5. 核弹
原子核裂变的链式反应， 会放出巨大的能量， 它的发展同时存在两条途径： 一条是有效地控制核裂变的速率， 使原子核反应释放出的能量作为强大的动力加以利用； 另一条是对核裂变不加以控制， 使原子核反应的巨大能量在极短时间里释放出来， 就会成为原子弹而发生强烈的爆炸。
1945 年8 月6 日和9 日， 美国空军分别在日本广岛和长崎两个地区各投下了一颗原子弹。结果， 使广岛这个城市60 % 的地区遭到破坏， 估计有71000 人死亡和失踪， 68000 人受伤， 被杀伤的除1 ～2 万是日本军队以外， 其余全是市民。长崎市因地形崎岖坎坷， 损失比广岛要小一些， 但也有44 % 的地区被毁， 死亡35000 人， 伤60000 人。
原子弹作为毁灭性的杀人武器， 它的威力的确是一般炸弹所无法比拟的。原子弹的杀伤作用主要有四种因素：( 1) 光辐射。原子弹爆炸时产生的光辐射与我们日常接触到的太阳光和灯光在本质上是相同的， 只是它的能量巨大、温度极高， 因此具有杀伤破坏作用。一个中型的原子弹在空中爆炸时， 光辐射直接烧伤皮肤和烧着物体的杀伤破坏半径约为几公里， 而对视网膜烧伤的杀伤半径可达三四十公里。
( 2) 冲击波。它占原子弹爆炸时放出的全部能量的50 % ，是起主要杀伤破坏作用的部分。原子弹爆炸出现闪光之后， 紧接着出现一个高温高压的火球， 火球在很短的时间内猛烈地膨胀而压缩周围的空气， 形成每秒几百米的高速和几十到几百个大气压的高压气浪。这个气浪就是冲击波， 它的超声速传播， 使人的内脏受到损伤， 使物体毁坏或者翻倒。
( 3) 贯穿辐射。原子弹爆炸后， 最初几秒到十几秒钟内放出的γ射线和中子流形成贯穿辐射， 是原子弹特有的杀伤破坏作用。贯穿辐射可以使组成人体的分子电离而产生一系列变化， 如使某些器官功能失调， 严重时导致死亡。( 4) 放射性污染。它是由放射性物质造成的对地面、空气、水和其他物体的污染， 并使人和各种生物受到伤害。它来自多个方面： 核裂变产生的碎片、没有来得及裂变就被炸散了的核装料、大量中子产生的感生放射性等。
原子弹的杀伤威力来自于核裂变， 它实际上也就是一个核反应装置。原子弹的主要组成部分是核装料、引爆装置和弹壳。原子弹的核装料一般采用铀-235 ( 235 U) 和钚239239 ( Pu)， 分别叫做铀弹和钚弹。像铀和钚这样核裂变94物质， 只有在它们的体积和质量超过一定的数值， 即临界值之后， 才会引起爆炸。对于球形铀块来说， 临界质量大约是1 公斤。但是， 由于爆炸时核装料的燃烧效率并不是100 % ， 所以一般情况下一颗铀弹装铀-235 大约为16 ～25 公斤，而钚弹则为5 ～8 公斤。
按照原子弹的引发方式不同， 可以分为“枪式”原子弹和“内爆式”原子弹。在枪式原子弹中， 一块小于临界质量的核裂变物质就被固定在弹筒的一端， 而靠烈性炸药的爆炸把另一块小于临界质量的裂变物质迅速推向固定的那一块，二块合拢而达到质量超临界发生爆炸。美国扔在日本广岛的原子弹就是这一种。在“内爆式”原子弹中， 弹筒内壁有一些小于临界质量的球形裂变物质， 在裂变物质周围装了一些普通烈性炸药。当雷管引爆炸药后， 形成一种球面向心冲击波， 迅速向内压缩核装料， 使它达到超临界而发生爆炸。美国扔在日本长崎的那颗原子弹就是这一种。
这样看来， “原子弹”这一名称也不符实， 应称为原子核弹。但是， 原了弹这一名称已广泛流行， 已是约定成俗的叫法。我们这里统称核弹， 是一个更广义的名称， 它还包括氢弹和中子弹。
氢弹是利用轻元素原子核产生聚变反应， 即热核反应，在很短时间内放射出的巨大能量而起杀伤破坏的一种核武器。氢弹实际上就是一颗外面用聚变材料包装起来的原子弹， 它的热核装料一般是氘和氚。氘和氚是氢的同位素， 氢是很难发生聚变的， 氘比氢容易， 而氚是比较容易发生聚变， 但它的含量比较少。氘比氚丰富得多， 所以采用氘-氚聚变相对来说是比较合适的， 氢弹的核装料一般都采用氘和氚。氢弹的爆炸实际是两个爆炸过程， 先是里层的原子弹发生爆炸， 并产生上千万度以上的高温， 使外层的核聚变材料发生核聚变反应， 同时释放出巨大的聚变能来。由于氘―氚聚变反应产生的高能中子能使铀-238 发生裂变并放出能量， 因此有些氢弹的热核装料外面又包上了一层价格比较便宜的铀-238 外壳。这样可以进一步增强整个氢弹的爆炸威力。由于核聚变反应没有临界质量的限制， 聚变材料装量的变化范围可以很大， 所以氢弹的威力也可以在一个很大的范围里变化。
中子弹是在原子弹和氢弹的基础上产生的。氢弹是一种裂变和聚变反应相结合的核弹， 尽管它产生的四种杀伤破坏效应在能量分配上所占的比例与原子弹还有所不同， 但是它所产生的冲击波与热辐射的效应仍占很大的优势。这就是说， 原子弹和氢弹爆炸后留下的只能是一大片放射性严重污染的废墟。出于战术上的考虑， 需要一种小型轻便、放射性污染比较小、破坏力较弱， 而相对杀伤力又比较强的新型核武器。中子弹就是基于这种想法而设计出来的。
中子弹的具体设计是一些国家的高度机密。我们只能根据目前已有的资料， 对中子弹的结构作出推测。中子弹的原理与不装配铀-238 外壳的氢弹差不多， 即首先引爆炸药， 使作为热核反应点火装置用的超小型钚弹里的钚-239 压拢而达到超临界值， 以发生爆炸性的核裂变。再通过核裂变产生的几百万度的高温和近百亿个大气压的高压使中子弹内的热核装料氘和氚产生聚变反应， 引起中子弹爆炸并放出大量的中子和能量。储氘器是中子弹的心脏， 它的内部装有超高压状态的氘-氚混合物。它也是中子弹中最难制作的一个部件。储氚器外部的高密度聚苯乙稀在中子弹爆炸过程中起保住能量帮助聚变的作用。
中子弹的出现， 可以说是军备竞赛的产物。随着许多国家研制核武器的成功和军备竞赛的升级， 目前全世界核武器的数量已足够把整个地球炸毁若干次。潜在的核战争危险威胁着全人类。但是， 和平是人类的共同愿望， 世界上不断地掀起反对核军备竞赛升级的和平运动。为了打破少数国家的核垄断与核讹诈， 我国于1964 年成功地试验了第一颗原子弹； 1967 年又成功地试验了第一颗氢弹。同时我国政府也向世界作出承诺： 中国发展核武器是为了消灭核武器， 所以决不会首先使用核武器。
核裂变的发现像一把双刃利剑， 对它以不同方式和不同目的加以应用， 就会产生不同的后果。把它用于动力， 就会造福于人类； 把它用于制造武器， 就会给人类带来巨大的灾难。就在美国制成原子弹之前， 许多科学家便开始呼吁不要使用这种毁灭性的武器。美国把原子弹扔到日本之后， 更多的科学家意识到， 科学家应该考虑科学研究的社会后果， 应该具有强烈的社会责任感， 而努力使科学成为造福于人类而不是危害人类的生存的工具。
1945 年8 月6 日和9 日， 美国空军分别在日本广岛和长崎两个地区各投下了一颗原子弹。结果， 使广岛这个城市60 % 的地区遭到破坏， 估计有71000 人死亡和失踪， 68000 人受伤， 被杀伤的除1 ～2 万是日本军队以外， 其余全是市民。长崎市因地形崎岖坎坷， 损失比广岛要小一些， 但也有44 % 的地区被毁， 死亡35000 人， 伤60000 人。
原子弹作为毁灭性的杀人武器， 它的威力的确是一般炸弹所无法比拟的。原子弹的杀伤作用主要有四种因素：( 1) 光辐射。原子弹爆炸时产生的光辐射与我们日常接触到的太阳光和灯光在本质上是相同的， 只是它的能量巨大、温度极高， 因此具有杀伤破坏作用。一个中型的原子弹在空中爆炸时， 光辐射直接烧伤皮肤和烧着物体的杀伤破坏半径约为几公里， 而对视网膜烧伤的杀伤半径可达三四十公里。
( 2) 冲击波。它占原子弹爆炸时放出的全部能量的50 % ，是起主要杀伤破坏作用的部分。原子弹爆炸出现闪光之后， 紧接着出现一个高温高压的火球， 火球在很短的时间内猛烈地膨胀而压缩周围的空气， 形成每秒几百米的高速和几十到几百个大气压的高压气浪。这个气浪就是冲击波， 它的超声速传播， 使人的内脏受到损伤， 使物体毁坏或者翻倒。
( 3) 贯穿辐射。原子弹爆炸后， 最初几秒到十几秒钟内放出的γ射线和中子流形成贯穿辐射， 是原子弹特有的杀伤破坏作用。贯穿辐射可以使组成人体的分子电离而产生一系列变化， 如使某些器官功能失调， 严重时导致死亡。( 4) 放射性污染。它是由放射性物质造成的对地面、空气、水和其他物体的污染， 并使人和各种生物受到伤害。它来自多个方面： 核裂变产生的碎片、没有来得及裂变就被炸散了的核装料、大量中子产生的感生放射性等。
原子弹的杀伤威力来自于核裂变， 它实际上也就是一个核反应装置。原子弹的主要组成部分是核装料、引爆装置和弹壳。原子弹的核装料一般采用铀-235 ( 235 U) 和钚239239 ( Pu)， 分别叫做铀弹和钚弹。像铀和钚这样核裂变94物质， 只有在它们的体积和质量超过一定的数值， 即临界值之后， 才会引起爆炸。对于球形铀块来说， 临界质量大约是1 公斤。但是， 由于爆炸时核装料的燃烧效率并不是100 % ， 所以一般情况下一颗铀弹装铀-235 大约为16 ～25 公斤，而钚弹则为5 ～8 公斤。
按照原子弹的引发方式不同， 可以分为“枪式”原子弹和“内爆式”原子弹。在枪式原子弹中， 一块小于临界质量的核裂变物质就被固定在弹筒的一端， 而靠烈性炸药的爆炸把另一块小于临界质量的裂变物质迅速推向固定的那一块，二块合拢而达到质量超临界发生爆炸。美国扔在日本广岛的原子弹就是这一种。在“内爆式”原子弹中， 弹筒内壁有一些小于临界质量的球形裂变物质， 在裂变物质周围装了一些普通烈性炸药。当雷管引爆炸药后， 形成一种球面向心冲击波， 迅速向内压缩核装料， 使它达到超临界而发生爆炸。美国扔在日本长崎的那颗原子弹就是这一种。
这样看来， “原子弹”这一名称也不符实， 应称为原子核弹。但是， 原了弹这一名称已广泛流行， 已是约定成俗的叫法。我们这里统称核弹， 是一个更广义的名称， 它还包括氢弹和中子弹。
氢弹是利用轻元素原子核产生聚变反应， 即热核反应，在很短时间内放射出的巨大能量而起杀伤破坏的一种核武器。氢弹实际上就是一颗外面用聚变材料包装起来的原子弹， 它的热核装料一般是氘和氚。氘和氚是氢的同位素， 氢是很难发生聚变的， 氘比氢容易， 而氚是比较容易发生聚变， 但它的含量比较少。氘比氚丰富得多， 所以采用氘-氚聚变相对来说是比较合适的， 氢弹的核装料一般都采用氘和氚。氢弹的爆炸实际是两个爆炸过程， 先是里层的原子弹发生爆炸， 并产生上千万度以上的高温， 使外层的核聚变材料发生核聚变反应， 同时释放出巨大的聚变能来。由于氘―氚聚变反应产生的高能中子能使铀-238 发生裂变并放出能量， 因此有些氢弹的热核装料外面又包上了一层价格比较便宜的铀-238 外壳。这样可以进一步增强整个氢弹的爆炸威力。由于核聚变反应没有临界质量的限制， 聚变材料装量的变化范围可以很大， 所以氢弹的威力也可以在一个很大的范围里变化。
中子弹是在原子弹和氢弹的基础上产生的。氢弹是一种裂变和聚变反应相结合的核弹， 尽管它产生的四种杀伤破坏效应在能量分配上所占的比例与原子弹还有所不同， 但是它所产生的冲击波与热辐射的效应仍占很大的优势。这就是说， 原子弹和氢弹爆炸后留下的只能是一大片放射性严重污染的废墟。出于战术上的考虑， 需要一种小型轻便、放射性污染比较小、破坏力较弱， 而相对杀伤力又比较强的新型核武器。中子弹就是基于这种想法而设计出来的。
中子弹的具体设计是一些国家的高度机密。我们只能根据目前已有的资料， 对中子弹的结构作出推测。中子弹的原理与不装配铀-238 外壳的氢弹差不多， 即首先引爆炸药， 使作为热核反应点火装置用的超小型钚弹里的钚-239 压拢而达到超临界值， 以发生爆炸性的核裂变。再通过核裂变产生的几百万度的高温和近百亿个大气压的高压使中子弹内的热核装料氘和氚产生聚变反应， 引起中子弹爆炸并放出大量的中子和能量。储氘器是中子弹的心脏， 它的内部装有超高压状态的氘-氚混合物。它也是中子弹中最难制作的一个部件。储氚器外部的高密度聚苯乙稀在中子弹爆炸过程中起保住能量帮助聚变的作用。
中子弹的出现， 可以说是军备竞赛的产物。随着许多国家研制核武器的成功和军备竞赛的升级， 目前全世界核武器的数量已足够把整个地球炸毁若干次。潜在的核战争危险威胁着全人类。但是， 和平是人类的共同愿望， 世界上不断地掀起反对核军备竞赛升级的和平运动。为了打破少数国家的核垄断与核讹诈， 我国于1964 年成功地试验了第一颗原子弹； 1967 年又成功地试验了第一颗氢弹。同时我国政府也向世界作出承诺： 中国发展核武器是为了消灭核武器， 所以决不会首先使用核武器。
核裂变的发现像一把双刃利剑， 对它以不同方式和不同目的加以应用， 就会产生不同的后果。把它用于动力， 就会造福于人类； 把它用于制造武器， 就会给人类带来巨大的灾难。就在美国制成原子弹之前， 许多科学家便开始呼吁不要使用这种毁灭性的武器。美国把原子弹扔到日本之后， 更多的科学家意识到， 科学家应该考虑科学研究的社会后果， 应该具有强烈的社会责任感， 而努力使科学成为造福于人类而不是危害人类的生存的工具。
