軍事科普:世界有多少核彈頭,核彈威力到底有多大,躲在地下能逃過一劫嗎?
發(fā)布時(shí)間:2021-06-28
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核彈的威力一般用當(dāng)量為單位,距離以米或千米為單位。現(xiàn)在我們就來量化說說核彈對(duì)人類造成的危害。

核彈的當(dāng)量

核彈的威力是用TNT炸藥的爆炸威力來衡量的,TNT是現(xiàn)代最常見的黃色烈性炸藥,1kg爆炸能量為4181000J(焦耳),1噸就是4184000000J。核彈有兩種,即采用鈾、钚等重元素的核裂變武器,采用氘、氚、鋰-6和化合物氘化鋰-6等制造的核聚變武器。實(shí)際上現(xiàn)代在服役的核武器,基本都是以核聚變?yōu)橹?,核聚變和核裂變混成的核武器?/p>

核彈的爆發(fā)威力是根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程來計(jì)算的,質(zhì)能方程的表達(dá)式為:E=MC^2,這里的E表示能量,M表示質(zhì)量,C表示光速。質(zhì)量乘以光速就是得到的能量。根據(jù)鈾235裂變反應(yīng)式,1kg鈾235在裂變中質(zhì)量會(huì)虧損0.0912%,也就是說有0.912g質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量了,這個(gè)能量有多大呢?根據(jù)公式計(jì)算可得19617.6噸TNT炸藥的威力。

氫彈完全聚變釋放的能量則比核裂變高出約6~7倍,也就是1kg核聚變材料完全釋放可以達(dá)到12~14萬噸TNT炸藥爆炸威力。但事實(shí)上,核彈爆炸很難完全釋放全部能量,這是因?yàn)楸ㄟ^程太快,很多材料還沒來得及參與反應(yīng)就被炸飛了。

如人類最早用于實(shí)戰(zhàn)的原子彈,美國投放到日本廣島的“小男孩”,裝有64kg的鈾235,但爆炸威力只達(dá)到1.3萬噸當(dāng)量,這算起來只有不到1kg的鈾完全裂變威力,只有約0.66g質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化成了能量。因此,核彈的威力并不以裝藥多少來計(jì)算威力,而是要以實(shí)際質(zhì)能轉(zhuǎn)化效果衡量。

人們一般將核彈頭爆炸威力稱為“xx萬噸”,就是達(dá)到多少萬噸TNT炸藥爆炸威力的意思。

全球現(xiàn)在擁有的核彈

瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所(SIPRI)是一個(gè)國際核武統(tǒng)計(jì)權(quán)威機(jī)構(gòu),每年都會(huì)發(fā)布一個(gè)核彈擁有情況報(bào)告,根據(jù)去年年度報(bào)告數(shù)據(jù)披露,截至2020年1月份,全球擁核國家有9個(gè),核彈頭的庫存總量為1.34萬枚。

這些擁核國家國際正式承認(rèn)的只有5個(gè),即聯(lián)合國五常理事國:美國、俄羅斯(繼承前蘇聯(lián))、法國、英國、中國;以色列自己沒公開承認(rèn)擁核,巴基斯坦、印度、朝鮮的擁核地位沒有得到國際承認(rèn)。核彈頭擁有量美俄兩國就占了12175枚,占世界總量的90%以上;俄羅斯占有6375枚,占世界總量的47.6%。

在擁核強(qiáng)國,軍隊(duì)裝備的核武器已形成不同威力的完整系列。特大當(dāng)量核武器,達(dá)到千萬噸級(jí),如前蘇聯(lián)的SS一9型洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈,單彈頭當(dāng)量為2500萬噸;最小的核武器,如美國的w54特種核地雷,當(dāng)量僅為10噸。

現(xiàn)在世界核彈頭大多數(shù)是多彈頭裝置,如美國的W87核彈頭,每枚導(dǎo)彈可以裝備10~12個(gè)彈頭,每個(gè)彈頭核當(dāng)量為30~47.5萬噸。

核彈的殺傷范圍

先說一個(gè)實(shí)例:

“小男孩”是人類第二次引爆的一枚核彈,但與第一枚試驗(yàn)彈不同,這一枚是人類首次用于實(shí)戰(zhàn)~轟炸日本廣島。前面說了,這枚核彈最終的爆炸當(dāng)量只有1.3萬噸,幾乎是后來各國所有試爆的核彈中最小的。

1945年8月6日,美軍飛行員保羅·提貝茲駕駛B-29轟炸機(jī)埃諾拉·蓋伊號(hào)到達(dá)廣島上空,在9448米高度投下了核彈,當(dāng)核彈下降到548米時(shí)爆炸了,這時(shí)是日本當(dāng)?shù)貢r(shí)間8點(diǎn)15分,爆后人們發(fā)現(xiàn),廣島所有時(shí)鐘都定格在8點(diǎn)15分。

廣島是日本本州島西部港口城市,是日本當(dāng)時(shí)的重要軍事工業(yè)基地,有人口40萬。由于許多城市遭到轟炸,日本當(dāng)局預(yù)感廣島遲早要挨炸,因此疏散了部分人口,市區(qū)只剩下人口24.5萬了。但令當(dāng)局沒有想到的不是受到常規(guī)轟炸,而是從未有過的恐怖大炸彈~核彈。

這個(gè)小小核彈導(dǎo)致當(dāng)場被炸死7萬余人,約有同樣人數(shù)受傷,隨后大量的人死于核塵埃放射性污染引起的疾病,截止1950年止,預(yù)計(jì)由于核爆導(dǎo)致當(dāng)時(shí)和后續(xù)死亡人數(shù)達(dá)到20萬。

爆炸傷害過程:

光輻射:是核爆的第一波打擊。這個(gè)能量占核爆的35%,爆炸高能粒子讓周邊空氣達(dá)到數(shù)十萬度,爆發(fā)出強(qiáng)光以光速傳播,因此當(dāng)人們還沒有看到任何爆炸動(dòng)靜時(shí),白光鋪天蓋地照過來,讓人體受到燒傷、致盲、甚至氣化,房屋設(shè)備燒毀等;光輻射幾秒后變成強(qiáng)烈紅外線輻射,讓地表受到的照射達(dá)到平時(shí)太陽的1000倍,溫度最高可達(dá)6000℃,幾乎可以燒毀爆心周邊數(shù)百米內(nèi)一切。

沖擊波:是核爆第二波打擊。爆炸瞬間,中心氣壓達(dá)到數(shù)十萬個(gè)海平面大氣壓強(qiáng),并以每秒440米的超音速向四周擴(kuò)散,這種氣浪達(dá)到的風(fēng)速相當(dāng)12級(jí)臺(tái)風(fēng)的10倍。爆心風(fēng)壓達(dá)到35個(gè)大氣壓,相當(dāng)1m^2面積受到350噸壓力,摧枯拉朽;到達(dá)1km半徑風(fēng)壓還有10個(gè)大氣壓,除了堅(jiān)固的鋼筋混凝土建筑,一些木屋全部被摧毀。

這時(shí),被光輻射碳化的人和一切,會(huì)被沖擊波吹得無影無蹤。

放射線:是隨著光輻射幾乎同時(shí)到來的打擊。核爆會(huì)發(fā)射出大量的α射線、β射線和γ射線,還有中子。距測算沖擊地表的快中子數(shù)量約達(dá)到12000億個(gè)/cm^2,慢中子(熱中子)數(shù)量約達(dá)90000億個(gè)/cm^2。這些射線和高能中子會(huì)打斷生物機(jī)體的DNA分子鍵,導(dǎo)致人類瞬間死亡或致病致癌死亡。

黑雨:是核爆導(dǎo)致的放射性沾染。核爆炸形成巨大蘑菇云,里面含有大量核輻射塵埃,這些塵埃與水汽混合在一起,形成了黑雨降落在廣島一帶,這種具有高放射性的黑雨淋到人的皮膚上,污染了河流和飲水,許多不知情的核爆幸存者被這些輻射傷害,大多數(shù)在短短幾日內(nèi)死亡。

據(jù)一些資料披露,廣島核爆炸爆心500米以內(nèi)的人們,90%以上當(dāng)場或當(dāng)日死亡;500~1000米內(nèi)的人們,70%左右當(dāng)場或當(dāng)日死亡;幸存者50%的人6天內(nèi)死亡,12天內(nèi)有75%的人死亡;直到1945年11月,爆心500米以內(nèi)的人98~99%已經(jīng)死亡;500~1000米范圍的人,90%死亡;1945年8月到12月,死亡人數(shù)達(dá)到9~12萬。

截至1999年,廣島市依然將相生橋附近的地區(qū)(爆心)列為放射污染區(qū)。這一切都僅僅是因?yàn)獒尫帕艘活w小小的核彈,這顆核彈爆炸當(dāng)量只有1.3萬噸,而現(xiàn)在隨便一枚核彈頭都有數(shù)十萬噸,大的達(dá)到數(shù)千萬噸。

日本被逼無條件投降

過了3天,1945年8月9日,美國又在日本長崎投下了第二枚叫“胖子”的原子彈,這枚原子彈爆炸當(dāng)量達(dá)到2萬噸。這顆原子彈終于摧毀了日本當(dāng)局最后一絲僥幸,他們不知道老美還有幾顆原子彈,為了避免滅種,決定無條件投降。

其實(shí)當(dāng)時(shí)美國只制造了3枚核彈,其中一枚試爆用掉了,這兩枚投在了日本廣島和長崎,已經(jīng)沒了。當(dāng)然老美還能夠制造出來,但這需要時(shí)間。幸好保密做得好,日本終于不敢再心存僥幸了,8月15日日本天皇向全世界發(fā)出無條件投降的講話。

美國用摧毀幾十萬人生命的代價(jià),結(jié)束了戰(zhàn)爭。當(dāng)時(shí)的世界一片歡呼聲,當(dāng)然也包括中國。政治家、軍事家普遍認(rèn)為,如果日本堅(jiān)持不投降,只能用常規(guī)戰(zhàn)爭方法攻入日本本土,這樣很可能日本國民和盟軍還要付出數(shù)百萬傷亡的代價(jià),時(shí)間和經(jīng)濟(jì)代價(jià)無可估量。

從這個(gè)意義上來說,兩顆原子彈爆炸,用少數(shù)人的生命換取了多數(shù)人的生命,更早讓人類結(jié)束苦難,是值得的。但這種說法廣受爭議。生命權(quán)人人平等,憑什么一些少數(shù)人就必須犧牲,而換取另一部分多數(shù)人的存活呢?

這涉及倫理和道德,也涉及哲學(xué)和政治問題?,F(xiàn)在許多地方,依然在遵循著少數(shù)人利益應(yīng)該讓位給多數(shù)人的理念,甚至一些政客打著這種旗號(hào),隨心所欲地剝奪所謂“少數(shù)人”權(quán)利。這種理念到底有多大合理性,備受爭議。那么你怎么看呢?歡迎討論。

現(xiàn)在來說說核爆的普遍殺傷范圍

不同當(dāng)量的核彈殺傷范圍有多大呢?有一個(gè)有效殺范圍的計(jì)算公式,我把它簡單表述為:R=C*T^(1/3)。這里的R為殺傷半徑,單位km(千米);C為比例常數(shù),為1.493885(一般取值1.5);T為爆炸當(dāng)量,^(1/3)為立方根。

根據(jù)這個(gè)公式,我們可以計(jì)算出一枚10萬噸爆炸當(dāng)量核彈,其有效殺傷半徑約為3.2km;30萬噸爆炸當(dāng)量核彈,其有效殺傷范圍半徑約4.66km;100萬噸爆炸當(dāng)量核彈,有效殺傷范圍半徑約6.9km;300萬噸有效殺傷半徑約10km,1000萬噸有效殺傷半徑約15km。

從這個(gè)數(shù)據(jù)規(guī)律來看,核彈的殺傷范圍雖然是按當(dāng)量成正比擴(kuò)大,但并沒有按照當(dāng)量的倍數(shù)同等擴(kuò)大,而只是當(dāng)量增加10倍,殺傷范圍半徑只增加1倍多點(diǎn);當(dāng)量增加100倍,有效殺傷范圍半徑才增加約3.7倍。

這說明爆炸殺傷范圍是隨著距離呈立方衰減的。這是因?yàn)楸ǔ是蛐螖U(kuò)散,能量是向四面八方擴(kuò)散的,因此在地表平面上,能量破壞力就只能開立方衰減了。

但這種破壞力計(jì)算只是理論上的,不是絕對(duì)的,這里一般是指直接破壞力。廣島原子彈只有1.3萬噸當(dāng)量,摧毀了14平方公里的房屋,距離3、4公里的人們也被沖擊波拋離,并且受到嚴(yán)重?zé)齻?/p>

核爆還有許多其他傷害后果,如放射性沾染,就不可能僅僅在以上殺傷半徑范圍內(nèi)。如美國在比基尼島試驗(yàn)的1500萬噸級(jí)氫彈,爆后6小時(shí),放射性污染區(qū)長達(dá)257千米,寬64千米。在這個(gè)區(qū)域的生物,包括人類都會(huì)受到致命污染,在以后的一段時(shí)間里會(huì)緩慢死去,或者導(dǎo)致終生殘疾。

當(dāng)遇到空中核爆時(shí),能在地下掩體躲過一劫嗎?

還是那個(gè)話,要看核爆的當(dāng)量和爆心距離,還要看這個(gè)掩體有多深,防護(hù)措施如何。廣島和長崎,都有一些幸存者,甚至距離爆心很近的區(qū)域,也有活下來的。比如廣島核爆,在距爆心500米半徑范圍,活下來的有78個(gè)人,這些人就是由于各種原因,幸運(yùn)地躲在了地下掩體中。

這里說兩個(gè)例子:

一位叫高藏信子19歲妙齡女生,距離爆心只有260米。原來她當(dāng)時(shí)正在銀行辦事,碰巧又在上衛(wèi)生間,而這個(gè)衛(wèi)生間位置在銀行最里面,爆炸沖擊波過來隔著好幾重非常厚重的保護(hù)墻,這些墻本來就是為了防止強(qiáng)盜搶金庫的,用炸藥也很難炸開。

還有一位叫野村英三,是47歲的燃?xì)夤韭殕T,爆炸當(dāng)時(shí)他正好在地下室工作,爆炸后他從地下室出來,發(fā)現(xiàn)他的36位同事全部死去。

還有一些在銀行大樓地面上班辦事的人們,爆炸當(dāng)時(shí)雖然被震暈或碎片擊傷,當(dāng)時(shí)也沒有死去,但過了不久,就都因遭到強(qiáng)烈輻射而死亡。

這說明,在核爆時(shí)躲在地下掩體還是很有作用的。但還是要看距離爆心多遠(yuǎn),核彈當(dāng)量有多大。如果一個(gè)百萬噸級(jí)核彈在廣島同樣位置爆炸,那位高藏信子和野村英三就沒有這樣的幸運(yùn)了。

因此核武來襲時(shí),如果有預(yù)警,應(yīng)立即按照組織機(jī)構(gòu)要求進(jìn)行疏散,盡可能進(jìn)入安排的地下設(shè)施避險(xiǎn);如果沒有預(yù)警,突然爆炸,你想躲也躲不贏。至于能不能躲過一劫,也只能自祁多福了。

現(xiàn)在的核彈主要是氫彈,本來是沒有放射性污染的。但由于氫彈起爆要用原子彈,而且為了增加爆炸能量和威力,氫彈的外圍都包裹著一層鈾或钚材料,因此這種核彈又叫三相彈或者臟彈,依然有很大的核污染。

現(xiàn)在還有中子彈,這種核彈一般不會(huì)破壞建筑,但發(fā)射的高能中子會(huì)穿透建筑殺死里面的人員。遇到這種核彈,即便躲在地下室或者地下車庫也沒有用。當(dāng)然如果是專門應(yīng)對(duì)核武器的地下掩體還是很有作用的,因?yàn)檫@些地下設(shè)施在地底下很深處,而且采取各種防護(hù)材料建造,即便中子彈也能防御。

核戰(zhàn)是人類的噩夢,已經(jīng)被列為人類滅亡的方式之一,希望人類不要自己作死走向這條路。和平萬歲!


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