氫彈
氫彈,是利用氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應瞬時釋放出巨大能量的核武器,亦稱聚變彈或熱核彈。氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同,但威力比原子彈大得多,戰術技術性能比原子彈更好。
(1)基本原理。聚變反應是帶電原子核發生聚合的反應。參加反應的原子核必須具有足夠的動能,才能克服靜電斥力而彼此靠近,聚變反應也才有可能發生。提高物質的溫度,是使大量原子核增大動能的重要途徑。氫彈就是把熱核裝料加熱至幾千萬攝氏度以上而使之發生聚變反應的。這種把物質加熱至高溫發生的聚變反應稱為熱核反應。
(2)熱核裝料。氘和氚是氫的同位素,原子核間的靜電斥力最小,較低的溫度(幾百萬攝氏度)即可激發聚變反應,而且反應釋放的能量較大,因此選用含氘、氚的物質做熱核裝料是較為合適的。在氘、氚原子核之間發生的聚變反應,主要是氘氘反應和氘氚反應。當熱核燃燒的溫度達到幾百萬至幾億攝氏度時,氘氚反應的速率約比氘氘反應快100倍,因此氘氚混合物比純氘的燃燒性能更好。另一種實用的熱核裝料是固態氘化鋰-6,它的密度可達08克/立方厘米左右。當氚、中子循環一代,燒掉一個氘核和一個鋰6核,放出224兆電子伏的能量,那麼燒掉1千克氘化鋰-6就可以釋放4~5萬噸TNT當量的能量。由於氘化鋰-6中造氚和燒氚的過程結合得非常好,它比純氘容易燃燒,一般氫彈都用它做熱核裝料。
盡管氫彈的具體結構是保密的,但許多書刊曾對它作過種種描述,美國科學家E·特勒對氫彈爆炸過程曾作過形象的描述。
(2)發展曆程。氫彈具有巨大的殺傷破壞威力,它在戰略上有很重要的作用,美、蘇等國都不惜耗費巨資以提高其性能。1942年,美國科學家在研製原子彈的過程中,推斷原子彈爆炸提供的能量有可能點燃輕核,引起聚變反應,並想以此來製造一種威力比原子彈更大的超級彈。1952年11月1日,美國進行了世界上首次氫彈原理試驗,代號是“邁克”(Mike),試驗裝置以液態氘做熱核裝料,爆炸威力達1000萬噸以上。但該裝置連同液氘冷卻係統重約65噸,不能作為武器使用。直到以氘化鋰-6為裝料的熱核裝置試驗成功後,氫彈的實際應用才成為可能。從20世紀50年代初至60年代後期,美國、蘇聯、英國、中國和法國都相繼研製成功氫彈,並裝備部隊。中國於1966年12月28日成功地進行了氫彈原理試驗,1967年6月17日由飛機空投的300萬噸級氫彈試驗獲得圓滿成功。從爆炸第一顆原子彈到爆炸第一顆氫彈,中國隻用了2年零2個月的時間,其速度是世界上最快的。氫彈的運載工具一般是火箭或飛機。為使武器係統具有良好的作戰性能,要求氫彈自身的體積小、重量輕、威力大,因此,比威力的大小是氫彈技術水平高低的重要標誌。20世紀60年代中期,大型氫彈的威力已達到了很高的水平,20世紀70年代小型氫彈的威力有較大幅度的提高。從美國20世紀70年代初裝備的“民兵”Ⅲ導彈的子彈頭可以看出氫彈在小型化和比威力方麵的大致水平。這種子彈頭長1813毫米,底部直徑543毫米,重約180千克,威力近35萬噸TNT當量,其比威力約每千克2000噸TNT當量。1961年,蘇聯試驗了一個威力為5300萬噸TNT當量的熱核裝置,這是迄今當量最大的一次核爆炸。要製造威力更大的氫彈,在技術上並不很困難。因此,現在一般不把威力大小作為衡量氫彈技術水平的標誌。
中子彈
中子彈是指以高能中子為主要殺傷因素,同時相對減弱衝擊波和光輻射效應的一種特殊設計的小型氫彈,其較為確切的名稱是增強輻射彈。普通核彈爆炸時不僅殺傷人員,而且對周圍建築物、工廠設備等的破壞範圍也很大,會造成一些不必要的牽連性破壞,同時從實戰角度來看,核爆炸所造成的放射性汙染使己方部隊不能迅速進入被炸地區。而中子彈爆炸放射出的是可以穿透1英尺厚鋼板的高能中子流,它可以毫不費力地穿透坦克裝甲、水泥掩體和磚牆等物體,殺傷其中的人員,而坦克、建築物、武器裝備等卻能完好地保存下來。而且,中子彈爆炸時放射性沾染很輕,隻需經過較短時間部隊即可進入爆炸地區,因此在軍事上具有較強的使用價值。
(1)主要特點。1000噸TNT當量的中子彈核輻射對人員的瞬時殺傷半徑可達800米,但衝擊波對建築物的破壞半徑隻有300~400米。適當增加爆高,在核輻射的殺傷半徑基本不變的情況下,對建築物的破壞半徑還可以顯著減小。隨著武器當量的提高,盡管核輻射和衝擊波、光輻射的殺傷半徑都增大,但核輻射在空氣中衰減得很快,其殺傷半徑隨當量的增大比衝擊波、光輻射慢得多。因為當武器的當量增大到一定程度時,衝擊波、光輻射的破壞半徑必定大於核輻射的殺傷半徑。這時,中子彈的強輻射特性就不能再保持。因此,地麵上使用的中子彈隻能是低當量(約1000噸TNT當量)。