解密美國地下核試驗場：鋼鐵容器瞬間蒸發(組圖)

解密美國地下核試驗場：鋼鐵容器瞬間蒸發

2011年02月  　來源： 半月談

核試驗     1946年中國核專家曾受邀觀摩美國核試驗[圖]     美國實施次臨界核試驗 不發生連鎖反應即核爆炸    美國進行亞臨界核試驗 驗證現有核武器有效性      內華達地下核試驗場（簡稱NTS），在內華達州首府拉斯維加斯西北約150千米處，這一帶連同海拔千米的群山相連的內華達沙漠，原為美國空軍管轄地，同時又是能源部租用地。     1951~1963年，這裏為美國大氣層內核試驗場。但是1963年美、英、蘇之間簽署除了地下外禁止一切核試驗的（部分停止核試驗）條約後，這裏成為美國唯一的地下核試驗場。1987年後，這裏每年還進行十餘次地下核試驗。美國的核試驗皆在能源部的管理下，由洛斯阿拉莫斯和勞倫斯 利弗莫爾兩個龐大的軍事研究所進行開發和試驗。     那麽，地下核試驗是怎樣進行的呢，在核爆炸的瞬間地下究竟發生了什麽？     鋼鐵容器蒸發了     首先選好每次地下核試驗的位置，用重達200噸的鑽岩機垂直打孔，孔徑大小根據試驗規模設計為1~4米不等，深度為100~1500米。垂直隧道完成後，再從底部的爆炸點沿水平方向挖掘幾百米長的隧道，隧道末端安放容器，容器中放置著用以測量核爆炸產生的各種參數的儀器。     然後，將另一個裏麵放著試驗用炸藥的細長鋼鐵容器吊放到垂直隧道的底部。鋼鐵容器內放有兩種次臨界裂變物質，試驗時會將它們合並達到臨界，形成核爆炸。接著，從鋼鐵容器頂端引出粗的絕緣電線到控製室。一切就緒後，在科學家的注視下，試驗員將接通電路。     一旦電路被接通，就會發生核爆炸。     這時，黑暗的地下不時閃爍著耀眼的光芒，能量通過核裂變反應與核聚變反應一下子釋放出來，同時拋出強烈的伽瑪射線、X射線以及以亞光速的速度散發高密度中子。在發生反應的千萬分之一秒後，中心溫度便上升到數千萬攝氏度，壓力也隨之達到地麵大氣壓的數千倍。     安放核炸藥的鋼鐵容器及其周圍的岩石一眨眼工夫就被氣化，幾十分之一秒間就會以驚人的壓力擴張到岩盤。當光消失時，爆心下麵被鑿出了一個直徑十幾米的地下洞。岩盤沸滾、蒸發著，緩慢地流向空洞的底部。     另一方麵，受爆炸的衝擊，岩盤深處出現無數的龜裂，同時蒸氣與放射性氣體在巨大的壓力下被塞進龜裂中。在方圓200米的地層引起地震波。一旦向上的地震波達到地表，大地便瞬間向空中蹦起。之後，隨著壓力的消逝，地麵凹陷處便會形成一個火山口。     在核爆炸一分鍾後，地下空洞內積存在底部的岩漿便生成岩漿池，而且隨著周圍岩盤不斷地吸取爆炸產生的熱量，最終空洞內的溫度冷卻下來。     以上就是當年在內華達沙漠以每年十幾次的速度進行地下核試驗的“那個瞬間”。

美國能源部在內華達核試驗場外設立的提示牌

聚變核武器爆炸場景 [資料圖片]

    小型化核彈

    內華達地下核試驗的方法大致可分為兩種：第一種是如前麵介紹的在垂直隧道底部引起爆炸的爆炸當量（爆炸威力）開發試驗，第二種是進行核影響調查之用的試驗。通常這類試驗是在地下挖掘的輻射狀的水平隧道（總長超過10千米）之中進行的。

    前者的試驗是調查各種大小或形狀的核彈的威力或可靠性。現在的核武器已實現極小型化，它們皆是在NTS的試驗中誕生的。相比之下，最早的實用型氫彈全長為7.47米、直徑1.55米、重21噸。其最大當量為25兆噸，相當於2000個廣島原子彈。但是後來人們知道，即使爆炸當量再大，很多爆炸能量也僅向空中釋放，並未提高實際的效果。隨著時代的發展，核武器朝高性能化和小型化方麵發展。

    據20世紀的軍情報告，在美國配備的幾種核彈中，最大的是洲際彈道導彈大力神Ⅱ型彈頭裝備的W53型氫彈，當量為9兆噸，重量為4噸。而最新的原子彈已是20世紀50、60年代無法想象的小型化。最小的原子彈重量僅為25千克，為手提式，一個人就能搬運。

    20世紀90 年代末，雖然開始使用計算機模擬方式進行新型核彈的開發，但是沒有經過實際試爆是無法確認是否達到設計性能的，因此還是要放到內華達去做試驗。

    在水平隧道的試驗，目的則是通過最近距離引起的核爆炸，研究它對核導彈、人造衛星或通信設施等會產生什麽影響。因為在受到敵方核攻擊的情形下，這些裝置易受放射線或電磁脈衝的破壞，會失去反擊能力，所以開發即使受到核攻擊仍能幸存的技術顯得十分重要。而這些技術的開發，離不開在水平隧道裏所做的調查試驗。

    順便指出，地下核試驗看上去使放射性固定在了岩盤上，避免了放射性物質散布到大氣層內，但是它絕不能保證不泄漏到地麵。事實上，如果隧道深度不夠的話，會導致放射性氣體通過回填岩石的縫隙流到地麵。例如1970年美國的一次地下核試驗就使放射性的氣體到達了加拿大境內。1971年在瑞典也檢測到前蘇聯的地下核試驗泄漏的放射性物質。當然，今天人們已很少聽說地下核試驗了，但願這一切已成為曆史。（吳碩）