伽瑪射線彈

從“第四代核武器”談起

根據工作原理和性能，有人把核武器分為四代。第一代核武器是利用重原子核（如鈾-235和鈈-239）

第四代核武器技術報告

裂變反應原理製成的原子彈，也稱裂變彈。第二代核武器是利用輕元素原子核（如氘、氚）在高溫高壓下發生聚變反應原理製成的氫彈，也稱聚變彈。氫彈由初級和次級兩部分構成，初級引發聚變反應，次級則發生聚變反應並引發重核裂變放出更多能量。第三代核武器是核爆炸驅動的定向能武器，主要包括核爆激勵X激光武器、核爆激勵高功率微波武器和核動能武器。

所謂“第四代核武器”是以核子間的作用為基礎，但性能又不同於現有核武器的新一代核武器。一般認為包括金屬氫武器、核同質異能素武器、反物質武器以及超鈈元素和超重元素武器。下面將重點分析的鉿-178“伽馬射線武器”（簡稱"伽馬彈”）就是一種核同質異能素武器。“第四代核武器”產生的剩餘放射性很小，適於在戰場上使用；而且研製不需要進行核試驗，不受《全面禁止核試驗條約》的限制。因此在軍事和政治方面具有明顯優勢，受到各軍事大國的青睞。但這類武器的研製對基礎研究與實驗設施的要求非常高，只有很少國傢具備研製它的實力。

“第四代核武器”概念的提出者並不是美國主要的核武器研製單位和研究人員，並沒有得到他們的認同和響應。在美國出現了這樣的有趣現象：對於“第四代核武器”，似乎媒體的興趣比專業人員要大，國防部（潛在的使用者）的興趣比能源部（可能的研製者）要大。即便是對其中最“有戲”的“核同質異能素武器”也大體如此，美國有許多科技人員對這種武器持懷疑態度，發表文章強烈反對。

即使如此，美國國防部還是於2002年將“伽馬射線武器”項目列入了“軍事關鍵科學技術”計劃。該項目的研究內容，是用X射線轟擊、觸發同核異能素鉿-178m2，使它以γ射線的方式釋放能量，並利用這個原理做成武器。美國國防信息中心認為它“有可能使作戰的各個方面發生革命性的變化”。國防部高級研究計劃署對此十分重視，設置了一項2年撥款3000萬的鉿同核異能素計劃，建立了專門研究鉿-178m2生產問題的小組。

波長短於0.2埃的電磁波。首先由法國科學家P.V.維拉德發現，是繼α、β射線后發現的第三種原子核射線。原子核衰變和核反應均可產生γ射線。γ射線具有比X射線還要強的穿透能力。當γ射線通過物質並與原子相互作用時會產生光電效應、康普頓效應和正負電子對三種效應。原子核釋放出的γ光子與核外電子相碰時，會把全部能量交給電子，使電子電離成為光電子，此即光電效應。由於核外電子殼層出現空位，將產生內層電子的躍遷併發射X射線標識譜。高能γ光子（>2兆電子伏特）的光電效應較弱。γ光子的能量較高時，除上述光電效應外，還可能與核外電子發生彈性碰撞，γ光子的能量和運動方向均有改變，從而產生康普頓效應。當γ光子的能量大於電子靜質量的兩倍時，由於受原子核的作用而轉變成正負電子對，此效應隨γ光子能量的增高而增強。γ光子不帶電，故不能用磁偏轉法測出其能量，通常利用γ光子造成的上述次級效應間接求出，例如通過測量光電子或正負電子對的能量推算出來。此外還可用γ譜儀（利用晶體對γ射線的衍射）直接測量γ光子的能量。由熒光晶體、光電倍增管和電子儀器組成的閃爍計數器是探測γ射線強度的常用儀器。

伽瑪射線彈：它爆炸后儘管各種效應不大，也不會使人立刻死去，但能造成放射性沾染，迫使敵人離開。所以它比氫彈、中子彈更高級，更有威懾力。

伽馬射線的波長小於0．001納米，由於這種波長非常短，頻率高，因此具有非常大的能量。高能量的伽馬射線對人體的破壞作用相當大，射線一旦進入人體內部，就會與人體細胞發生電離作用，電離所產生的離子能侵蝕複雜的有機分子，如蛋白質、核酸和酶等，它們都是構成活細胞組織的主要成份，一旦它們遭到破壞，就會導致人體內的正常化學過程受到干擾，直至細胞死亡。”通常核爆炸的殺傷力由四個部分組成——衝擊波、光輻射、放射性沾染和貫穿輻射。其中貫穿輻射則主要由伽馬射線和中子流組成。然而，中子的產額較少，只佔核爆炸放出能量的很小一部分。如果一個小型中子彈的殺傷範圍只有兩千米，那麼同當量的伽馬射線彈就會有100公里的殺傷範圍。

伽瑪射線彈除殺傷力大外，還有兩個突出的特點：一是γ射線彈無需炸藥引爆。一般的核彈都裝有高爆炸藥和雷管，所以貯存時易發生事故。而伽瑪射線彈則沒有引爆炸藥，所以平時貯存安全得多。二是伽瑪射線彈沒有爆炸效應。進行這種核試驗不易被測量到，即使在敵方上空爆炸也不易被覺察。因此伽瑪射線彈是很難防禦的，正如美國國防部長科恩在接受德國《世界報》的採訪時說，“這種武器是無聲的、具有瞬時效應”。可見，一旦這個“悄無聲息”的殺手闖入戰場，將成為影響戰場格局的重要因素。

與其他核武器相比，伽瑪射線彈的威力主要表現在以下兩個方面：

一是伽瑪射線的能量大。由於伽瑪射線的波長非常短，頻率高，因此具有非常大的能量。高能量的γ射線對人體的破壞作用相當大，當人體受到γ射線的輻射劑量達到200－600雷姆時，人體造血器官如骨髓將遭到損壞，白血球嚴重地減少，內出血、頭髮脫落，在兩個月內死亡的概率為0－80%；當輻射劑量為600－1000雷姆時，在兩個月內死亡的概率為80－100%；當輻射劑量為1000－1500雷姆時，人體腸胃系統將遭破壞，發生腹瀉、發燒、內分泌失調，在兩周內死亡概率幾乎為100%；當輻射劑量為5000雷姆以上時，可導致中樞神經系統受到破壞，發生痙攣、震顫、失調、嗜眠，在兩天內死亡的概率為100%。

二是伽瑪射線的穿透本領極強。伽瑪射線是一種殺人武器，它比中子彈的威力大得多。

中子彈是以中子流作為攻擊的手段，但是中子的產額較少，只佔核爆炸放出能量的很小一部分，所以殺傷範圍只有500－700米，一般作為戰術武器來使用。伽瑪射線的殺傷範圍，據說為方圓100萬平方公里，這相當於以阿爾卑斯山為中心的整個南歐。因此，它是一種極具威懾力的戰略武器。

這種新型炸彈介於核武器和常規武器之間，威力巨大，但又能避開國際社會對於核武器的種種限制。這種炸彈的工作原理是令某些放射性元素在極短的時間內迅速衰變，從而釋放出大量的伽馬射線，但又不引起核裂變或是核聚變。爆炸后出現放射性沾染，由於伽馬射線可以穿透人體，所以對人的傷害很大，氫彈也可以這樣，但是伽馬射線彈的爆炸聲小，威力大。它不會像核炸彈那樣造成大量的放射性塵埃，但是所釋放的伽馬射線的殺傷力比常規炸彈高數千倍。

伽瑪射線

一般來說，核爆炸（比如原子彈、氫彈的爆炸）的殺傷力量由四個因素構成：衝擊波、光輻射、放射性沾染和貫穿輻射。其中貫穿輻射則主要由強γ射線和中子流組成。

由此可見，核爆炸本身就是一個γ射線光源。通過結構的巧妙設計，可以縮小核爆炸的其他硬殺傷因素，使爆炸的能量主要以γ射線的形式釋放，並儘可能地延長γ射線的作用時間（可以為普通核爆炸的三倍），這種核彈就是伽瑪射線彈。

1999年美國達拉斯大學的卡爾·科林斯教授發現，鉿的這種衰變特性能夠用來製造炸彈。在當時的試驗中，使用的鉿釋放出了比輸入能量高70倍的能量，從理論上說，鉿元素還能釋放更高的能量。”

1克鉿元素所包含的能量，相當於50千克的TNT炸藥，而且鉿炸彈還不需要像核彈那樣必須用足夠多的質量來達到臨界狀態。因此，伽馬射線炸彈技術使美軍能夠開發質量和體積比常規炸彈更小、而威力更加巨大的彈頭。

對“伽馬彈”原理的異議

“伽馬彈”的原理提出后，美國國防部給予高度重視；但能源部並未明確支持，許多科學家對它表示懷疑，包括幾個核武器實驗室的專家。反對的理由，一是懷疑“伽馬彈”的原理，認為理論和實驗數據都不足以證明其可行性；二是認為即使原理成功也不能成為炸彈，而且研究這種炸彈不利於軍備控制，甚至會引發新的軍備競賽。下面就從這兩方面談談。

許多科學家不相信柯林斯的實驗結果和理論解釋。持懷疑態度的科學家認為：鉿-178m2是鉿-178的激發態，激發能級為2.5兆電子伏特。提出用幾十千電子伏特X射線去觸發鉿-178m2衰變，違背了人們所熟悉的核物理概念。物理學家還提出：異常的實驗現象應該用超常細緻的實驗去證實。洛斯阿拉莫斯、利弗莫爾等美國核武器實驗室的一些科學家，用阿貢實驗室的同步加速器認真地重複這個實驗。他們發現，即便所提供的X射線強度比醫用X射線機大5個量級，觸發鉿-178m2衰變的概率也比柯林斯等宣布的結果低5～6個量級。

在能源部科學家公布實驗結果后，柯林斯教授等又到日本的同步輻射加速器上進一步實驗，宣稱仍然得到X射線觸發鉿-178m2衰變的肯定結果。並解釋說，能源部科學家所用的X射線能量太高，因此沒有能看到共振觸發的現象。對於柯林斯的新實驗結果，仍然有科學家提出懷疑，認為公布的數據不充分，無法看出整個實驗數據的穩定程度；而且柯林斯的理論解釋不符合已經存在的核物理原理，很值得懷疑。從實驗上講，是否真正存在X射線觸發鉿-178m2衰變的共振現象？共振觸發截面是否比理論預計的截面高出幾個量級？科學家仍然存在嚴重分歧，看來還不是很快能得到統一認識。

總之，用X射線觸發鉿-178m2同核異能態衰變的實驗本身存在著疑點，對同核異能態受激衰變的理論存在著爭論，鉿-178m2彈的原理尚沒有得到確切的證實。

據最新情報：目前針對伽瑪射線彈的研製，中國方面還處於理論和實驗室階段，離研製成功還有一段距離。而據美國權威雜誌《核戰略最新動態》報道；中國的伽瑪射線武器的研製和美國相比至少相差十至十五年的時間，五角大樓的分析報告指出，美國將在2008之前進行第一階段的核試驗，最晚在2012年之前完成實戰需要。

核彈九類

1.原子彈

2.氫彈

3.中子彈

4.電磁脈衝彈

5.伽瑪射線彈

6.感生輻射彈

7.衝擊波彈

8.紅汞核彈

9.三相彈

核武榜

1.核武器始祖———原子彈

2.核家族的大個子———氫彈

3.殺人核武器———中子彈

4.制癱核武器———電磁脈衝彈

5.無害的核武器———衝擊波彈

6.環境殺手———伽瑪射線彈

7.“新生嬰兒”———感生輻射彈