超過一定的數值， 即臨界值之後， 才會引起爆炸。對於球形鈾塊來說， 臨界質量大約是1 公斤。但是， 由於爆炸時核裝料的燃燒效率並不是100 % ， 所以一般情況下一顆鈾彈裝鈾-235 大約為16 ～25 公斤，而鈈彈則為5 ～8 公斤。
按照原子彈的引發方式不同， 可以分為“槍式”原子彈和“內爆式”原子彈。在槍式原子彈中， 一塊小於臨界質量的核裂變物質就被固定在彈筒的一端， 而靠烈性炸藥的爆炸把另一塊小於臨界質量的裂變物質迅速推向固定的那一塊，二塊合攏而達到質量超臨界發生爆炸。美國扔在日本廣島的原子彈就是這一種。在“內爆式”原子彈中， 彈筒內壁有一些小於臨界質量的球形裂變物質， 在裂變物質周圍裝了一些普通烈性炸藥。當雷管引爆炸藥後， 形成一種球麵向心衝擊波， 迅速向內壓縮核裝料， 使它達到超臨界而發生爆炸。美國扔在日本長崎的那顆原子彈就是這一種。
這樣看來， “原子彈”這一名稱也不符實， 應稱為原子核彈。但是， 原了彈這一名稱已廣泛流行， 已是約定成俗的叫法。我們這裏統稱核彈， 是一個更廣義的名稱， 它還包括氫彈和中子彈。
氫彈是利用輕元素原子核產生聚變反應， 即熱核反應，在很短時間內放射出的巨大能量而起殺傷破壞的一種核武器。氫彈實際上就是一顆外麵用聚變材料包裝起來的原子彈， 它的熱核裝料一般是氘和氚。氘和氚是氫的同位素， 氫是很難發生聚變的， 氘比氫容易， 而氚是比較容易發生聚變， 但它的含量比較少。氘比氚豐富得多， 所以采用氘-氚聚變相對來說是比較合適的， 氫彈的核裝料一般都采用氘和氚。氫彈的爆炸實際是兩個爆炸過程， 先是裏層的原子彈發生爆炸， 並產生上千萬度以上的高溫， 使外層的核聚變材料發生核聚變反應， 同時釋放出巨大的聚變能來。由於氘―氚聚變反應產生的高能中子能使鈾-238 發生裂變並放出能量， 因此有些氫彈的熱核裝料外麵又包上了一層價格比較便宜的鈾-238 外殼。這樣可以進一步增強整個氫彈的爆炸威力。由於核聚變反應沒有臨界質量的限製， 聚變材料裝量的變化範圍可以很大， 所以氫彈的威力也可以在一個很大的範圍裏變化。
中子彈是在原子彈和氫彈的基礎上產生的。氫彈是一種裂變和聚變反應相結合的核彈， 盡管它產生的四種殺傷破壞效應在能量分配上所占的比例與原子彈還有所不同， 但是它所產生的衝擊波與熱輻射的效應仍占很大的優勢。這就是說， 原子彈和氫彈爆炸後留下的隻能是一大片放射性嚴重汙染的廢墟。出於戰術上的考慮， 需要一種小型輕便、放射性汙染比較小、破壞力較弱， 而相對殺傷力又比較強的新型核武器。中子彈就是基於這種想法而設計出來的。
中子彈的具體設計是一些國家的高度機密。我們隻能根據目前已有的資料， 對中子彈的結構作出推測。中子彈的原理與不裝配鈾-238 外殼的氫彈差不多， 即首先引爆炸藥， 使作為熱核反應點火裝置用的超小型鈈彈裏的鈈-239 壓攏而達到超臨界值， 以發生爆炸性的核裂變。再通過核裂變產生的幾百萬度的高溫和近百億個大氣壓的高壓使中子彈內的熱核裝料氘和氚產生聚變反應， 引起中子彈爆炸並放出大量的中子和能量。儲氘器是中子彈的心髒， 它的內部裝有超高壓狀態的氘-氚混合物。它也是中子彈中最難製作的一個部件。儲氚器外部的高密度聚苯乙稀在中子彈爆炸過程中起保住能量幫助聚變的作用。
中子彈的出現， 可以說是軍備競賽的產物。隨著許多國家研製核武器的成功和軍備競賽的升級， 目前全世界核武器的數量已足夠把整個地球炸毀若幹次。潛在的核戰爭危險威脅著全人類。但是， 和平是人類的共同願望， 世界上不斷地掀起反對核軍備競賽升級的和平運動。為了打破少數國家的核壟斷與核訛詐， 我國於1964 年成功地試驗了第一顆原子彈； 1967 年又成功地試驗了第一顆氫彈。同時我國政府也向世界作出承諾： 中國發展核武器是為了消滅核武器， 所以決不會首先使用核武器。
核裂變的發現像一把雙刃利劍， 對它以不同方式和不同目的加以應用， 就會產生不同的後果。把它用於動力， 就會造福於人類； 把它用於製造武器， 就會給人類帶來巨大的災難。就在美國製成原子彈之前， 許多科學家便開始呼籲不要使用這種毀滅性的武器。美國把原子彈扔到日本之後， 更多的科學家意識到， 科學家應該考慮科學研究的社會後果， 應該具有強烈的社會責任感， 而努力使科學成為造福於人類而不是危害人類的生存的工具。
