核武器的诞生

1945年7月16日凌晨5点30分,在新墨西哥州索科罗县的沙漠当中,一声巨响打破了清晨的宁静。同时,这声巨响也意味着人类有史以来威力与杀伤力最大的武器的诞生。

核武器到底有多大的杀伤力(核武器是怎么排名的)(1)

就在这声轰鸣过后的20天,1945年8月6日8点15分43秒,另一声轰鸣响彻在了广岛上空。美国派出了B-29超级轰炸机,在日本广岛第一次将这种超级武器投入到了实战当中。这枚原子弹叫做“小男孩”,它被投放后在空中600米处引爆。一眨眼的时间,爆炸中心范围12平方公里内全部被夷为平地,所有建筑物都被毁于一旦,光是爆炸本身就直接导致了超过7万人殒命,而核爆所带来的辐射,后续更是让大量受到影响的人身患癌症以及其他各种并发症。据统计,共有超过20万人因为这枚核弹而丧生。

3天后,“小男孩”的孪生兄弟“胖子”被投放到了长崎,同样的惨剧在长崎再度重演。不仅仅是日本人,整个世界都为原子弹的威力所震撼。而被称为原子弹之父的奥本·海默,在看到了原子弹爆炸后恐怖的景象时,引用了印度圣经《薄伽梵歌》中的一句话:“现在,我成了死神,世界的毁灭者”。

核武器到底有多大的杀伤力(核武器是怎么排名的)(2)

从第一颗原子弹爆炸之日起,目前记录在册的共有近2100次核试验,不仅仅是原子弹,比原子弹威力更为恐怖的各类热核武器,同样也在人们对原子弹一步步的研究当中诞生了出来。随着世界局势的愈发稳定,拥有核武器的各个国家也开始纷纷削减核武器的存量,目前世界上的核弹头,已经被减少到了不到15000枚,但即使不到15000枚,那也是一个极为恐怖的数字。要知道自核武器诞生之日起,世界各国对于核武器的研究就一直没有停下过脚步,过去的数十年里,核武器不断升级,虽然数量减少了,但这些核武器整体的威力反而越来越大。

那枚代号为“小男孩,被投放在广岛的原子弹,在爆炸前美方对其的爆炸当量期望值是2万吨TNT当量。这枚原子弹的内部装载了50KG的铀235,爆炸时仅有1KG左右的铀235发生了反应,最终释放出了相当于1.5万吨TNT爆炸当量的威力。这才只是裂变了五十分之一,很难想象,如果铀235中所蕴含的能量全部释放,能够产生多大的威力。

同时,五十分之一的威力也让世界各国包括美国自身目睹了核武器的潜力。如果真的有一天能够让这些核武器内的物质全部转化为爆炸的威力的话,那这种武器所带来的战略意义将会更大。

在对核武器的威力进行衡量时,我们常常会用到TNT当量作为衡量标准,TNT的中文名称为2,4,6-三硝基甲苯。这种物质最大的特点就是在爆炸时不会与空气中的氧气发生反应,也就是说TNT爆炸所产生的威力十分的稳定。因此人们才常常将TNT当量作为衡量爆炸威力的标准。在目前已有的情报当中,美军所使用过的当量最大的,非核武器炸弹叫做MOAB(Massive Ordnancd Air Blast),直译成中文的话就是“炸弹之母”。

2017年4月13日,阿富汗战争时期,美国曾动用了这枚超级炸弹,当时它爆炸的当量,相当于11吨TNT爆炸所产生的威力。11吨虽然已经是个十分恐怖的数字了,但即使是这枚炸弹所产生的威力,也仅仅是当初“小男孩”威力的1500分之一,二者之间的差别完全无法相提并论。

原子弹

那么原子弹究竟是怎么产生如此大的威力的呢?原子弹是一种利用核裂变反应产生出巨大的能量,再将这股能量转换为杀伤力的武器,是第一代核武器,它的原理说简单点就是利用铀和钚在核裂变发生的瞬间产生巨大的能量所发生的爆炸。反应过程中铀235被中子撞击,进而变成激发态的铀236,由于铀236的性质十分不稳定,产生出来后会迅速裂变为钡141和氪239以及三个中子,我们再根据爱因斯坦提出的能量守恒定律中的E=MC²的公式,裂变过程中将会产生大量的能量,三个中子的产生还会撞击其他的铀235,随后发生连锁反应更多的铀235开始裂变,更多的能量被释放,最终引起爆炸。

核武器到底有多大的杀伤力(核武器是怎么排名的)(3)

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,例如1千克铀全部裂变释放的能量约8×10的13次方焦耳,比1千克TNT炸药爆炸释放的能量4.19×10的6次方焦耳约大2000万倍,能大量得到、并可以作为原子弹装药的,到目前为止基本还只限于铀235和钚239这两种裂变物质。

而在这之中,最为常用的还是铀235,铀235的比起其他的裂变物质相对要稳定一些,并且铀235的半衰期长达703800000年。但即便如此,想要获得高浓度的铀235也并非易事。天然铀中的铀235含量很少,大约在140个铀原子中才有1个铀235原子,其他的基本都是铀238,并且铀235与铀238是同一种元素的同位素,二者之间的化学性质几乎没有差别,很难用普通的化学方法分离。

核武器到底有多大的杀伤力(核武器是怎么排名的)(4)

在核武器研究早期,科学家们曾找过很多方法在获取高浓度的铀235,最终想到了一种名为“气体扩散法”的提取方法,由于铀235的原子比铀238要轻1.3%,将这两种原子变成气态的话,铀235会比铀238运动得稍微快些,如此以来便能够将二者之间成功分离。

除了铀以外,钚239也是一种原子弹的重要装料,它是通过反应堆生产的。反应堆内的铀238吸收一个中子,不发生裂变,转换为铀239,铀239衰变成为镎239,镎239又衰变成为钚239,即使最终转化的钚只有一部分,但是比起铀235来说,镎239的提取还是要容易得多。

但是铀235所制造出来的核武器比之镎239要更加的安全稳定,因此目前世界上主流的核武器基本都是由铀235所填充的,它所制造出的核武器能够安全存放超过50年的时间,并且威力不会有太大的变化。但钚所制成的核武器在7-8年后可能就已经十分不稳定了,并且这些放射性物质在退役后的处理难度相当大,稍有不慎便可能酿成惨剧。

热核武器

1949年8月29日,苏联紧随美国的脚步,成功地制造出了属于自己的核武器。随着苏联原子弹试爆实验的成功,美国对核武器单方面的垄断被打破,当时担任美国总统的杜鲁门见状,决定研制比原子弹威力更大的第二代核武器——热核武器,也就是我们常说的氢弹。

而作为原子弹之父的奥本·海默,当初在研制原子弹时,根本就不知道自己所研究的究竟是什么恐怖的武器。在目睹了原子弹所带来的恐怖杀伤力后,他背负了巨大的罪恶感,出于人性的良知选择了隐退,决定不再从事相关的研究。而领导第二代核武器氢弹开发的,是一位叫做爱德华·泰勒的犹太裔科学家,他被称为美国氢弹之父,氢弹所利用的反应叫做聚变反应,利用氢的同位素氘氚的核聚变反应来释放能量,但是这种核聚变并不是真正意义上的核聚变。

核武器到底有多大的杀伤力(核武器是怎么排名的)(5)

事实上,氢弹的爆炸实际上产生了重核裂变与轻核聚变两种核反应,由原子弹引爆氢弹原子弹放出来的高能中子与氘化锂反应生成氚氚和氘聚合产生能量,进而释放出巨大的热量来对打击目标进行杀伤。轻核的聚变反应比重核裂变现象发现得早,但氢弹却比原子弹出现得晚

历史第一颗氢弹在1952年才试制成功。而可控制的聚变反应堆由于障碍重重,至今仍是科学技术上尚未解决的一个重大问题,原因是要实现轻核聚变反应的条件比实现重核裂变的条件要困难得多。轻核聚变反应发生反应只能在极高的温度和足够大的碰撞几率条件下才能大量发生,而这里所说的极高的温度,是4亿度,也就是4后面跟上8个0,目前只有原子弹爆炸能够达到这样的温度。这也导致了氢弹的引爆极为困难,需要在氢弹内部安放小型核弹以瞬间达到反应条件温度。这样制造出来的氢弹,威力是原子弹的4倍以上。

原子弹由于临界质量的限制,导致了它的威力是有上限的,而氢弹从理论上而言,只要原料足够充足,那它的威力几乎就等同于无上限。人类史上威力最大的热核武器,就是前苏联所制造的沙皇炸弹。在原本的设计当中,沙皇炸弹的威力被设定成了1.7亿吨TNT当量,但是有苏联科学家提出,如此大的TNT当量在使用时有可能波及到苏联自身,于是最终他们将沙皇炸弹的TNT当量减少成了6000万吨。1961年10月30日,苏联在新地岛试爆了一枚沙皇炸弹,它的官方代号为AH602,又被人们带有一丝调侃的称为“大伊万”。试爆时,这枚沙皇炸弹所产生的火球直径达到了4600米的恐怖程度,远在1000公里外都能看到这枚火球,哪怕是站在220公里外观看此次核爆,它所产生的亮度都足以让人的双眼痛苦不堪甚至失明。这场爆炸所引发的大气扰动环绕了地球三次,在已知的爆炸现象中,仅次于设想中那枚导致了恐龙灭绝的陨石。

这一次的核爆也开始让包括研制出沙皇氢弹的苏联本身在内的所有人意识到,人类这波可能真的玩大了,并且再加上单纯地加大当量,实质上并没有太大的意义,于是从此之后再也没有过类似的大当量核试验发生。

三相弹

在氢弹诞生后,有人觉得氢弹的爆炸威力虽然巨大,但产生的辐射污染相对原子弹而言并没有那么强,于是又在氢弹外层包裹了大量的铀238,如此一来,原本的氢弹便成为了一枚三相弹。裂变聚变裂变,在具有氢弹强大的爆炸杀伤力的同时,它还有着原子弹的污染辐射。

核武器到底有多大的杀伤力(核武器是怎么排名的)(6)

而钴弹则是将三相弹外层的铀238换成了钴59所制成的另一种超级武器,这是一种到目前为止只存在于设想当中的核武器。科学家们假设,如果在中子弹的外层包裹上一层钴59,随后在平流层引爆这枚钴弹,那么中子弹爆炸时所发生的中子将会让钴59变为钴60,钴60在平流层跑遍整个大气层,其衰变时所产生的射线能够破坏生物的DNA结构,短时间内就能让地球生物全部灭亡,是十分典型的“脏弹”。

钴弹是一种理论上的武器,现实中并不存在,但它所需的技术对人类来说并非遥不可及,在1950年就有物理学家提出,只需要一颗钴弹就可以毁灭全人类,虽然这种说法夸张了一些

但钴弹的杀伤力远远超过氢弹,这却是不争的事实。

而作为钴弹理论的提出者西拉德提出,他的本意并不是让人类制造这种武器,而是让人们清楚地认识到,核武器完全能够毁灭人类,千万不能玩火自焚。也许如果真的到了某一天,有人制造出了钴弹,那想必人类离灭亡也就不远了。

,