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第三代核武器的中子弹 - 武器结构

归档日期:10-02       文本归类:化学弹      文章编辑:爱尚语录

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  弹体上部是一个微型、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、氢弹那样成为一片废墟,但人员伤亡却会更大。 中子弹是一种以高能中子为主要杀伤因素,相对减弱冲击波和光辐射效应的一种特殊的小当量战术核武器。由于中子弹和氢弹都是利用热核反应的原理,所以,我们可以把中子弹看成是一种经过改进的加强辐射的小型氢弹。中子弹的结构与氢弹相似,但它不是一种大规模的毁灭性武器,而是作为战术核武器设计的。虽然它对建筑物和军事设施的破坏很有限,但能够对人造成致命的伤害。一颗1000吨级的中子弹在120米高空爆炸,离爆心2公里范围内的人员即使不会当即死亡,也会在一天到一个月后死于放射病。

  一是早期核辐射效应强。和氢弹会毁灭对方,但对使用者本身也没有太多的实际利益。中子弹却能够有效地克服上述缺点,它爆炸时早期核辐射的能量则高达40%。这样,同样当量的与中子弹相比,中子弹对人员的杀伤半径要比大得多。

  二是爆炸释放的能量低。当核武器的当量增大到一定程度时,冲击波、光辐射的破坏半径就必定会大于核辐射的杀伤半径。所以,中子弹的当量不可能做得太大。正是因为中子弹爆炸时释放的能量比较低,它只能是作为战术核武器应用于战场支援作战中。也正因为如此,中子弹这个神秘的杀手才有了更为广阔的用武之地,才比其它核武器具有更多的实用价值。

  三是放射性沾染轻,持续时间短。由于引爆中子弹的裂变当量很小,所以,中子弹爆炸造成的放射性沾染也很轻。据报道,美国研制的中子炮弹和中子弹头,其聚变当量约占50%到74%,所以,中子弹爆炸时只有少量的放射性沉降物。通常情况下,经过数小时到一天,中子弹爆炸中心地区的放射性就已经大量消散,武装人员即可进入并占领遭受中子弹袭击的地区。强辐射可穿透厚钢板:中子弹仍具有放射性凡是拥有氢弹技术的国家都有能力制造中子弹。这主要是因为中子弹在本质上仍是一种氢弹,中子弹的爆炸原理与氢弹的爆炸原理是相同的。 中子弹是一种以高能中子辐射为主要杀伤因素的强辐射战术核子武器,实际上它是一种靠微型引爆的超小型氢弹,它的弹体由上、下两个部分组成,上部是一个微型扳机,其中心是一个引爆中子弹用的微型(只有几百吨的TNT当量),用钸-239做为核原料,因为钸比铀原料能释放更多的中子,可使中子弹达到小型化,下部中心是核聚变的心脏部分,称为储氚器,内部装有氘氚的混合物,外围是聚苯乙烯,中子弹的外层用铍反射层包着,而没有一般氢弹所有的铀-238外壳,这样子高能中子便可自由逸出,同时放射性污染的范围相对也比较小。

  引爆时弹体上部的高能炸药最先引爆,给予中心钸球巨大压力,使钸的密度剧烈增加,当受压的钸球达到超临界状态时就会爆炸(裂变),产生强γ射线、χ射线和超高压,以光速传播,弹体下部的高密度聚苯乙烯吸收了强γ射线和χ射线后,会很快的变成高能等离子体,使储氚器里的含氘氚混合物承受超高温高压,引起氘和氚的聚变反应,从而释放出大量的高能中子,这些高能中子到达弹体外部的铍反射层后,会立即反射回来,并产生铍的增殖效应,即一个高能中子击中铍核后,会产生一个以上的中子,从而有利于氘和氚发生更完全的聚变反应,铍的这种增殖效应,使得中子弹的体积大为缩小,一般直径只有200毫米,弹长560毫米,中子弹的爆炸能由聚变反应产生,并主要以中子流的形式向四周释放,在其爆炸过程中,中子流的能量占总能量的80%左右,因此核污染较小,杀伤剂量较大。 爆炸释放的能量低:当核武的当量增大到一定程度时,冲击波、光辐射的破坏半径就必定会大于核辐射的杀伤半径,所以中子弹的当量不可能太大,正是因为中子弹爆炸时释放的能量比较低,它可以作为战术核武应用于战场上,也正因为如此,中子弹才比其它核子武器具有更大的实用价值。

  放射性污染小、持续时间短:由于引爆中子弹用的的裂变当量很小,所以中子弹爆炸后造成的放射性污染也很小,据报导美国研制的中子炮弹和中子弹头,其聚变当量约占50%到75%,因此中子弹爆炸时只有少量的放射性沉降物,在一般的情况下,经过数小时到一天的时间,中子弹爆炸中心地区的放射性污染就已经大量消散,人员即可进入并占领该地区。 几厘米的水层可衰减一半辐射: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。

  装甲车的涂层防护: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的水平。

  等离子体武器的情况可能更原始。核爆炸形成的火球,内部物质的中子被电离,这些中子、剥离了电子的离子流和电子组成等离子体,犹如恒星一样在几秒内火球急剧膨胀,温度急降以至熄灭。由于火球向四周膨胀,能量损失很快,如一个100万吨当量的核弹在大气层爆炸,火球半径可达1000公尺,但很快就会消失。如果把等离子体的火球沿着特定方向发射,就能摧毁远距离的目标,十分适用于外太空作战。其难题除了把核弹能量化为等离子体外,更难的是如何以特定方向射向目标,因此这是最难、最没有把握制成的核武器。俄罗斯在这方面的进展较大,未闻中国以开始实质性的研究工作;但以中国在21世纪的太空发展进度而言,不能排除将来会加强发展等离子体武器。

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