四代核武器的发展历程——核科普知识

清风明月 · 发表于 2008-1-23 11:05:29

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四代核武器的发展历程

来源：《科技日报》
   第一代核武器———用铀或钚制造的原子弹。制造技术已广为人知，无需进行核试验就可研制成功，这种武器的扩散已成为当今世界的主要威胁。
   第二代核武器———热核武器，即氢弹。研制氢弹需要进行广泛的核试验，经过50年发展，制造技术已经成熟，不大可能再取得突破性进展。
   第三代核武器———指效应经过“剪裁”或增强的核弹。研制这类核武器需要进行核试验，受到全面禁止核试验条约的限制。
   第四代核武器———以原子武器的原理为基础，所用的关键研究设施是惯性约束聚变装置，其发展不受全面禁止核试验条约的限制。
   在军事上，由于第四代核武器不产生剩余核辐射，可作为“常规武器”使用。这种核武器包括：干净的聚变弹、反物质弹、粒子束武器、激光引爆的炸弹、原子核的同质异能素武器等。
   美、法、俄等国目前正在研究的三种第四代核武器为：
   金属氢武器金属氢在一定压力下可转化为固体结晶体，在室温下无需密封就可保持很长时间，其爆炸威力相当于相同质量TNT炸药的25—35倍，已被列为美国国家点火设施科学计划的研究项目。
   核同质异能素武器核同质异能素的能量量级约为2GJ/g，比高能炸药大100万倍，核同质异能素的核裂反应能量更大，高达80GJ/g。目前国外一些研究所正在系统研究核同质异能素的性质和释放能量的方法，美国和法国的有关研究机构正在进行研究，通过重离子碰撞或惯性约束聚变中微爆炸产生的中子脉冲进行核合成，可得到核同质异能素。像金属氢一样，核同质异能素武器身兼两任，可在常规武器和核武器领域双栖，既能当“常规武器”，也可作为“干净”氢弹的扳机。
   反物质武器反物质的研究始于20世纪40年代后期，但进展缓慢。1986年，人类首次捕获到反质子，2002年较大批量地制造出了反氢原子。反物质与正物质相遇时，会在瞬间湮灭，释放出巨大能量，足以压缩钚或铀丸产生链式反应。只需几微克反物质，就可用作热核爆炸的扳机，或者激发出极强的X射线或Y射线。反物质在军事上有多种潜在用途，是目前正在研制的第四代核武器中最重要的一种，美国费米实验室、欧洲核子中心以及俄罗斯的高能物理研究所，都在进行反物质的生产和研究。

原子弹
是核武器之一 nuclear weapon
   利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235(厬U) 或钚239(厱Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢(娝H，氘)或超重氢(婤H，氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。
　　煤、石油等矿物燃料燃烧时释放的能量，来自碳、氢、氧的化合反应。一般化学炸药如梯恩梯(TNT)爆炸时释放的能量，来自化合物的分解反应。在这些化学反应里，碳、氢、氧、氮等原子核都没有变化，只是各个原子之间的组合状态有了变化。核反应与化学反应则不一样。在核裂变或核聚变反应里，参与反应的原子核都转变成其他原子核，原子也发生了变化。因此，人们习惯上称这类武器为原子武器。但实质上是原子核的反应与转变，所以称核武器更为确切。
　　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8×1013焦耳,比1千克梯恩梯炸药爆炸释放的能量4.19×106焦耳约大2000万倍。因此,核武器爆炸释放的总能量，即其威力的大小，常用释放相同能量的梯恩梯炸药量来表示，称为梯恩梯当量。美、苏等国装备的各种核武器的梯恩梯当量，小的仅1000吨，甚至更低；大的达1000万吨，甚至更高。
　　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，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，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，发出很强的光辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；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，其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。核武器的出现，对现代战争的战略战术产生了重大影响。
   原子弹主要是利用核裂变释放出来的巨大能量来起杀伤作用的一种武器。它与核反应堆一样，依据的同样是核裂变链式反应。

      按理，反应堆既然能实现链式反应，那么只要使它的中子增殖系数k大于1，不加控制，链式反应的规模将越来越大，则最终会发生爆炸。也就是说，反应堆也可以成为一颗“原子弹”。实际上也是这样，若增殖系数k大于1而不加控制的话，反应堆确实会发生爆炸，所谓反应堆超临界事故就是属于这样一种情况。

   但是，反应堆重达几百吨、几千吨，无法作为武器使用。而且在这种情况下，裂变物质的利用率很低，爆炸威力也不大。因此，要制造原子弹，首先要减小临界质量，同时要提高爆炸威力。这就要求原子弹必须利用快中子裂变体系，装药必须是高浓度的裂变物质，同时要求装药量大大超过临界质量，以使增殖系数k远远大于1。

   在讲述原子弹的结构原理之前，我们先来介绍一下原子弹的装药。到目前为止，能大量得到、并可以用作原子弹装药的还只限于铀235、钚239和铀233三种裂变物质。

   铀235是原子弹的主要装药。要获得高加浓度的铀235并不是一件轻而易举的事，这是因为，天然铀235的含量很小，大约140个铀原子中只含有1个铀235原子，而其余139个都是铀238原子；尤其是铀235和铀238是同一种元素的同位素，它们的化学性质几乎没有差别，而且它们之间的相对质量差也很小。因此，用普通的化学方法无法将它们分离；采用分离轻元素同位素的方法也无济于事。

   为了获得高加浓度的铀235，早期，科学家们曾用多种方法来攻此难关。最后“气体扩散法”终于获得了成功。

   我们知道，铀235原子约比铀238原子轻1.3％，所以，如果让这两种原子处于气体状态，铀235原子就会比铀238原子运动得稍快一点，这两种原子就可稍稍得到分离。气体扩散法所依据的，就是铀235原子和铀238原子之间这一微小的质量差异。

   这种方法首先要求将铀转变为气体化合物。到目前为止，六氮化铀是唯一合适的一种气体化合物。这种化合物在常温常压下是固体，但很容易挥发，在56.4℃即升华成气体。铀235的六氟化铀分子与铀238的六氟化铀分子相比，两者质量相差不到百分之一，但事实证明，这个差异已足以使它们分离了。

   六氟化铀气体在加压下被迫通过一个多孔隔膜。含有铀235的分子通过多孔隔膜稍快一点，所以每通过一个多孔隔膜，油235的含量就会稍增加一点，但是增加的程度是十分微小的。因此，要获得几乎纯的铀235，就需要让六氟化铀气体数千次地通过多孔隔膜。

   气体扩散法投资很高，耗电量很大，虽然如此，这种方法目前仍是实现工业应用的唯一方法。为了寻找更好的铀同位素分离方法，许多国家做了大量的研究工作，已取得了一定的成绩。例如目前离心法已向工业生产过渡，喷嘴法等已处于中间工厂试验阶段，而新兴的冠醚化学分离法和激光分离法等则更有吸引力。可以相信，今后一定会有更多更好的分离铀同位素的方法付诸实用，气体扩散法的垄断地位必将结束。

   原子弹的另一种重要装药是钚239。钚239是通过反应堆生产的。在反应堆内，铀238吸收一个中子，不发生裂变而变成铀239，铀239衰变成镎239，镎239衰变成钚239。由于钚与铀是不同的元素，因此虽然只有很少一部分铀转变成了钚，但钚与铀之间的分离，比起铀同位素间的分离来却要容易得多，因而可以比较方便地用化学方法提取纯钚。

   铀233也是原子弹的一种装药，它是通过钍232在反应堆内经中子轰击，生成钍233，再相继经两次β衰变而制得。

   从上面我们可以看到，后两种装药是通过反应堆生产的。它们是依靠铀235裂变时放出的中子生成的，也就是说，它们的生成是以消耗铀235为代价的，丝毫也离不开铀235。从这个意义上来说，完全可以把铀235称作“核火种”，因为没有铀235就没有反应堆，就没有原子弹，就没有今天大规模的原子能利用。

   有了核装药，只要使它们的体积或质量超过一定的临界值，就可以实现原子弹爆炸了。只是这里还有一个原子弹的引发问题，也就是如何做到：不需要它爆炸时，它就不爆炸；需要它爆炸时，它就能立即爆炸。这可以通过临界质量或临界尺寸的控制来实现。

      从原理上讲，最简单的原子弹采用的是所谓枪式结构。两块均小于临界质量的铀块，相隔一定的距离，不会引起爆炸，当它们合在一起时，就大于临界质量，立刻发生爆炸。但是若将它们慢慢地合在一起，那么链式反应刚开始不久，所产生的能量就足以将它们本身吹散，而使链式反应停息，原子弹的爆炸威力和核装药的利用率就很小，这与反应堆超临界事故爆炸时的情况有些相似。因此关键问题是要使它们能够极迅速地合在一起。

   这可以象旁图所示的那样，将一部分铀放在一端，而将另一部分铀放在“炮筒”内，借助于烈性炸药，极迅速地将它们完全合在一起，造成超临界，产生高效率的爆炸。为了减少中子损失，核装药的外面有一层中子反射层；为了延迟核装药的飞散，原子弹具有坚固的外壳。

   1945年8月，美国投到日本广岛的那颗原子弹(代号叫“小男孩”)采用的就是枪式结构，弹重约4100公斤，直径约71厘米，长约305厘米。核装药为铀235，爆炸威力约为14000吨梯恩梯当量。

   在枪式结构中，每块核装药不能太大，最多只能接近于临界质量，而决不能等于或超过临界质量。因此当两块核装药合拢时，总质量最多只能比临界质量多出近一倍。这就使得原子弹的爆炸威力受到了限制。

   另外在枪式结构中，两块核装药虽然高速合拢，但在合拢过程中所经历的时间仍然显得过长，以致于在两块核装药尚未充分合并以前，就由自发裂变所释放的中子引起爆炸。这种“过早点火”造成低效率爆炸，使核装药的利用率很低。一公斤铀235(或钚239)全部裂变，大约能释放18000吨梯恩梯当量的能量，一颗原子弹的核装药一般为15～25公斤铀235(或6～8公斤钚239)，以此计算，“小男孩”的核装药利用率还不到百分之五。

   铀在正常压力下的密度约为19克/厘米³。在高压下，铀可被压缩到更高的密度。研究表明，对于一定的裂变物质，密度越高，临界质量越小。

   根据这一特性，在发展枪式结构的同时，还发展了一种内爆式结构。在枪式结构中，原子弹是在正常密度下用突然增加裂变物质数量的方法来达到超临界，而内爆式结构原子弹则是利用突然增加压力，从而增加密度的方法达到超临界。

   在内爆式结构中，将高爆速的烈性炸药制成球形装置，将小于临界质量的核装料制成小球，置于炸药中。通过电雷管同步点火，使炸药各点同时起爆，产生强大的向心聚焦压缩波(又称内爆波)，使外围的核装药同时向中心合拢，使其密度大大增加，也就是使其大大超临界。再利用一个可控的中子源，等到压缩波效应最大时，才把它“点燃”。这样就实现了自持链式反应，导致极猛烈的爆炸。

   内爆式结构优于枪式结构的地方，在于压缩波效应所需的时间远较枪式结构合拢的时间短促，因而“过早点火”的几率大为减小。这样，内爆式结构就可以使用自发裂变几率较大的裂变物质，如钚239作核装药；同时使利用效率大为增。

   美国投于日本长崎的那颗原子弹(代号叫“胖子”)，采用的就是内爆式结构，以钚239作核装药。弹重约4500公斤，弹最粗处直径约152厘米，弹长约320厘米，爆炸威力估计为20000吨梯恩梯当量。

   原子弹的进一步发展就是氢弹，或称为热核武器。氢弹利用的是某些轻核聚变反应放出的巨大能量。它的装药可以是氘和氚，也可以是氘化锂6，这些物质称为热核材料。按单位重量的物质计，核聚变反应放出的能量比裂变反应更多，而且没有所谓临界质量的限制，因而氢弹的爆炸威力更大，一般要比原子弹大几百倍到上千倍。

   不过热核反应只有在极高的温度(几千万度)下才能进行，而这样高的温度只有在原子弹爆炸时才能产生，因此氢弹必须用原子弹作为点燃热核材料的“雷管”。

   氢弹爆炸时会放出大量的高能中子，这些高能中子能使铀238发生裂变。因此在一般氢弹外面包一层铀238，就能大大提高爆炸威力。这种核弹的爆炸，经历裂变一聚变—裂变三个过程，所以称为“三相弹”。它的特点是成本低、威力大、放射性污染多。

   还有一种新型核弹，即所谓中子弹。中子弹实际上可能是一种小型氢弹，只不过这种小型氢弹中裂变的成分非常小，而聚变的成分非常大，因而冲击波和核辐射的效应很弱，但中子流极强。它靠极强的中子流起杀伤作用，据称能做到“杀人而不毁物”。

   我们看到，原子弹是用铀制造的，也可以用钚制造，但钚是通过铀而制得的。而氢弹则必须用原子弹来引瀑。因此，归根结帮，核武器、热核武器的制造都离不开铀。因此，在过去，在今天，在今后相当长一个时期内，最重的天然元素之所以重要，首先在于军事上的需要。

   我国在1964年10月16日成功爆炸了我国第一颗原子弹，1967年6月17日又成功地进行了首次氢弹试验，打破了超级大国的核垄断、核讹诈政策，为人类作出了贡献。我们相信，作为武器的原子弹和氢弹终究是要被消灭的。但是作为放出巨大能量的核爆炸，却在和平建设中有着吸引入的应用前景。

   由于核爆炸释放出的能量特别巨大，所以它能使许多用其它方法不可能完成的工作得以完成。核爆炸可以用来开山、辟路、挖掘运河、建造人工港口等。例如，有一个方案，只需四次核爆炸就可开凿一个能停泊万吨巨轮的海港。

   首先，进行一次百万吨梯恩梯当量级的核爆炸，就可炸出一个直径300多米、深30多米的大坑。然后进行三次规模较小的核爆炸，开出一条运河来把大坑和深海连接起来(这样的爆炸当然应尽量减少放射性物质的产生)。只要经过几个月的时间，当海潮把产生的少许放射性物质冲走后，这个海港就可安全使用了。

   又如，许多地区有大量石油沥青沙层和油页岩，靠钻井并不能开采这种石油，但是核爆炸的高温高压能迫使这种石油流动，因而可以把它开采出来。据称，单把美国西部一个区域内的油页岩中的石油取出来，就可供全世界使用很长一段时间。

   至于利用地下核爆炸的高温高压，将石墨变成金刚石，利用地下核爆炸的强大中子流生产超铀元素，则已开始实践了。

   核爆炸还可以改造沙漠，使沙漠变成良田。很多干旱的沙漠地带其实也有一些雨水，但是这些雨水多半从地面流进地下河流、流入海中，剩下的一点则很快蒸发淖了，因此地面上没有一点水分，沙漠成了不毛之地。核爆炸可以造成巨大的积水层—“地下水库”。雨季时，雨水储在积水层中，然后慢慢地透过多孔的泥土湿润地表，使之适合于植物的生长。

   和平利用核爆炸的前景确实是令人神往的。历史将雄辩地证明：人民将彻底埋葬超级大国的原子弹；几代科学家的辛勤劳动成果，必将完全用来造福于人类。

　　核武器系统，一般由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成，核战斗部是其主要构成部分。核战斗部亦称核弹头，并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上，核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体，可用于核试验，但通常还不能用作可靠的武器；核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。

　　简史　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。1939年初，德国化学家O.哈恩和物理化学家F.斯特拉斯曼发表了铀原子核裂变现象的论文。几个星期内,许多国家的科学家验证了这一发现,并进一步提出有可能创造这种裂变反应自持进行的条件，从而开辟了利用这一新能源为人类创造财富的广阔前景。但是，同历史上许多科学技术新发现一样，核能的开发也被首先用于军事目的，即制造威力巨大的原子弹，其进程受到当时社会与政治条件的影响和制约。从1939年起，由于法西斯德国扩大侵略战争，欧洲许多国家开展科研工作日益困难。同年9月初，丹麦物理学家N.H.D.玻尔和他的合作者J.A.惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程，并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235。正当这一有指导意义的研究成果发表时，英、法两国向德国宣战。1940年夏,德军占领法国。法国物理学家J.-F.约里奥-居里领导的一部分科学家被迫移居国外。英国曾制订计划进行这一领域的研究，但由于战争影响，人力物力短缺，后来也只能采取与美国合作的办法，派出以物理学家J.查德威克为首的科学家小组，赴美国参加由理论物理学家J.R.奥本海默领导的原子弹研制工作。

　　在美国，从欧洲迁来的匈牙利物理学家齐拉德·莱奥首先考虑到，一旦法西斯德国掌握原子弹技术可能带来严重后果。经他和另几位从欧洲移居美国的科学家奔走推动,于1939年8月由物理学家A.爱因斯坦写信给美国第32届总统F.D.罗斯福，建议研制原子弹，才引起美国政府的注意。但开始只拨给经费6000美元，直到1941年12月日本袭击珍珠港后,才扩大规模，到1942年8月发展成代号为“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制成 3颗原子弹，使美国成为第一个拥有原子弹的国家。制造原子弹，既要解决武器研制中的一系列科学技术问题，还要能生产出必需的核装料铀235、钚239。天然铀中同位素铀235的丰度仅0.72％,按原子弹设计要求必须提高到90％以上。当时美国经过多种途径探索研究与比较后，采取了电磁分离、气体扩散和热扩散三种方法生产这种高浓铀。供一颗“枪法”原子弹用的几十千克高浓铀，是靠电磁分离法生产的。建设电磁分离工厂的费用约3亿美元(磁铁的导电线圈是用从国库借来的白银制造的，其价值尚未计入)。钚239要在反应堆内用中子辐照铀238的方法制取。供两颗“内爆法”原子弹用的几十千克钚239，是用3座石墨慢化、水冷却型天然铀反应堆及与之配套的化学分离工厂生产的。以上事例可以说明当时的工程规模。由于美国的工业技术设施与建设未受到战争的直接威胁，又掌握了必需的资源，集中了一批国内外的科技人才，使它能够较快地实现原子弹研制计划。

　　德国的科学技术，当时本处于领先地位。1942年以前，德国在核技术领域的水平与美、英大致相当，但后来落伍了。美国的第一座试验性石墨反应堆，在物理学家E.费密领导下，1942年12月建成并达到临界；而德国采用的是重水反应堆,生产钚239，到1945年初才建成一座不大的次临界装置。为生产高浓铀，德国曾着重于高速离心机的研制,由于空袭和电力、物资缺乏等原因,进展很缓慢。其次,A.希特勒迫害科学家,以及有的科学家持不合作态度，是这方面工作进展不快的另一原因。更主要的是，德国法西斯头目过分自信，认为战争可以很快结束,不需要花气力去研制尚无必成把握的原子弹,先是不予支持，后来再抓已困难重重，研制工作终于失败。

　　1945年5月德国投降后,美国有不少知道“曼哈顿工程区”内幕的人士，包括以物理学家J.弗兰克为首的一大批从事这一工作的科学家，反对用原子弹轰炸日本城市。当时，日本侵略军受到中国人民长期抗战的有力打击，实力大大削弱。美、英在太平洋地区的进攻，又几乎全部摧毁日本海军，海上封锁使日本国内的物资供应极为匮泛。在日本失败已成定局的情况下,美国仍于8月6日、9日先后在日本的广岛和长崎投下了仅有的两颗原子弹。

　　苏联在1941年6月遭受德军入侵前,也进行过研制原子弹的工作。铀原子核的自发裂变，是在这一时期内由苏联物理学家Г.Н.弗廖罗夫和Κ.А.佩特扎克发现的。卫国战争爆发后,研制工作被迫中断,直到1943年初才在物理学家И.В.库尔恰托夫的组织领导下逐渐恢复，并在战后加速进行。1949年8月,苏联进行了原子弹试验。1950年1月,美国总统H.S.杜鲁门下令加速研制氢弹。1952年11月，美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理试验，但该实验装置非常笨重,不能用作武器。1953年8月，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。美国于1954年2月进行了类似的氢弹试验。英国、法国先后在50和60年代也各自进行了原子弹与氢弹试验。

　　中国在开始全面建设社会主义时期，基础工业有了一定的发展，即着手准备研制原子弹。1959年开始起步时，国民经济发生严重困难。同年6月，苏联政府撕毁中苏在1957年10月签订的关于国防新技术协定，随后撤走专家，中国决心完全依靠自己的力量来实现这一任务。中国首次试验的原子弹取"596"为代号,就是以此激励全国军民大力协同做好这项工作。1964年10月16日，首次原子弹试验成功。经过两年多，1966年12月28日，小当量的氢弹原理试验成功；半年之后,于1967年6月17日成功地进行了百万吨级的氢弹空投试验。中国坚持独立自主、自力更生的方针，在世界上以最快的速度完成了核武器这两个发展阶段的任务。

　　现状和分类　美国对日本投下的两颗原子弹，是以带降落伞的核航弹形式，用飞机作为运载工具的。以后，随着武器技术的发展，已形成多种核武器系统，包括弹道核导弹、巡航核导弹、防空核导弹、反导弹核导弹、反潜核火箭、深水核炸弹、核航弹、核炮弹、核地雷等。其中，配有多弹头的弹道核导弹，以及各种发射方式的巡航核导弹，是美、苏两国装备的主要核武器。

　　通常将核武器按其作战使用的不同划分为两大类，即用于袭击敌方战略目标和防御己方战略要地的战略核武器，和主要在战场上用于打击敌方战斗力量的战术核武器。苏联还划分有“战役战术核武器”。核武器的分类方法，与地理条件、社会政治因素有关，并不是十分严格的。自70年代末以后，美国官方文件很少使用“战术核武器”，代替它的有“战区核武器”、“非战略核武器”等，并把中远程、中程核导弹也划归这一类。

　　已生产并装备部队的核武器,按核战斗部设计看,主要属于原子弹和氢弹两种类型。至于核武器的数量，并无准确的公布数字，有关研究机构的估计数字也不一致。按近几年的资料综合分析，到80年代中期，美、苏两国总计有核战斗部50000枚左右,占全世界总数的95％以上。其梯恩梯当量,总计为120亿吨左右。而第二次世界大战期间，美国在德国和日本投下的炸弹,总计约200万吨梯恩梯,只相当于美国B-52型轰炸机携载的2枚氢弹的当量。从这一粗略比较可以看出核武器库贮量的庞大。美苏两国进攻性战略核武器（包括洲际核导弹、潜艇发射的弹道核导弹、巡航核导弹和战略轰炸机）在数量和当量上比较，美国在投射工具（陆基发射架、潜艇发射管、飞机）总数和梯恩梯当量总值上均少于苏联，但在核战斗部总枚数上多于苏联。考虑到核爆炸对面目标的破坏效果同当量大小不是简单的比例关系，另一种估算办法是以一定的冲击波超压对应的破坏面积来度量核战斗部的破坏能力，即取核战斗部当量值(以百万吨为计算单位)的2/3次方为其“等效百万吨当量”值(也有按目标特性及其分布和核攻击规模大小等不同情况，选用小于2／3的其他方次的),再按各种核战斗部的枚数累计算出总值。按此法估算比较美、苏两国的战略核武器破坏能力，由于当量小于百万吨的核战斗部枚数，美国多于苏联，两国的差距并不很大。但自80年代以来，随着苏联在分导式多弹头导弹核武器上的发展，这一差距也在不断扩大。而对点（硬）目标（见点目标）的破坏能力，则核武器投射精度起着更重要的作用，由于在这方面美国一直领先，仍处于优势。

　　除美、苏、英、法和中国已掌握核武器外，印度在1974年进行过一次核试验。一般认为，掌握必要的核技术并具有一定工业基础及经济实力的国家，也完全有可能制造原子弹。

　　研制和试验  除铀235、钚239等核材料的生产外,核战斗部本身的研制，必须与整个核武器系统的研制程序协调一致。研制过程大致如下：从设想阶段开始；经过关键技术课题和部件的预先研究或可行性研究，形成包括重量、尺寸、形式、威力、核材料、核试验要求、研制工期、经费等内容的几种设计方案；再经过论证比较和评价，选定设计方案，确定战术技术指标；然后进行型号研究设计、各种模拟试验；工艺试验与试制，通过核试验检验设计的合理性，最后达到设计定型、工艺定型与批准生产。进行这些工作,要有专门的科技队伍,并配备必要的试验场所，包括核试验场。武器交付部队后，研制和生产部门还要提供维护、修理、更换部件等服务工作，按反馈的信息进行必要的改进，并负责其退役处理或更新。

　　要做好核战斗部的设计，必须深入了解其反应过程，弄清其必须具备的条件与各种物理参数，掌握其中多种因素的内在联系与变化规律。为此，要进行原子核物理、中子物理、高温高压凝聚态物理、超音速流体力学、爆轰学、计算数学和材料科学等多学科的一系列科学技术问题的研究，而核战斗部的研制实践又会反过来带动和促进这些学科的发展。在研制过程中，以下环节起着重要作用：①要用快速的、大容量电子计算机进行反应过程的理论研究计算,这种计算应尽可能接近实际情况,以便从多种设想或设计方案中找出最优方案，从而节省费用与减少核试验次数。20世纪40年代以来，推动电子计算机技术迅速发展的重要因素之一，正是由于核武器研制的需要。②要按照方案或指标要求，反复进行多方面的模拟试验，包括化学炸药爆轰试验，材料与强度试验，环境条件试验，控制、点火与安全试验等。这些都是为达到核武器高度可靠和安全所必不可少的。③要进行必要的核试验。无论是电子计算机上的大量计算，还是相应的模拟试验，总不能达到百分之百地符合核武器方案的真实情况。特别是氢弹聚变反应所必需的高温条件，还只能由裂变反应来提供（利用激光或粒子束的惯性约束技术来创造这种模拟试验条件，直到80年代初仍处于研究阶段）。因此，能否达到设计要求，还必须通过核装置本身的爆炸试验进行检验。当然，核试验所起的作用并不限于此。正是由于核试验在核武器研制中起着关键作用,美、苏两国为限制其他国家研制核武器,于1963年签订了一个并不禁止进行地下核试验的《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》，1974年又签订了一个仍然适合它们需要的限制地下核试验当量的条约。

　　发展趋势　由于核武器投射工具准确性的提高，自60年代以来,核武器的发展,首先是核战斗部的重量、尺寸大幅度减小但仍保持一定的威力，也就是比威力（威力与重量的比值）有了显著提高。例如，美国在长崎投下的原子弹，重量约4.5吨，威力约2万吨；70年代后期，装备部队的“三叉戟”Ⅰ潜地导弹,总重量约1.32吨,共8个分导式子弹头,每个子弹头威力为10万吨，其比威力同长崎投下的原子弹相比,提高135倍左右。威力更大的热核武器,比威力提高的幅度还更大些。但一般认为,这一方面的发展或许已接近客观实际所容许的极限。自70年代以来，核武器系统的发展更着重于提高武器的生存能力和命中精度，如美国的“和平卫士/MX” 洲际导弹、“侏儒”小型洲际导弹、“三叉戟”Ⅱ潜地导弹，苏联的SS-24、SS-25洲际导弹，都在这些方面有较大的改进和提高。

　　其次，核战斗部及其引爆控制安全保险分系统的可靠性，以及适应各种使用与作战环境的能力，也有所改进和提高。美、苏两国还研制了适于战场使用的各种核武器,如可变当量的核战斗部,多种运载工具通用的核战斗部，甚至设想研制当量只有几吨的微型核武器。特别是在核战争环境中如何提高核武器的抗核加固能力，以防止敌方的破坏，更受到普遍重视。此外，由于核武器的大量生产和部署，其安全性也引起了有关各国的关注（见核武器安全）。

　　核武器的另一发展动向,是通过设计调整其性能,按照不同的需要，增强或削弱其中的某些杀伤破坏因素。“增强辐射武器”与“减少剩余放射性武器”都属于这一类。前一种将高能中子辐射所占份额尽可能增大，使之成为主要杀伤破坏因素，通常称之为中子弹；后一种将剩余放射性减到最小,突出冲击波、光辐射的作用,但这类武器仍属于热核武器范畴。至于60年代初曾引起广泛议论的所谓“纯聚变武器”，20多年来虽然做了不少研究工作，例如大功率激光引燃聚变反应的研究，80年代也仍在继续进行，但还看不出制成这种武器的现实可能性。

　　核武器的实战应用，虽仍限于它问世时的两颗原子弹，但由于40年来核武器本身的发展，以及与它有关的多种投射或运载工具的发展与应用，特别是通过上千次核试验所积累的知识，人们对其特有的杀伤破坏作用已有较深的认识（见核武器杀伤破坏效应），并探讨实战应用的可能方式。美、苏两国都制订并多次修改了强调核武器重要作用的种种战略。

　　有矛必有盾。在不断改进和提高进攻性战略核武器性能的同时，美、苏两国也一直在寻求能有效地防御核袭击的手段和技术。除提高核武器系统的抗核加固能力，采取广泛构筑地下室掩体和民防工程等以减少损失的措施外，对于更有效的侦察、跟踪、识别、拦截对方核导弹的防御技术开发研究工作也从未停止过。60年代，美、苏两国曾部署以核反核的反导弹系统。1972年 5月，美、苏两国签订了《限制反弹道导弹系统条约》。不久，美国停止“卫兵”反导弹系统的部署。1984年初，美国宣称已制订了一项包括核激发定向能武器、高能激光、中性粒子束、非核拦截弹、电磁炮等多层拦截手段的“战略防御倡议”。尽管对这种防御系统的有效性还存在着争议，但是可以肯定，美、苏对核优势的争夺仍将持续下去。

　　由于核武器具有巨大的破坏力和独特的作用，与其说它可能会改变未来全球性战争的进程，不如说它对现实国际政治斗争已经和正在不断地产生影响。70年代末，美国宣布研制成功中子弹，它最适于战场使用，理应属于战术核武器范畴，但却受到几乎是世界范围的强烈反对。从这一事例也可以看出，核武器所涉及的斗争的复杂性。

　　中国政府在爆炸第一颗原子弹时即发表声明：中国发展核武器，并不是由于相信核武器的万能，要使用核武器。恰恰相反，中国发展核武器，是被迫而为的，是为了防御，为了打破核大国的核垄断、核讹诈，为了防止核战争，消灭核武器。此后，中国政府又多次郑重宣布：在任何时候、任何情况下，中国都不会首先使用核武器，并就如何防止核战争问题一再提出了建议。中国的这些主张已逐渐得到越来越多的国家和人民的赞同和支持。

原子弹atomic bomb

利用铀-235或钚-239等重原子核裂变反应，

瞬时释放出巨大能量的核武器。又称裂变弹。原子弹的威力通常为几百至几万吨级梯恩梯当量，有巨大的杀伤破坏力。它可由不同的运载工具携载而成为核导弹、核航空炸弹、核地雷或核炮弹等，或用作氢弹中的初级(或称扳机)，为点燃轻核引起热核聚变反应提供必需的能量。

原子弹主要由引爆控制系统、高能炸药、反射层、由核装料组成的核部件、中子源和弹壳等部件组成。引爆控制系统用来起爆高能炸药；高能炸药是推动、压缩反射层和核部件的能源；反射层由铍或铀-238构成。铀-238不仅能反射中子，而且密度较大，可以减缓核装料在释放能量过程中的膨胀，使链式反应维持较长的时间，从而能提高原子弹的爆炸威力。核装料主要是铀-235或钚-239。

为了触发链式反应，必须有中子源提供“点火”中子。核爆炸装置的中子源可采用：氘氚反应中子源、钋-210-铍源、钚-238原子弹爆炸铍源和锎-252自发裂变源等。原子弹爆炸产生的高温高压以及各种核反应产生的中子、γ射线和裂变碎片，最终形成冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲等杀伤破坏因素。原子弹是科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个突出例子。1939年10月，美国政府决定研制原子弹，1945年造出了3颗。一颗用于试验，两颗投在日本。其他国家爆炸第一颗原子弹的时间是：苏联——1949年8月29日；英国——1952年10月3日；法国——1960年2月13日；中国——1964年10月16日；印度——1974年5 月 18日。中国第一次核试验以塔爆方式进行，用的是“内爆法”铀弹。1965年5月14日第二次核试验时，核装置用飞机空投。1966 年10月27日第四次核试验时，核弹头由导弹运载。

自1945年原子弹问世以来，原子弹技术不断发展，体积、重量显著减小，战术技术性能日益提高。原子弹小型化对于提高核武器的战术技术性能和用作氢弹的起爆装置（亦称“扳机”）具有重要意义。为适应战场使用的需要，发展了多种低当量和威力可调的核武器。为改进原子弹的性能，发展了加强型原子弹，即在原子弹中添加氘或氚等热核装料，利用核裂变释放的能量点燃氘或氚，发生热核反应，而反应中所放出的高能中子，又使更多的核装料裂变，从而使威力增大。这种原子弹与氢弹不同，其热核装料释放的能量只占总当量的一小部分。高能炸药的起爆方式和核爆炸装置结构也在不断改进，目的是提高炸药的利用效率和核装料的压缩度，从而增大威力，节省核装料。此外，提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能，也日益受到重视。

原子弹的历史

●二战期间，科学家西拉德为防止德国人抢先造出原子弹，动员著名科学家爱因斯坦上书美国总统罗斯福，阐述了研制原子弹对美国安全的重要性。

●1941年12月6日(日本偷袭珍珠港的前一天)，罗斯福才批准了美国科学研究发展局全力研制原子弹。

●1942年8月，美国制订了研制原子弹的“曼哈顿计划”。

●1943年7月，美国成立原子弹研究所。

●1945年3月，美国成立合并秘密的原子能委员会。

●1945年7月16日，在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸试验。

●1945年8月6日和9日，美国向日本广岛、长崎投放原子弹,分别造成8万人和4万人丧生。

●1949年，苏联成功研制原子弹，英国、法国分别于1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹，1964年，中国也拥有了原子弹。

原子弹分为“枪式”和“收聚式”两种类型，核武器以其特有的方式产生毁灭性的力量

根据原子弹引发机构的不同，可分为“枪式”原子弹和“收聚式”原子弹。“枪式”原子弹将两块半球形的小于临界体积的裂物质分开一定距离放置，中子源位于中间。在核装药的球面上包覆了一层坚固的能反射中子的材料，其作用是将过早跑出来的中子反射回去，以提高链式反应的速度。在中子反射层的外面是高速炸药、传爆药和雷管，再将雷管与起爆控制器相连接。起爆控制器自动地起爆炸药。两个半球形裂变物质在炸药的轰击下迅速压缩成一个扁球形，达到超临界状态。中子源放出大量的中子使链式反应迅速进行，并在极短的时间内释放出极大的能量，这就是杀伤破坏力巨大的原子弹爆炸。“收聚式”原子弹将普通烈性炸药制成球形装置，并把小于临界体积的核装药制成小球置于炸药球中。炸药同时起爆，将核装药小球迅速压紧并达到超临界体积，从而引起核爆炸。“收聚式”原子弹的的结构复杂，但核装药利用率高。现代原子弹综合了这两种引发机构，使核装药的利用率提高到80％左右，从而获得了极大的破坏力。

核武器的杀伤破坏方式主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、电磁脉冲及放射性沾染。光辐射是在核爆炸时释放出的以每秒30万千米速度直线传播的一种辐射光杀伤方式。1枚当量为2万吨的原子弹在空中爆炸后，距爆心7000米会受到比阳光强13倍的光照射，范围达2800米。光辐射可使人迅速致盲，并使皮肤大面积灼伤溃烂，物体会燃烧。冲击波是核爆炸后产生的一种巨大气流的超压。一枚3万吨的原子弹爆炸后，在距爆心投射点800米处，冲击波的运动速度可达200米/秒。当量为2万吨的核爆炸，在距爆心投影点650米以内，超压值大于1000克/厘米2。可把位于该地区域内的所有建筑物及人员彻底摧毁。早期核辐射是在核爆炸最初几十秒钟放出的中子流和γ射线。1枚当量2万吨的原子弹爆炸后，距爆心1100米以内人员可遭到极度杀伤，1000吨级中子弹爆炸后，在这个范围内的人员几周内会致死，在200米以内的人员则当即致死。电磁脉冲的电场强度在几千米范围内可达1万至10万伏，不仅能使电子装备的元器件严重受损，还能击穿绝缘，烧毁电路，冲销计算机内存，使全部无线电指挥、控制和通信设备失灵。1颗5000万吨级原子弹爆炸后破坏半径可达190千米。放射性沾染是蘑菇状烟云飘散后所降落的烟尘，对人体可造成照射或皮肤灼伤，以致死亡。1954年2月28日，美国在比基尼岛试验的1500万吨级氢弹，爆后6小时，沾染区长达257千米，宽64千米。在此范围内的所有生物都受到致使性沾染，在一段时间内缓慢的死去或终身残废。

氢弹
8 z; k3 A, j& ~) \$ g* Ehydrogen bomb

利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。又称聚变弹、热核弹。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量，氢弹的威力则可大至几千万吨级TNT当量。还可通过设计增强或减弱其某些杀伤破坏因素，其战术技术性能比原子弹更好，用途也更广泛。

1942年，美国科学家在研制原子弹的过程中，推断原子弹爆炸提供的能量有可能点燃轻核，引起聚变反应，并想以此来制造一种威力比原子弹更大的超级弹。1952 年11月1日，美国进行了世界上首次氢弹原理试验。从50年代初至60年代后期，美国、苏联、英国、中国和法国都相继研制成功氢弹，并装备部队。

三相弹是目前装备得最多的一种氢弹，它的特点是威力和比威力都较大。在其三相弹的总威力中，裂变当量所占的份额相当高。一枚威力为几百万吨TNT当量的三相弹，裂变份额一般在50％左右，放射性沾染较严重，所以有时也称之为脏弹。

氢弹具有巨大杀伤破坏威力，它在战略上有很重要的作用。对氢弹的研究与改进主要在3个方面：① 提高比威力和使之小型化。②提高突防能力、生存能力和安全性能。③研制各种特殊性能的氢弹。

氢弹的运载工具一般是导弹或飞机。为使武器系统具有良好的作战性能，要求氢弹自身的体积小、重量轻、威力大。因此，比威力的大小是氢弹技术水平高低的重要标志。当基本结构相同时，氢弹的比威力随其重量的增加而增加。20世纪60年代中期，大型氢弹的比威力已达到了很高的水平。小型氢弹则经过了60年代和70年代的发展，比威力也有较大幅度的提高。但一般认为，无论是大型氢弹还是小型氢弹，它们的比威力似乎都已接近极限。在实战条件下，氢弹必须在核战争环境中具有生存能力和突防能力。因此，对氢弹进行抗核加固是一个重要的研究课题。此外，还必须采取措施，确保氢弹在贮存、运输和使用过程中的安全。

在某些战争场合，需要使用具有特殊性能的武器。至80年代初，已研制出一些能增强或减弱某种杀伤破坏因素的特殊氢弹，如中子弹、减少剩余放射性武器等。中子弹是一种以中子为主要杀伤因素的小型氢弹。减少剩余放射性武器（Reduced-Residual-Radioactivity weapon）亦称RRR弹，也属于一种以冲击波毁伤效应为主，放射性沉降少的氢弹。一枚威力为万吨级TNT当量的RRR弹，剩余放射性沉降可比相同当量的纯裂变弹减少一个数量级以上，因而是一种较好的战术核武器。从总的趋势来看，对氢弹的研究，更多的注意力可能会转向特殊性能武器方面。
氢弹比原子弹优越的地方在于:
1.单位杀伤面积的成本低
2.自然界中氢和锂的储藏量比铀和钍的储藏量还大得多
3.所需的核原料实际上没有上限值，这就能制造TNT当量相当大的氢弹

氢弹的缺点
1.在战术使用上有某种程度上困难
2.含有氚的氢弹不能长期贮存，因为这种同位素能自发进行放射性蜕变
3.热核武器的载具，以及储存这种武器的仓库等，都必须要有相当可靠的防护

在历史上，轻核的聚变反应实际上比重核裂变现象还要发现得早，但氢弹却比原子弹出现得晚，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。

目前发展氢弹之重点有二点：如何使得威力增加以及如何使弹径及重量减少，目前已有1000万至1400万吨威力的核弹进行试爆，威力是不小，但是要缩小它的体积及重量就没有那么简单，其中最令人注目的理论是集中雷射使氢弹引爆，这类炸弹可以变得很小，因为它不需原子弹的部分，新式氢弹之原理一直没有公开，1956年5月间美国宣称已能制造小型热核武器，其体积小到可以装在战机使用的飞弹内，也可用飞机空投或放在无人飞机(UAV)上，甚至使用在短、中、长程弹道飞弹上。

探索新原理，研究新的热核材料，用雷射来引爆氢弹，使氢弹可达到真正的"干净"，热核武器中除使用氘化锂和一定数量的氚化锂外，还含有少量的氚，以加速热核反应，美国的氚年产量较大，每年也不过一、二公斤，由于氚的衰变，需要定期替换，所以大部分氚除了用来维持核武库贮备，只能有一小部分用于制造新武器，因此除了设法增加氚的生产外，俄、美两国都研究新的热核材料，据报导美国已经掌握了几种特殊聚变材料，曾用在义勇兵2型ICBM的MK-11C弹头上，多年来俄、美两国也展开了对超钸元素的研究，这种元素可用来制造微型核子武器，但是获取这种材料是相当困难的，而且费用极为高昂。

氢弹的研制是在第二次世界大战末期开始的，自从原子弹试爆之后，因为它能产生上千万度的超高温，也为日后研制氢弹开创了条件，美国在研制氢弹初期，经过了多次试验都没有成功，1950年以后美国又重新开始试验，并且利用电脑对热核反应的条件进行了大量计算之后，证明在钸弹爆炸时所产生的高温下，热核原料的氘和氚混合物确实有可能开始聚变反应，为了检查这些结论，他们曾经准备了少量的氘和氚装在钸弹内进行试验，结果测得这枚钸弹爆炸时产生的中子数大大增加，说明了其中的氘氚确实有一部分会进行热核反应，于是在这次试验后，美国加紧了制造氢弹的工作，终于在1952年11月1日，在太平洋上进行了第一次氢弹试验，当时所用的氢弹重65吨，体积十分庞大，没有实战价值，直到1954年找到了用固态的氘化锂替代液态的氘氚作为热核装料之后，才缩小了体积和减轻重量，制出了可用于实战的氢弹，随着科学技术的发展，氢弹与洲际弹道飞弹的结合就为现代世界带来了以暴制暴的恐怖和平，使得人类进入按钮战争的时代，任何一个核子强国在战争中使用氢弹，也就是世界末日的来临!到目前为止，所有被制造出的氢弹当中，威力最大的是由苏联所制造的，当量为七千万吨的超大型氢弹，但因为过于笨重及庞大，难以搬运，欠缺实用性，因此早已退役。

核子武器发展水平的高低衡量标准，一般来说有四个，就是威力比、核原料利用率、干净化程度和突防能力：

所谓威力比是指每公斤重的核子弹所产生的爆炸威力，即爆炸的总当量与核武器重量之比，它是核武的一项极其重要的指标，从威力比的大小，可以看出核武小型化的水平，目前俄、美两国在百万吨当量以上的核子武器，它的威力比水平约为每公斤弹头达到2500～5000吨当量，20万吨～100万吨当量的核武威力比水平大约为每公斤弹头约2200～2500吨当量，跟威力比有关的另一个问题是分导式多弹头飞弹的大力发展，由于多弹头增加了额外的结构重量，所以威力比会相对应地降低，弹头数目越多，下降的幅度越大，例如美国的义勇兵2型和海神潜射飞弹的核弹头，它们的威力比大约是每公斤600吨TNT当量，目前俄、美两国都在加紧进行地下核子试验，改进核弹头的质量，使其不断地小型化，进一步提高威力比，但不管怎么改进，如果还是采用铀235和钸239作为核原料的话，那么它的威力比就不能像过去那样大幅度的几十倍甚至几百万倍的增长。

核原料的利用率反映了核武的技术水平，是指在核爆的时候，核弹中有多少核原料产生裂变链式反应而释放了能量，有多少核原料没有产生裂变链式反应而被核弹中的炸药给炸散了，随着科学技术的发展，核原料的利用率有了很大的提高，有的已经提高到25%以上，比以前提高了5倍左右，近年来在新型的核武器中，核原料利用率又有新的提高，但是要达到100%几乎是不可能的事。

所谓干净化程度是指核武在爆炸时总能量中裂变能和聚变能所占的比重，由于现在的氢弹必须依赖原子弹来引爆，所以必然会产生大量的放射性裂变物质，根本谈不上什么干净，俄、美两国自称已经拥有了所谓的干净氢弹，实际上只是在氢弹爆炸的时候相对地增加了聚变的比重，减少了裂变的比重，使得放射性裂变产物相对地减少了，据说美国的氢弹裂变比重已经降到只占总能量的百分之几。

突防能力也是核武水平高低的一项衡量标准，所谓突防能力，主要是指核武本身突破敌方各种防御措施的能力，例如把单弹头发展到多弹头，就是提高核武突防能力的有效手段之一，另外，由于反飞弹武器的出现，人们正利用X射线、γ射线、中子、β粒子、电磁脉冲，以及雷射和粒子束武器等等来对付攻击性核子武器，这迫使核子武器必须具有相对应的抵抗能力，也就是所谓突防能力，对核武各种部件的薄弱环节进行强化，就是抵抗那些敌方防御手段的有效办法。

现今俄、美两国都在积极发展新的核原料和各种新型号的核弹头，使核武不断地小型化，随着核弹头小型化的发展，分导式飞弹携带的核弹头越来越多，进一步提高了核子武器的威力，氢弹是现代战略核子武器的主力，氢弹被个别国家(指美国)掌握时曾对其它国家起着核威慑的作用，当个别国家垄断氢弹制造技术被打破以后，核子武器就成为人类这个地球上保持政治、军事和经济稳定的手段，氢弹作为战略核武还在向小型化、定向化方向进一步发展，这种核子武器在和平时期具有新的安全参数，而在战时则能有效并可靠地摧毁目标，这种武器一方面它对全球的放射性污染仅为现有核武的数百分之一，而另方面，能摧毁敌方在外层空间和地面的目标，正是这种武器引起世界各国人们的恐惧。

中子弹（neutron bomb）

　　中子弹是一种以高能中子辐射为主要杀伤力的低当量小型氢弹。只杀伤敌方人员，对建筑物和设施破坏很小，也不会带来长期放射性污染，尽管从来未曾在实战中使用过，但军事家仍将之称为战场上的“战神”──一种具有核武器威力而又可用的战术武器。

　　一般氢弹由于加一层铀-238外壳，氢核聚变时产生的中子被这层外壳大量吸收，产生了许多放射性沾染物。而中子弹去掉了外壳，核聚变产生的大量中子就可能毫无阻碍地大量辐射出去，同时，却减少了光辐射、冲击波和放射性污染等因素。

　　中子弹的内部构造大体分四个部分：弹体上部是一个微型原子弹、上部分的中心是一个亚临界质量的钚-239，周围是高能炸药。下部中心是核聚变的心脏部分，称为储氚器，内部装有含氘氚的混合物。储氚器外围是聚苯乙烯，弹的外层用铍反射层包着，引爆时，炸药给中心钚球以巨大压力，使钚的密度剧烈增加。这时受压缩的钚球达到超临界而起爆，产生了强γ射线和X射线及超高压，强射线以光速传播，比原子弹爆炸的裂变碎片膨胀快100倍。当下部的高密度聚苯乙烯吸收了强γ射线和X射线后，便很快变成高能等离子体，使储氚器里的含氘氚混合物承受高温高压，引起氘和氚的聚变反应，放出大量高能中子。

　　鉴于中子弹具有的这一特性，如果广泛使用中子武器，那么战后城市也许将不会像使用原子弹、氢弹那样成为一片废墟，但人员伤亡却会更大。

　　铍作为反射层，可以把瞬间发生的中子反射击回去，使它充分发挥作用。同时，一个高能中子打中铍核后，会产生一个以上的中子，称为铍的中子增殖效应。这种铍反射层能使中子弹体积大为缩小，因而可使中子弹做得很小。

　　在华盛顿，有专家认为，美国应重新考虑今后在亚洲的战略走向，防止中子弹技术扩散。中子弹被视为可以真正取胜的武器，1945年美国向广岛和长崎投下原子弹，其毁灭力令人战栗。自此以后，有良知的政治军事领袖和科学家认为原子弹是不可再用的武器，应该随受害者而宣告死亡。

　　于是美国科学家在50年代冷战之初，开始努力研制另类核武器。最初由加州大学一间实验室开始，这种秘密研究失败再失败，直到1977年才由美国陆军的科学家研制并试验成功，中子弹就此横空出世。

　　美国中子弹之父科恩受命研究中子弹时，主要考虑要以一弹阻止苏军坦克群入侵西欧，令对方所有作战人员死亡或受伤，通讯中断，坦克则完好无损，如此不仅令敌军惨败，也可使敌方反应放缓。

　　美国军方曾以美制和苏制先进坦克试验中子弹，结果坦克内的动物全部死亡。一枚普通中子弹，在二三百米上空爆炸，瞬间可使200辆配备强大火力的坦克丧失战斗力，人员死亡。

　　1977年美军试爆中子弹成功，卡特总统便以之为政治武器，希望逼前苏联裁军，保证不侵犯西欧。但到了1978年4月，卡特在国内外各种压力下，推迟了生产计划，改为只生产中子弹部件。

　　卡特所承受的最大压力来自法国。法国坚持认为，中子弹必将加速东西方军备竞赛，使亚欧的处境更加危险。法国所提不无道理，美国未防有诈而停产，谁料想，1980年法国竟然试爆了中子弹，并扬言将用它来保卫欧洲！此弹令法国在政治军事上大显神通，美国却气得直跳。让美国人气愤的还不只这些，没过多久，传来“更坏”的消息，前苏联也有了中子弹！

　　中国在1964年成功试爆第一颗原子弹的同时，也放眼中子弹，那年，著名核子物理学家王淦昌，提出激光核聚变初步理论，从此中国科学家开始有系统地从事这方面研究。10年后，科学家采用激光技术，在实验室里观察到中子的产生过程。到80年代初，建造了用于激光聚变研究的装置，80年代末期成功试爆中子弹。

　　1977年6月底，美国首先研制成功中于弹，并将其装载飞机、导弹和炮弹，作为有效的战术核武器。在30公里以内和近距范围，可用155毫米

　　203毫米榴弹炮发射中子炮弹；在130公里范围内，可用“长矛”地地战术导弹携载中子弹头；在更远的距离上，则可使用“潘兴”Ⅱ式导弹和“战斧”

　　巡航导弹携载中子弹头，也可用重力炸弹或滑翔炸弹携载中子弹，由飞机投掷。
作为一种强辐射弹，中子弹是靠其强大的核辐射效应达到其杀伤效果的。早期核辐射具有很强的穿透能力，它可以穿透上千米厚的空气层，它可以穿透人体，可以穿透相当厚的物质层。例如，１枚１０００吨ＴＮＴ当量的中子弹，在８００米高度爆炸时，可穿透３米厚的钢板，轻而易举地穿透坦克装甲。

　　根据人们多年来对中子弹的试验和研究，假定当量为１０００吨的中子弹作用于暴露的人员身上，那么，中子弹的杀伤效应有如下标准：距爆心９００米处——吸收的剂量为８０００拉德，能使体力工作人员即刻永久失能；距爆心１４００米处——吸收剂量为６５０拉德，会造成后期死亡；距爆心１７００米处——吸收剂量为１５０拉德，受辐射者约有１０％数月内死于放射病。

中子弹也可以防护
几厘米的水层可衰减一半辐射

　　虽然中子弹所发出的核辐射来无影、去无踪，而且看不见、摸不着、听不到、闻不出，但这并不意味着人们面对中子弹只有束手无策、坐以待毙。

　　根据中子弹的不同杀伤原理，人们还是有招术对付中子弹的。

　　从防护原理上讲，如水、木材、聚乙烯塑料等都能较好地慢化并吸收中子。例如，把铅加入含氢的聚合材料中，就可以增加防护能力。另外，在含氢的聚合材料中加入硼，就可以部分阻挡辐射，从而减少对人的伤害。各种物质对核辐射都有一定的衰减作用。例如，４— ６厘米厚的水就可以将中子的辐射强度衰减到一半；１米厚的土壤就能使核辐射衰减２个数量级。在一次核试验中，有一个钢筋混凝土工事，复土厚２. ５米，混凝土厚０ .３米，地面早期核辐射剂量达５６０００拉德，工事内的剂量仅０.２９拉德。因此，只要构筑一定的工事进行适当的防护，人体受到中子弹辐射的危害将会大大减少。

　　在一些紧急情况下，当发现中子弹的闪光后，暴露的人员应迅速进入工事，或利用地形地物如沟谷、崖壁、涵洞等进行遮蔽。这样，可以在一定程度上减少吸收的剂量。当然，一旦得了放射病，还应该及早进行治疗。

　　那么，对于那些英勇作战的坦克兵，又怎样进行防护呢因为当他们发现中子弹爆炸后，不可能有时间走出坦克外进行躲避。难道就让他们如本文开始所描述的那样痛苦地牺牲在自己的岗位上吗。答案当然是否定的。

　　于是，人们针对中子弹的特点，在坦克内部镶上一层特殊的衬里，或在装甲中间加上特殊的夹层。据报道，４厘米厚的涂层就可以使坦克的防护能力提高到原来的４倍。当然，即使采用了上述措施，也难以将中子弹的辐射杀伤降低到原子弹的水平。

氢铀弹
/ N9 D* y  x8 I6 A, T3 f    氢铀弹，或者是叫三相弹，爆炸时首先是包裹在最外层的黄色炸药被引爆，使外层的薄铀-235装药层发生裂变，产生的高温和高压对中层的热核装药进行压缩和冲击，将电子剥离氢原子核，形成高速运动的氢原子核和自由电子云，从而发生热核聚变，放出氢弹爆炸的能量并释放出5万公里/秒的快速中子流，在这样高速的中子流的持续轰击下，内层的铀-238这种平时不易裂变的原子也发生裂变，释放巨大的能量，从而使氢铀弹爆炸获得氢弹和原子弹爆炸的双重能量，破坏威力和放射性污染也远在二者之上。

dfgyl · 发表于 2008-1-23 13:32:38

good
这个讲的太具体了，小心拉登看到！

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[其他能源动力] 四代核武器的发展历程——核科普知识

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