核武器的杀伤破坏效应与爆炸方式简介

核武器的杀伤破坏效应与爆炸方式简介


2024年4月16日发(作者:沃尔沃s60价格多少)

核武器的杀伤破坏效应与爆炸方式简介

进入21世纪的今天,世界上已储备了大约3万件核武器。

美国于1945年7月16日进行了世界上第一颗原子弹爆炸,当量为1万9

千吨。美国奉行“绝对核优势”政策,目前拥有1.06万件核武器,按处于实战

部署的核武器计算,核武器的爆炸总当量应为1.8万亿吨。

前苏联于1949年8月29日进行了首次核爆炸试验,成为世界上第二个拥有

核武器的国家。苏联解体后,俄罗斯现拥有1.8万件核武器,处于实战部署有的

8400件,有5000个战略核弹头。此外,还有3400件战术核武器。俄罗斯一直

认为:核武器仍然是遏制敌侵略的主要政治武器,也是防止战争的武器。

1952年10月3日,英国进行了首次核爆炸试验。现拥有大约200件核武器,

爆炸总当量55.5亿吨。

法国第一次核爆炸试验是1960年2月13日。现拥有350件核武器,全是战

略核武器。

1964年10月16日,我国成功地爆炸了自己设计制造的第一颗原子弹,它

宣告了当时美苏两个超级大国核垄断历史的终结。之后又相继成功地爆炸了氢弹

和发射导弹成功。我国政府一再重申,我们研制核武器完全是为了防御,决不首

先使用核武器,特别是不对无核国家使用核武器。

印度于1974年5月18日第一次核武器爆炸成功。现最多可以制造95件核

武器的核物质,实际拥有30~35件核武器。

巴基斯坦拥有最多可以制造52件核武器的核物质,已经制造出24件至48

件核武器。

以色列拥有100~200件核武器,有255架可以进行核攻击的轰炸机。

到目前为止,世界上已大约有10个以上国家制造了核武器或有制造核武器

的核物质或实施核武器计划。

目前,核武器正朝着小型化、钻地化、精确化、实用化、常规化方向发展,

大规模实施核打击的可能性已大大减少,而实施“外科手术式”的有限核打击的

可能性却有所增加。因此,在肯定高技术常规兵器威胁的同时,核武器的威胁也

不能完全排除。如今个别主要核国家仍把核武器作为重要的战争筹码,并继续进

行新型核武器的研制,一些周边国家也在加速发展核武器,进行核武装,不能不

引起我们的警惕和注意。这样,部分人防重点城市人防工程建设考虑核威胁背景,

仍然是必要的,也是必须的。一个法国武器专家表示,20世纪的核弹使战争增

添了新的特点,21世纪则可能因将军备竞赛引入太空而被人记住。

一、核武器的五种杀伤破坏效应

核武器按其装药的性质不同,可分为原子弹、氢弹和中子弹。

核武器的威力,按TNT当量分类如下:

小型核武器:当量为2万吨以下,

中型核武器:当量为(2~10)万吨,

大型核武器:当量为(10~50)万吨,

特大型核武器:当量为50万吨以上。

原子弹的威力一般不超过几十万吨,氢弹的威力从几十万吨到几千万吨。

核武器主要有5种杀伤破坏效应:

1.冲击波

核武器爆炸的瞬间,释放出巨大的能量,在爆炸点(爆心)的压力高达几十

亿~几百亿大气压,温度高达3000~4000万℃,从而与周围介质(周围空气)产

生极大的压力差和温度差。高温高压的爆炸气体迅速向四周扩散,压缩了周围的

空气形成冲击波。冲击波以超音速向外传播,所向披靡,所到之处,就冲击着该

处的有生力量,工程设施及器材设备,产生杀伤破坏作用。作为城市防御敌核武

器袭击的人防工程结构设计,冲击波是主要考虑的破坏因素。

2.光辐射

核武器爆炸瞬间,明亮的火球发出刺眼的闪光,发出强光与热,温度高达几

千万度,同时向外辐射能量,即光辐射。光辐射以光速直线传播,易被吸收和减

弱。它照射在物体上,一部分能量被物体吸收转换为热能,使物体温度升高,当

物体温度超过燃点温度时,引起物体燃烧;对于不易燃烧的材料,当温度超过其

熔点时,可使材料熔化(如钢材)。但是,光辐射的照射时间极短,从小当量核

爆时的零点几秒到大当量核爆时的几十秒,其热能只能被物体表面吸收。如对易

燃物加以遮挡,或涂以不易燃烧的淡色(最好是白色)反光物质(如石灰浆、白

石棉粉、白色涂料等),即可大大降低其破坏效应。光辐射对暴露的人员易引起

皮肤烧伤或衣服着火(如10万吨当量的核武器空中爆炸,距爆心7000米处的人

员皮肤仍会烧伤)。在一定距离内直视闪光可能使眼睛暂时或永久失明。试验表

明:位于爆心较近的暴露在地面上的钢筋混凝土,光辐射作用的结果也只能使混

凝土表面烧熔1~2毫米,对结构的强度并无影响。

3.早期核辐射(又称贯穿辐射)

早期核辐射是核武器特有的杀伤因素,在核爆炸后的几十秒至一分钟内产生

核辐射,其中主要是丙种射线(或称γ射线)和中子流,它们能穿透一定厚度的

物质,所以又称贯穿辐射。

早期核辐射对人员和生物有伤害作用,根据其被核辐射照射的强度不同,会引起

不同程度的射线病。衡量核辐射作用的剂量单位为戈瑞(GY),对人体的一次照

射的安全剂量为50戈瑞,若在以后的两个月内不再次受到核辐射的作用,50戈

瑞的剂量不会引起对人体的伤害。

早期核辐射对某些物质也有破坏作用,它可以使无线电元件改变参数,使光

学玻璃变暗,使照相底片感光等。

坑道式人防工程的自然防护层对核辐射有很好的防护屏蔽作用,只要1~2

米厚的岩层即可满足对早期核辐射的一般防护要求。坑道式人防工程的洞口,若

要避免核辐射直接照射,只需设置了防护门(最好是钢筋混凝土门)或设置穿廊

式出入口,一般地说,就可以达到对早期核辐射的防护要求,所以,岩石地下建

筑对早期核辐射的防护是不成问题的。

但是,对于覆土层很薄的浅埋人防工程,应当注意对早期核辐射的防护。其

覆土层的厚度应当按满足削弱早期核辐射的要求进行核算,并采取相应的技术处

理措施。

4.放射性沾染(又称残余核辐射)

所谓放射性沾染,指核爆炸一分钟后在爆区和烟云经过的区域内,残留或落

下一定数量的放射性微粒物质,在较长时间(几天至几月)内,不断放射出中子

流和丙种射线,当人员、生物进入该区域内就会受到伤害。

放射性沾染包括以下三种放射性物质:

a.核反应的产物。

b.爆区的尘土和其它物质,在中子流作用下,由非放射性物质变成了放射性物

质。

c.残留的核武器弹体碎片。

地面核爆炸时,造成地面严重的放射性沾染,但沾染的地区范围较小。

空中核爆炸时,造成的沾染地区范围较大,但沾染的程度比地面核爆炸时要

轻得多。

放射性沾染对地下人防工程本身没有破坏作用,主要是通过出入口和其它孔口

(如进、排风口,进、排水口)进入洞室内部伤害人体,沾污食品和水源。若考

虑“三防”——即防原子武器、防化学武器、防生物武器的人防工程,应对出入

口采取密闭措施,通风系统应设置滤毒装置,水源应进行特别的净化处理,以保

证洞室内部不被放射性微粒或毒剂污染。

5.核电磁脉冲

核爆炸的另一瞬时现象是爆炸后产生强烈且持续时间很短的宽频带电磁脉

冲。频率较高的部分衰减较快,而在靠近爆炸区的范围内,则存在完整的频谱。

对人防工程而言,电磁脉冲对工事结构本身也没有直接危害,但能对工程内部的

电力或电子系统产生影响,严重干扰电磁波讯号,使一些电子电气设备暂时失灵,

甚至击穿或烧毁电力或电子系统中的元器件或线路。目前对人防指挥通信等甲类

工程提出要考虑防核电磁脉冲破坏效应的措施,并且已在人防工程战术技术要求

和相关技术规范中作了明确规定。

二、核武器的爆炸方式

核武器的五种杀伤破坏因素所产生的效应,都与核武器的爆炸方式有关。不

同的爆炸方式,核武器的爆炸效应就不同。按爆心相对于地表面的位置的不同,

核爆炸的方式有空中爆炸、地面爆炸、地下爆炸、水面爆炸和水下爆炸。

1.空中爆炸

当爆炸高度大于最大亮度的火球半径时的核爆炸称为空中爆炸。空中爆炸

时,冲击波的杀伤面积较大,可能引起大范围内的地面上的工业与民用建筑、交

通枢纽、机场等破坏;也可能引起易燃建筑着火燃烧。

1945年8月美国在日本广岛、长崎投掷爆炸的两颗原子弹,都是空中爆炸。

空中爆炸是敌人未来发动核战争可能采取的基本的爆炸方式。又分为低空、中空、

高空、超高空空中爆炸4种方式。通常所指的空中爆炸实际上是低空爆炸。当爆

炸高度达几千米、上万米时,称为高空爆炸。爆炸高度在30千米以上的爆炸,

称为超高空爆炸。超高空爆炸通常不会轻易使用。一般的人防工程防核武器,只

考虑一定当量的中空爆炸,而不考虑核武器的地面爆炸或触地爆炸。

低空爆炸,是指在离地面60~120米的核爆炸。主要用于摧毁较坚固的地面目标

或浅埋地下抗压强度不高的目标,如集群坦克、野战工事、交通枢纽、一般人防

工程等。对于特定功能核武器(例如中子弹)和微型超微型原子弹也可采用低空

爆炸。例如主要靠高密集中子辐射流对人员进行杀伤的美国W—70型中子弹,当

量为1000吨,可用“长矛”导弹发射,在100米空中爆炸时,对坦克乘员和暴

露人员的杀伤半径分别是1000米和1600米。

中空爆炸,是指离地面120~200米的核爆炸。主要用于摧毁不太坚固的地面

目标。如城市建筑、工业设施、武器装备、野战工事和杀伤地面暴露人员。例如

前苏联携带3枚各15万吨当量分导式多弹头的中程导弹SS—20,其主要打击目

标是城市目标、交通枢纽、经济中心、海空军基地等。每个弹头可使半径3.9

千米,面积48.7平方千米的城市遭到中等甚至严重破坏,可以摧毁半径1千米,

面积3.1平方千米范围内所有地面工业、交通设施。

高空爆炸,是指在离地面200~250米的核爆炸。主要用于摧毁大面积脆弱目

标(房屋、汽车等)和杀伤大面积地面暴露人员。例如,美国的B—29轰炸机于

1945年8月6日上午8时15分投掷在日本广岛上空爆高为580米的原子弹“小

男孩”,当量为1.25万吨(高度235米),演绎了人类史上第一场核灾难。投弹

后,机组人员透过护目镜首先看到下方出现了一个紫红色的小火星,随即扩大为

一个耀眼的火球,接着爆发成一个火焰翻腾的大火团腾空而起,当大火冲至几千

米高空时形成了蘑菇云,下面的城市浓烟滚滚。而在地面上,人们看到的景象是

随着一道强烈的闪光之后,传来一声惊心动魄的巨响,片刻之后,一股巨大高压

气浪横扫而过,飞沙走石,刹那间天昏地暗,瞬间摧毁了大半个广岛城市,将大

约11.4平方千米的范围夷为平地,全市建筑物总数76327幢中全毁者48000幢,

半毁22178幢;当日死亡78150人,伤和失踪51408人,受到早期核辐射和放射

性沾染损伤的人员,几年后发病救治困难死亡的约1500余人,患慢性辐射病而

长期受害的人不计其数。

3天后,也就是1945年8月9日早晨,美国B—29轰炸机又在日本长崎投

掷了第二颗原子弹,爆炸威力为2万吨TNT当量,此刻的时间是上午10点55

分。由于爆炸中心点是长崎城市的一个山谷中,而且这颗原子弹偏离了弹着目标

2.4千米,加上山谷的遮挡,原子弹的威力能量受到地形的限制,仅在南北长3.7

千米、东西宽3.1千米的范围内破坏严重。所以,长崎的死亡人数少于广岛,当

场近4万人被炸身亡,6万多人负伤。

尽管美国在日本广岛投掷了原子弹,但有防护(哪怕是简单的防护)和没有防

护(在露天),人员遭受的伤害则大不一样。据有关资料称:原子弹在广岛上空爆

炸时,在距爆心投影点460米至480米之间的距离上,核袭击后的最初20天内,

平均生存率不到20%。但是,在这个距离上的两栋钢筋混凝土办公楼中的近800

名居住者,核爆炸后的20多天中,其生存率却为90%。同时在距爆心投影点1609

米的距离上,大约有3000名学生,他们在露天且未掩蔽,核袭击后约90%死亡

或失踪。相反在同一区域内(即1609米距离内)近5000多名学生进行了掩蔽,死

亡率仅为26%。

在这里应当指出:日本广岛、长崎遭受核袭击时,当时是处于对核武器毫无

认识、毫无防备的情况下的。试以1.1万吨当量的核武器空中爆炸为例,对地面

上暴露人员的轻度杀伤半径为5360米,由此可求得其轻度杀伤范围可达23平方

公里,若采取最简单的防护措施,如人员进入壕沟内,则轻度杀伤半径范围仅为

2.2平方公里;若人员进入到有防护措施的坚固地下建筑内,则杀伤半径范围则

为零。由此可见,对核武器采取防护措施是必要的,同时也是可行的。

超高空爆炸,这种爆炸方式的爆炸高度在30千米以上,其特点是爆炸能量

中的光辐射能量显著增加,转化为冲击波的能量却明显减少。它只产生火球,最

后冷却为烟云,无地面尘柱,因而也无蘑菇烟云。由于超高空爆炸当量很大,能

在大范围内产生巨大的核电磁脉冲,对无线电通讯的影响比其它爆炸方式都严

重。一颗当量5000万吨核弹在80千米高空爆炸,可使半径4000千米范围内的

无线电通信在一天之内完全中断。因此,超高空爆炸主要是用来拦截、摧毁飞行

中的导弹、卫星、火箭、飞船;也可以用于先遣突防,即在敌上空爆炸、破坏、

摧毁、瘫痪其指挥控制通信系统,然后实施核攻击。

2.地面爆炸

地面爆炸时,其特点是冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染等四种杀伤破

坏因素的强度大,但其效应所及的范围比空中爆炸时为小。其电磁脉冲破坏效应

也比空中爆炸有所削弱。地面爆炸主要用于摧毁破坏坚固或较坚固的地面、地下

硬目标。对首脑指挥部、核基地、导弹发射井、大型交通枢纽、超大型水库大坝

等重要政治、军事、经济目标,可采用这种爆炸方式。

3.地下爆炸

是指在地下一定深度进行的核爆炸,有浅、深地层爆炸之分。当爆炸深度不大时,

爆炸后可能冲破地面,形成爆炸坑,并引起强烈的地震。若爆炸深度很大,其爆

炸气体不能冲出地面,只产生强烈地震。如爆炸深度在10米以上时,小当量(低

于2万吨)核爆炸闪光不会出现,火球也往往看不到。地下爆炸产生的噪声听起

来有些闷声闷气,不象地面爆炸那样震耳欲聋。在声波到达前不久,会出现剧烈

的地面颤动。地下核爆炸主要靠冲击波作用于地层而产生的强烈地震波起杀伤破

坏作用,适用于摧毁特定的重要地下目标,如导弹加固发射井、地下指挥控制通

信中心、核生化地下贮存库等。同时对地面建筑物、构筑物也会产生强烈的破坏

作用。如美国的B61—11钻地核弹就是通过这种方式来摧毁目标的。这种钻地核

弹当量可调,是一种战术与战略结合型核武器,其破坏范围为地下数十米至上百

米。

4.水面爆炸

是火球触及水面的爆炸,高度0~60米。水面爆炸的声响和外观类似于地爆。

主要用于破坏和杀伤水面上的舰只、港口设施及人员,并对下风方向的水面和陆

地造成放射性污染。

5.水下爆炸

是指在水下一定深度进行的核爆炸,有浅水、深水(海)爆炸之分。

浅水爆炸,是指水下深度一般不大于60米的核爆炸。水下爆炸主要用于破

坏和杀伤潜艇、水下设施,并在一定范围内造成放射性污染。

深水(海)爆炸,是指深水(海)的深度大于100米时的核爆炸。值得指出

的是,美国十分重视深海爆炸的实验研究,认为深海爆炸更具有军事意义,尤其

是100~150米以下的深海核爆炸,可以有效地破坏、摧毁深潜潜艇。目前,世界

上大多数国家正积极发展深水炸弹,俄罗斯已经研制了核装药的深水炸弹。


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