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核武器

核武器

  利用能自持进行的链式裂变反应或聚变反应瞬间释放巨大能量,产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器。核武器一般是指由核弹头及其投掷发射系统组成的武器系统。主要利用铀-235或钚-239等重原子核的链式裂变反应原理制成的核武器,叫做裂变武器,或称原子弹。主要利用重氢(氘)、超重氢(氚)等轻原子核的热核聚变反应原理制成的武器称聚变武器,也称热核武器或氢弹。轻核发生自持热核反应的先决条件是高温、高密度,目前只能由原子弹爆炸来实现。这种专门设计的起爆核装置称为氢弹初级;产生热核反应放出能量和中子并诱发重核裂变反应放出更多能量的氢弹主体部分,称为氢弹次级。现有各种类型的核武器都是以裂变和聚变反应为基础的,有时这两种核反应还互相交错运用(如助爆型原子弹)。中子弹实际上也是一种增强核辐射性能的小型氢弹。

   核武器爆炸时释放的能量,比只装化学炸药的常规武器要大得多。1000克铀全部裂变释放的能量相当于近2万吨梯恩梯炸药的威力;1000克氘完全聚变释放的能量相当于6万吨梯恩梯炸药的威力。核武器释放的总能量通常用爆炸释放相同能量的梯恩梯炸药量来表示,称梯恩梯当量。核武器爆炸不仅释放的能量巨大,而且核反应过程非常迅速,微秒级的时间内即可完成。因此,在爆点周围不大的范围内形成极高的温度和压力,加热并压缩周围空气使之急速膨胀,产生高压冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的光热辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎器。向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用,造成电流的增长和消失过程,器结果又产生电磁脉冲。这些不同于化学炸药爆炸的特征,使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。

   核武器按核装置原理结构的不同可分为原子弹、氢弹和特殊性能核武器;从投射系统不同,可分为核导弹、核航空炸弹、核炮弹、核深水炸弹、核鱼雷、核地雷等;从作战使用划分,可分为战略核武器和战术核武器等。核武器在不同介质中和不同高度(或深度)处爆炸时,其外观景象和杀伤破坏效应差别很大。通常分为空中、地(水)面、地(水)下和高空核爆炸等。核爆炸方式的选择要根据作战任务,目标性质和地形、气象条件等因素确定。

   核武器的出现,是20世纪40年代前后科学技术重大发展的结果。1938年12月,德国化学家 O.哈恩和E.斯特拉斯曼发现了铀原子核裂变现象。1939年8月,在爱因斯坦建议下,美国开始研制原子弹,并发展为代号“曼哈顿工程区”的庞大计划。直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时,美国研制成3颗原子弹。1945年7月16日进行了首次原子弹试验,并于8月6日、9日先后在日本的广岛和长期,投下了仅有的两颗原子弹。随后,1949年8月原苏联也进行了原子弹试验。1952年10月3日英国、1960年2月法国、1964年10月16日中国先后进行了原子弹试验,打破了美国的核袭断。1950年10月31日,美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理试验,但核装置非常笨重不能用作武器。1953年8月,原苏联进行了以固态氘化锂-6为热核燃料的氢弹试验,使氢弹的实用成为可能。中国1966年12月28日用塔爆方式成功地进行了首次氢弹原理试验,1967年6月17日进行了氢弹空爆试验,以世界上最快的速度完成了核武器这两个发展阶段的任务。到80年代末,美国和原苏联已拥有核弹5.4万余枚,总威力约为150亿吨梯恩梯当量。到1989年底为止,双方所进行的核试验次数达1500多次,大量的核试验使核武器的设计技术有了显著的提高,品种、数量不断增加。60年代以来核弹头的重量、尺寸大幅度减小,比威力有了显著提。70年代,核武器的生存能力和命中精度等战术技术性能大大提高,为适应作战的需要,美国、原苏联研制了威力可调、多种运载工具通用的核装置,安全性、可靠性也不断提高。

   核武器的一个发展方向是通过设计调整性能,增强或削弱器中的某些杀伤破坏因素,研制成特殊性能核武器。如增强中子辐射为主要杀伤因素的中子弹;增强X射线辐射的增强X射线弹;减少剩余放射性、突出冲击波、光辐射作用的冲击波弹;增强核电磁脉冲效应的核电磁脉冲弹等。核武器的另一发展方向是核定向能武器。用核爆炸作驱动源,使所释放的能量(包括各种辐射)转换成某种定向能,在特定方向上对远距离的局部目标破坏效能大幅度提高。如核激励X射线激光器等。