核弹爆炸之后……

2013-04-29 10:24
OV海外文摘 2013年5期
关键词:火球核辐射核弹

核武器是有史以来最具毁灭力量的大规模杀伤性武器,引爆一枚核弹将对环境产生极为恶劣的破坏性影响。核弹爆炸时,将产生冲击波、热辐射、中子辐射、软X射线和伽马射线辐射、电磁脉冲(EMP),并对高层大气产生电离作用。根据引爆地点的不同,冲击波效应还可分别表现为地面冲击波、水下冲击波、大气真空、地面崩塌;最后,还有大量的放射性落下灰。

冲击波与辐射

核爆释放的能量以三种不同的形式对周围环境产生影响:冲击波、热辐射和核辐射,而武器当量、爆炸地点以及环境特征会对三种能量的分布产生影响。当一枚千吨当量的中等级别核弹在低空大气中引爆时,释放能量的大致分布为:

50%为冲击波;

35%为热辐射,由宽幅电磁频谱组成,包括红外线、可见光和紫外线,以及一些爆炸瞬间释放出的软X射线;

15%为核辐射。其中包括5%的电离辐射,主要由爆炸后一分钟内释放出的中子和伽马射线组成,余下的10%为剩余核辐射,它表现为放射性落下灰。

(根据当量以及爆炸地点的不同,这三种能量的分布会有很大变化)

核弹在爆炸时所释放的巨大能量能瞬间将爆炸中心加热到数千万摄氏度的温度(普通爆炸通常只产生几千摄氏度的温度),在这样的高温下,核弹的非裂变部分将在瞬间被气化。不同于普通炸弹以动能释放能量,核弹通过大量的电磁辐射释放能量。核弹在大气中被引爆后,主要由软X射线(X射线波长略大于0.5纳米的被称作软X射线,波长短于0.1纳米的叫做硬X射线)组成的电磁辐射会在瞬间将周围几米范围内的大气加热到极高的温度,耀眼炽热的空气球和气化的武器残骸就形成了所谓的火球,火球形成之后会急速膨胀和上升。在核弹引爆几微秒后,火球直径将达到150米,10秒钟后直径将达到2200米,同时火球以100米/秒的速度上升,急速膨胀并剧烈地压缩着外围大气,由此产生了威力巨大的冲击波。

当膨胀到最大直径后,火球开始冷却,大约一分钟之后火球的温度将下降到无法再释放大量热辐射的水平,这种上升运动和冷却过程共同形成了标志性的蘑菇云。当火球冷却时,被气化的内部物质将形成固态尘埃云。如果在空中爆炸,这些尘埃云看起来就像一朵正常的白云一样;而如果在地面爆炸,由于火球的气化作用和强劲上升气流的吸引作用,蘑菇云内部将含有大量被气化的地面物质,这会使蘑菇云呈现出肮脏的棕色。核弹爆炸所产生的放射性同位素和中子辐射会污染这些尘埃,下降到地面形成放射性落下灰。

几种核爆类型

冲击波、热辐射和核辐射所产生的后果很大程度上取决于引爆高度,因此核爆通常被划分为空中爆炸、地面爆炸、地下爆炸和高空爆炸。

空中爆炸:空中爆炸指发生在海拔30千米以下,且火球不接触地面的核爆。这种核爆产生的冲击波将对地面造成巨大的破坏和杀伤。其高度可以通过调整以达到最大的冲击波效应、热辐射效应和核辐射效应,或实现三者的平衡搭配。空中爆炸可以有效增加对暴露的人类皮肤和眼睛的伤害半径,此外还可以减小放射性落下灰的危害,因为空中爆炸产生地面尘埃很少,但如果下雨的话还是会产生局部落下灰。在战术上,空中爆炸最有可能用来对付地面部队。

地面爆炸:地面爆炸指发生在地球表面或贴近地球表面的核爆,火球因此能接触到地面或水面。在这种情况下,冲击波、热辐射和核辐射的作用范围将小于同当量的空中爆炸。地面爆炸的优势在于,受放射性落下灰影响的顺风区域非常大,这会对一大片土地造成严重的核污染。

地下爆炸:地下爆炸指发生在地下或水下的核爆。和地面爆炸类似,地下爆炸通常会产生地表崩塌。如果爆炸没能穿透地表,那么这种核爆就只能以地面或水面冲击波来形成破坏,如果能穿透表面,那么同样也将出现冲击波、热辐射以及核辐射效应,但效果要小于同当量的地面爆炸。此外,发生穿透的地下核爆将导致极其严重的放射性落下灰污染。

高空爆炸:高空爆炸指发生在海拔30千米以上的核爆。核弹在释放能量的过程中产生的软X射线将更多的空气分子加热,因此火球要大得多,而且膨胀速度要迅速得多。高空爆炸产生的致电离辐射在被吸收之前能够传播数百千米,并产生明显的高层大气电离效应。高空核爆之后大气通信将遭受严重破坏,同时还会产生密集的电磁辐射(EMP),摧毁复杂的电子设备或给其性能带来严重影响。虽然电磁辐射对生物体不会产生杀伤效果,但它能破坏关键的医疗设备。

核弹高空引爆所产生的电磁脉冲能对1000千米以外的军事电子设备造成威胁。高空核电磁脉冲(HEMP)能使通信系统失效,甚至能使距爆炸地点十分遥远的电网失效。

虽然核爆时产生的热辐射、EMP、致电离辐射都能造成杀伤和破坏,但它们都会快速衰减。百万吨当量以下的核爆对目标的杀伤在很大程度上还是要依靠冲击波,比如地下堡垒和核弹发射井等重要目标,冲击波实际上是唯一有效的破坏形式。

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