三、核武器巨大的杀伤破坏效应
美国投掷于广岛和长崎的两颗原子弹,爆炸威力分别相当于 2 万吨梯恩梯炸药。就是这两颗原子弹夺去了十几万人的生命,几乎摧毁了这两座城市。当前,在世界超级大国的核武库中,许多核弹头的爆炸威力相当于 100 万吨
以上的梯恩梯炸药。如果一颗当量为 100 万吨的核弹在产生最大威力所需要
的高度爆炸,将会即刻摧毁半径 5.6 公里范围内的全部砖房;爆炸引起的气
浪能以毁灭性的速度将物体甚至是人抛到 10.5 公里以外;在半径 9.7 公里左
右以内的地区,绝大部分织物和纸张将会着火燃烧;爆炸能在 17.7 公里以外的地方造成二度烧伤,引燃草木;爆炸后数周乃至数月,将有更多的人由于患放射线病而死去;母体内的胎儿受到辐射,可能生下来就畸形⋯⋯如果爆发核战争,那么对人类社会所造成的毁灭性破坏是无法估量的。
人们利用原子核的裂变反应和聚变反应在瞬间放出巨大能量的原理,制造了威力极大的核武器,然而核武器究竟有那些杀伤破坏因素和作用呢?
其一,高压杀伤破坏——冲击波核武器爆炸的冲击波,是核武器的基本杀伤破坏因素,大约占爆炸释放总能量的 50%。冲击波可以在空气、水和土壤等介质中传播。
冲击波对人员的杀伤作用,一般可分为直接杀伤和间接杀伤两种。
直接杀伤是指冲击波的超压和动压直接作用在人体上所造成的杀伤。其中超压的挤压作用,会使人员的听觉器官,心、肺、胃等内脏器官发生破裂和引起出血等。动压的作用,则是直接撞击人体,或是将人体抛掷空中,而后又被地面所撞击,造成人员的颅脑损伤,骨折,肝脾破袭等。
除了直接杀伤,冲击波坯可以对人员造成间接杀伤,这主要是指在冲击波的作用下,某些物件,例如砂石、砖瓦、玻璃碎片等的飞迸,或工程建造物的倒塌,对人员所造成的杀伤。冲击波对人员的杀伤,是直接杀伤与间接杀伤综合发生,但在多数情况下,主要在于间接杀伤。 冲击波不仅对人员造成杀伤作用,而且对其他各种物质也有破坏作用,对各种武器装备等,主要是属于机械破坏或损伤。由于武器装备等的材料和构造是多种多样的,所以受到的破坏程度也不相同。
冲击波对各种工程建筑物的破坏,也是十分复杂的,在一般情况下,可以使其变形、断裂、以至倒塌。被破坏的程度,可分为局部破坏和整体破坏两大类,而多数属于后者。
冲击波的杀伤破坏作用,不仅取决于核武器的威力和爆炸方式。而且还和目标距爆心(或爆心投影点)的距离和方位等有关。
其二,高温杀伤破坏——光辐射光辐射是核爆炸的基本杀伤破坏因素之一。一般说来,它大约占爆炸释放总能量的 35%,它的作用仅次于冲击波。空中爆炸时,特别是在晴天的情况下,光辐射的杀伤破坏范围最大。
当核武器在空中爆炸时,弹体中的高能粒子所产生的电磁辐射被几厘米厚的空气层完全吸收,使得周围空气的温度很快上升到几十万度。因此,在核爆炸的反应区内,除了爆炸气体以外,还有炽热的空气。结果,在反应区内形成了一个高温高压的炽热气团——火球,并且向周围发射光辐射。就整个过程来说,火球所发射的光辐射,包括 X 射线、紫外线、可见光和红外线几部分。
核爆炸光辐射照射到人体时,由于它的高热作用,可以使面向爆炸方向
的暴露部位受到各种程度的烧伤。除了光辐射直接作用于皮肤引起直接烧伤外,还可能因为服装、工事、建筑物或者装备器材等的燃烧而引起间接烧伤。在多数情况下,两类烧伤会综合发生。当人员直视火球时,还能引起视网膜烧伤;强烈的闪光可使人员遭到闪光盲。此外,当人员吸入高热的空气时, 还能够导致呼吸道烧伤。
光辐射对技术兵器或武器装备的木质部分、漆等可以引起燃烧或焦化; 使棉、麻类织物的套、盖布以及橡胶轮胎等着火;对油料、弹药和他物资仓库的危险性也很大。
核爆炸光辐时能量虽然比起普通炸弹要大几千倍,但释放时间不长,它随着爆炸当量的减少而显著减小。例如,当量是 100 万吨的空中爆炸,光辐
射能量的释放时间是 12.6 秒;当量是 10 万吨时,只有 4.7 秒,当量是 1 万
吨时,还不到 2 秒钟。即使对于大当量的核爆炸来说,火球的整个发光时间,
大约 10 秒左右,但光辐射的大部分能量,基本上都是在前 3 秒里释放出来的。其三,特殊杀伤破坏——贯穿辐射核爆炸时,以核辐射的形式释放大约
15%的总能量。核辐射是核爆炸不同于普通炸弹爆炸的独有特性。它是用人眼看不到的、也感觉不到的α射线、β射线、γ射线和中子流所组成的。但是,由于α射线和β射线的穿透能力差、很容易被大气吸收。因此,贯穿幅射主要指在核爆炸最初的一分钟里具有较强穿透能力的γ射线和中子流。
贯穿辐射大约占整个核辐射能量的三分之一,也就是说只占核爆炸释放总能量的 5%。按比例来说,虽然不是核爆炸的主要杀伤破坏因素,但具有特殊的危险性。
贯穿辐射对暴露人员的一次照射剂量,在 100 拉德以上时,就能引起不同类别的急性射线病。射线病的程度,不仅与人体在照射期间所接受的总剂量的大小、局部照射还是全射照射,以及照射的时间长短有关,而且还与人体的特点和照射瞬时人体的一般健康状况有关。
对其他目标来说,由于贯穿辐射的穿透能力很强,可以引起照相材料(如底片或相纸)感光,使光学仪器中光学玻璃的光学性能变坏。但对大多数武器装备,物资器材,基本上没有什么破坏作用。只是在中子流的照射下,可以使含有金属元素钾、铝、锰等目标物质产生感应放射性,这对使用人员同样会造成一定的危害。同时,对含有钠盐的食品或药品也会出现感应放射性, 使食用人员遭致危害。
其四,潜伏的敌人——放射性沾染核爆炸时,不到一分钟的时间,它的瞬时杀伤破坏作用(冲击波、光辐射和贯穿辐射的作用)也一阵风似的过去了。但是剩余的核辐射,我们称之为放射性沾染,仍然会对人员造成放射性伤害。虽然这种杀伤看不见,但它的作用时间,比起贯穿辐射来要长得多, 可以长达见小时、几天,甚至一、二十天之久,好比潜伏的敌人。
放射性沾染对人员的伤害,一般是通过三种途径进行,也就是体外照射、体内照射和皮肤沾染。
体外照射,是指核爆炸后,沾染在地面、物体等表面的放射性物质。它们所放射的射线,直接照射到人体上。其中穿透能力强的γ射线对人体的危害性最大,其次是β射线。
体内照射,是指沾染有放射性物质的空气、水或者食物,通过人员的口、鼻进入体内;或者通过沾染了的伤口、烧伤的皮肤或者眼结膜等侵入体内时, 射线照射人体内部组织引起的杀伤。
皮肤沾染,是指暴露人员的皮肤、服装沾染了放射性物质,或接触了严重沾染的武器装备或其他物体,而由β射线引起皮肤表面的烧伤。
其五,一瞬间的特殊破坏——电磁脉冲电磁脉冲是指核爆炸所释放的r、x 射线与周围介质相互作用,而散射出非对称的高速康普顿电子流,由这些不对称分布电荷运动所激励出的随时间变化的电磁场。电磁脉冲类似于夏季雷雨来临时,极其强大的闪电所发射的电磁信号。电磁脉冲可以使雷达正常的工作受到干扰,能够使通讯暂时中断,并能扰乱指挥系统中的计算机工作而产生错误的输出数据。
核电磁脉冲的破坏作用,一般分为两类:一类是功能损坏;另一类是工作干扰。 功能损坏是指电子系统或者其中的元器件,受到电磁脉冲的作用以后不能继续工作。例如,当电磁脉冲在晶体管中引起的感应电压或电流超过允许值的大小时,晶体管会被烧坏。再如电缆,受到电磁脉冲作用后, 它的绝缘材料外皮被击穿造成短路,整个系统就无法继续工作。
工作干扰是指电磁脉冲虽然没有使电子、电器系统或者其中的元器件受到破坏,但接收进去的附加信号却使得某些元器件的工作状态改变了,因而引起工作紊乱,控制失灵。在导弹、航天飞行器的控制系统,以及各类电子计算机里,大量地采用数字逻辑电路,这些电路的参数也都有一定的允许值。假如电磁脉冲附加到电路上的电压或电流大小超过了电路的允许值,就会引起控制系统和计算机中的电路状态改变,结果发生错误动作。