核武器殺傷破壞效應

造成殺傷破壞的主要因素有：衝擊波、光輻射、早期核輻射、放射性沾染和電磁脈衝。它們在核爆炸總能量中所佔的份額，取決於核武器的類型和爆點的環境條件。增強某種效應的核武器，該種殺傷破壞因素的份額就大大增高。無論哪種核武器爆炸，電磁脈衝的能量份額都很小，但對電子和電氣設備等目標的破壞作用卻很大。

美國讓日本嘗到了原子武器的毀滅性威力，迅速結束了太平洋戰場上的戰爭。

1．曼哈頓計劃

盟軍原子彈計劃於1942年啟動，代號“曼哈頓計劃”。這一計劃在新墨西哥州偏遠的沙漠地帶洛斯阿拉莫斯進行，歷時4年之久，有20多萬人參與，包括十幾名已經獲得或即將獲得諾貝爾獎的科學家。

2．開支及成果

曼哈頓計劃是二戰中最昂貴的計劃，5年中耗費了盟軍約18億美元（相當於今天的180億美元），共研製出4枚原子彈。第一枚於1945年7月16日在新墨西哥州沙漠試爆，爆炸威力是預期威力的4倍，相當於1．9萬噸烈性炸藥TNT的威力。

3．轟炸目標

廣島和長崎起初都不是原子彈的襲擊目標，盟軍將領起初選定的襲擊目標是古都京都。但這被當時的美國陸軍部長亨利·史汀生否決掉了，他想把京都保留給子孫後代。被轟炸前不到兩個星期長崎才被選定為轟炸目標，部分原因是它是為數不多的幾個幾乎未受戰爭破壞的城市之一。

4．鈈的威力

第一枚落在日本的原子彈代號“小男孩”，它的設計非常獨特，是用一台改裝過的發炮裝置將一塊鈾—235射入另一塊鈾中。這枚原子彈於1945年8月6日被投在廣島，相當於1．25萬噸TNT爆炸時的威力。3天之後，另一枚原子彈落入長崎，這次採用的是鈈，威力是廣島原子彈的兩倍。

5．傷亡情況

原子彈爆炸那天廣島大約有32．8萬人，其中有20萬人在5年之內死於原子彈的影響。廣島三分之二的建築都被摧毀。而長崎的約25．9萬人中有7萬人在同一時期內死去。至少有9人在廣島遭襲后逃到了長崎，並且在第二次原子彈爆炸中倖免於難。

核爆炸雖能造成嚴重的殺傷破壞，但認識其特點和規律后，採取適當措施，也是可以防護的。

核爆炸形成的高溫高壓氣團以極高的速度向外膨脹，猛烈壓縮和推動周圍介質所產生的高壓脈衝波。其特性與傳播規律和普通炸藥爆炸的衝擊波相似，但其超壓和動壓值比普通炸藥爆炸時大得多，作用時間也長得多，當壓力恢復到正常值以後，還有較明顯的負壓作用期。衡量衝擊波殺傷破壞能力的主要參數是超壓、動壓（帕斯卡）和正壓作用時間（秒）。當量為萬噸以上的核彈在空中和地面爆炸時，衝擊波是在較大範圍內起殺傷破壞作用的主要因素。它作用於地面形成的地內壓縮波和地震波，對爆心投影點附近地面和地下目標有很大破壞力。觸地或淺地下爆炸形成彈坑的過程，也會對地下目標造成嚴重破壞。核彈在水下爆炸產生的衝擊波，可摧毀水中艦艇和設施。衝擊波對目標的殺傷破壞效應有直接和間接兩類。直接效應主要是超壓的擠壓和動壓的撞擊所致：人員受擠壓、摔擲會發生內臟損傷和外傷；物體被擠壓、推動或拋擲會變形和毀壞。間接效應是被受衝擊波破壞的物體打擊而間接造成的。

亦稱貫穿輻射，核爆炸頭十幾秒內所放出的具有很強貫穿能力的中子和γ射線，主要由彈體內的核反應產生，或從裂變產物中釋放，或由中子與空氣作用放出。早期核輻射可直接或間接使物質電離，造成輻射損傷。中子還可使某些物質產生感生放射性。早期核輻射對人員和物體的損傷程度取決於吸收劑量，單位是戈瑞。早期核輻射的強度由於空氣吸收，隨距離的增加衰減很快。因此，即使千萬噸級的大氣層核爆炸，早期核輻射殺傷破壞半徑也不超過4公里，其主要殺傷破壞對象是人員和電子器件。人員在短時間內受到1戈瑞以上劑量照射時，會發生急性放射病。電子器件在大劑量或高劑量率作用下會嚴重損壞。

核爆炸形成的高溫高壓火球，在頭幾十秒內輻射出極其強烈的光和熱。其強弱用光衝量表示，即火球在發光時間內投射到與光輻射傳播方向垂直的單位面積上的能量。光衝量的單位為焦耳/厘米。大氣能見度差則光衝量值小。其他條件相同時，空中爆炸的光衝量比地面爆炸大。光輻射是核彈空中爆炸和地面爆炸時造成殺傷破壞的重要因素。它對物質的作用主要是熱效應。物體吸收能量后溫度迅速上升，以至燃燒或熔化。因此，物體吸收光輻射的能力對破壞程度有重要影響。光輻射對人員的傷害主要是燒傷，照射到人的體表會引起直接燒傷；使衣服或所處環境著火可造成間接燒傷；強光可使人眼底燒傷或暫時失明，即“閃光盲”。光輻射引起的火災可造成大範圍的破壞。

核爆炸產生的放射性物質所造成的沾染。這類物質有核裂變碎片、感生放射性物質和未反應的核裝料。它們具有γ、β和放射性，半衰期由數秒至數萬年不等。地面放射性沾染程度的大小用照射率表示，通常指在地面以上1米左右高度處單位時間內受到的照射量。照射率的單位為庫侖/千克·小時。物體的沾染程度通常用該物體單位面積（或重量、體積等）上的放射性強度來表示。核武器的當量、爆炸方式和氣象條件，對放射性沾染的程度和分佈有重要影響。條件相同時，地面爆炸造成的沾染比空中爆炸時嚴重得多；同一次爆炸，下風方向比上風方向的沾染嚴重得多。在軍事上，一般以5.2×10庫侖/千克·小時的照射率作為沾染區邊界的參考值。沾染區面積大的可達上千平方公里，人員在核爆炸后數小時甚至數天內一般不能在該區域行動。放射性沾染的主要殺傷對象是人和其他動物。其強度比早期核輻射低得多，但作用的時間卻長得多。它對人員的直接傷害有射線外照射、沾染皮膚造成灼傷和吸入放射性物質造成內照射。環境的沾染還會對人類造成間接危害。

核爆炸產生的強脈衝射線和周圍物質相互作用產生的向外輻射的瞬時電磁場。它的脈衝寬度很窄，頻譜很寬，強度可達到比普通無線電波高百萬倍。當其遇到適當的接收體時，可在瞬間產生很高的電壓和很強的電流，損壞電子或電氣設備，使指揮控制通信系統失靈。爆炸當量相同時，電磁脈衝的強度隨爆高的不同差別很大，其中以超高空核爆炸產生的電磁脈衝效應最強，作用範圍最廣，可達遠離爆心數千公里的目標，對飛行中的衛星和導彈威脅很大。

除上述五種效應外，空中爆炸形成電離層的附加電離區，對短波通信和雷達工作也會產生嚴重影響。

核武器殺傷破壞效應主要有：①衝擊波效應。效應參數是衝擊波超壓、動壓和正壓作用的時間等。衝擊波能在較大範圍內殺傷人員、破壞武器裝備和工程設施等，其殺傷破壞效果主要取決於上述參數值的大小。衝擊波在大氣中傳播時不斷衰減，最後變成聲波。空中核爆炸的衝擊波一般在爆后20～30秒內具有殺傷破壞作用。地面核爆炸或地下核爆炸產生的衝擊波，對地下工事和建築有很大的破壞力。水下核爆炸產生的水中衝擊波，可以摧毀艦艇和水中設施。②光輻射效應。效應參數是光衝量和火球發光時間等。光輻射殺傷破壞效果主要取決於光衝量的大小和作用時間，一般在爆後幾秒到20秒左右。照射到物體上的光輻射一部分能量被物體吸收轉變成熱能，使物體表面溫度升高，甚至使物體灼焦、熔化或燃燒。光輻射可直接燒傷人員皮膚和眼睛，或使衣服、房屋和其他物體著火而造成間接傷害。③早期核輻射效應。效應參數是輻射劑量，一般用吸收劑量表示，以戈［瑞］為單位。對人員和物體的損傷程度取決於吸收劑量大小。由於空氣的吸收和幾何衰減，早期核輻射的強度隨距離衰減較快。當人員受到大劑量的早期核輻射劑量時，會造成急性放射病。電子元器件在大劑量或高劑量率作用下會失效。④放射性沾染效應。其沾染程度用某一時刻的照射量率表示，對人員的危害與早期核輻射類似。放射性沾染效應的特點是作用時間長、範圍廣和危害途徑多種。地面核爆炸時，下風方向沾染的範圍長約百千米，寬約數米至數十千米。面積可達數百至數千平方千米。在爆炸后數小時甚至數天內，能阻滯部隊的行動。⑤核電磁脈衝效應。效應參數是電磁場強度。核電磁脈衝能在很大範圍內造成電子系統與電氣設備的損壞或干擾，甚至使指揮、控制、通信系統失靈。

氣象條件對大氣層核爆炸的殺傷破壞效應也有較大的影響，如大氣能見度差，則到達目標處的光衝量減小；大氣中風速、風向隨高度的變化，對下風方向放射性沾染範圍及其分佈也有較大的影響。核武器雖能造成嚴重的殺傷破壞作用，但通過認識其特點和規律而採取有效的防護措施，可以減輕各種殺傷破壞因素對人員和物體造成的殺傷破壞程度。地下工事、人防工事，以及屏蔽作用的地貌、地物等，對核武器的殺傷破壞都有較好的防護效果；也可以採取抗核加固等措施，來防止或減少核輻射和核電磁脈衝等對電子元器件或電子系統的破壞。