基本介紹
核爆炸景象,火球,蘑菇雲,核爆炸方式,空中爆炸,高空核爆,地面核爆,地下核爆,水下核爆,力學效應,殺傷和破壞效應,防護,比基尼島,核輻射,真正爆炸,參考書目,
核爆炸景象
核爆炸發生後,先是產生髮光火球,繼而產生蘑菇狀煙雲。這是核爆炸的典型徵象。
火球
核武器在距地面一定高度的空中爆炸時，高溫高壓彈體迅猛向四周膨脹並以X射線輻射加熱周圍的冷空氣。熱空氣吸收高溫輻射所具有的特點使得加熱、增壓後的熱空氣團是一個溫度大致均勻的球體，並且溫度、壓強具有突變的鋒面，這個熱空氣團稱為等溫火球。火球（見彩圖[核爆炸火球和衝擊波]）一面向外發出光輻射，一面迅速膨脹，同時溫度、壓強逐漸下降。溫度下降到3000開時形成以40～50千米/秒的速度向四周運動的衝擊波，其陣面（也就是火球的鋒面）仍然發光。衝擊波形成後，火球內部的溫度分布是表面低，向內逐漸升高，火球裡面有一個溫度均勻的高溫核。衝擊波陣面溫度降低到略高於2000開時，衝擊波脫離火球，並按力學規律向外傳播，而後其陣面不再發光。
核爆炸蘑菇雲
火球熄滅後形成上升的煙雲。衝擊波在爆心投影點附近地面的反射和負向的抽吸作用使得地面掀起巨大塵柱，上升的塵柱和煙雲相銜接，形成高大的蘑菇狀煙雲（簡稱蘑菇雲）。
核爆炸方式
根據爆炸當量、爆炸相對於地面、水面的位置，爆炸方式分為空中核爆炸、高空核爆炸、地面核爆炸、地下核爆炸和水下核爆炸等五種。
空中爆炸
距地面一定高度之上（小於 30千米）的核爆炸。爆炸瞬間先出現強烈明亮的閃光，後形成不斷增大和發光的火球。衝擊波經過地面反射回到火球後使火球變形，呈上圓下扁的“饅頭”狀，最後，從地面升起的塵柱和煙雲共同形成高大的蘑菇雲。在衝擊波所到之處還可聽到多聲巨響。火球的最大直徑和發光時間、蘑菇雲穩定時的高度主要決定於爆炸的 TNT當量。對於2萬噸TNT當量的核爆炸， 火球最大直徑約為440米，發光時間約為2.4秒，穩定蘑菇雲的高度約為11千米。
高空核爆
在距地面高度大於30千米處的核爆炸，火球大體上是一個豎直橢球，其膨脹、上升速度和最大半徑都比空中核爆炸時大得多。 爆炸高度如大於100千米，火球現象消失， 因光輻射的照射，在80～100千米的高度上形成發光暗淡的“圓餅”，同時在爆點下方和南北半球對稱區域（稱為共軛區）產生人造極光和其他地球物理現象。
地面核爆
與空中核爆炸基本上相似，地面核爆炸的特點是：火球呈半球形，煙雲與塵柱一開始就連線在一起上升，並向四周拋出大量沙石，形成彈坑。
地下核爆
地下核設備的引爆會釋放出大量的能量，使得試驗點周圍區域內相關的地質和設備材料發生蒸發。實驗產生的高溫和壓縮的震動波會使試驗點生成空隙和裂隙或者改變洞壁上的結構。孔穴是汽化作用和原始的地質介質的壓縮所造成的。孔穴的大小(或半徑)可以根據爆破能的作用力、埋藏的深度以及地質介質的強度而估算出來。孔穴最大尺寸在爆炸發生後的1/10秒內即可達到。在接下來的幾秒鐘，發生爆炸、溫度冷卻、氣壓消散、孔穴內氣體的成分開始按順序冷凝，冷凝順序按相對蒸汽壓或沸點進行。首先，岩石和重放射性核素元素，同牆內壁上的熔融岩塊一起，在洞的底部積聚成熔融的泥膠土。試驗幾小時或幾天后，上面的材料坍塌進入洞內，形成一個垂直的“碎石”豎井，這個“豎井”隨著地面的擴大而擴展，在那裡形成一個彈坑。部分倒塌的材料會落入熔融膠泥體內。如果最初的爆炸點位於地下水之下，則地下水此時會再次湧入洞內。
水下核爆
在一定水深中的核爆炸，也會形成火球，但規模比空中核爆炸小，發光時間也短得多。火球熄滅後在水中形成猛烈膨脹的氣球(主要成分是水蒸氣)，引起水中衝擊波，氣球上升到水面時，拋射出大量蒸汽，同時有大量水湧入爆炸中形成的空腔，因而形成巨大水柱，其上方繼續向外噴射放射性物質，形成象菜花一樣的雲頂，其高度遠低於空中爆炸所形成的蘑菇雲（見圖[水下核爆炸景象]）。水柱下沉時，形成由水滴組成的雲霧（稱基浪），從爆心投影點向周圍快速運動，而在投影點上空產生的雲團隨風飄移，會造成持續近一小時的大雨。在足夠深處的水下爆炸則不出現菜花雲。
力學效應
核爆炸力學效應 在低空核爆炸的爆炸能量中，衝擊波約占50%，光輻射約占35%， 早期核輻射約占5%，放射性沾染中的剩餘核輻射約占10%，核電磁脈衝僅占0.1%左右；對於主要為聚變反應的核武器， 剩餘核輻射所占的比例則少得多。由上述能量比例可以看出：衝擊波所表現的力學效應起主要作用，不過爆炸高度超過約30千米的高空核爆炸除外。空中核爆炸的力學效應主要表現為空氣中傳播的衝擊波以及衝擊波拍打地面引起地下土石介質中的壓縮波和地震波。地面核爆炸的力學效應除表現為向空氣中傳播衝擊波外，還表現為在地表形成爆炸彈坑，以及向地下土石介質傳播衝擊波，衝擊波衰減後形成壓縮波和地震波；彈坑周圍的土石介質經衝擊波的壓縮和推動產生以加速度、速度和位移表征的強烈的地面運動。地下核爆炸中淺埋爆炸的主要力學效應為形成彈坑和土石介質中的衝擊波，衝擊波衰減成壓縮波和地表波，引起強烈的地運動；封閉式爆炸主要是在爆點周圍形成空腔，並在周圍介質中傳播衝擊波、壓縮波和地震波。水下核爆炸的主要力學效應是形成水中衝擊波,在水面形成從爆心投影點向四周擴展的基浪,它是造成水面物體破壞的重要因素,如果爆炸深度不大,空氣衝擊波也不可忽視。
核爆炸
核爆炸殺傷和破壞效應
核爆炸是通過衝擊波、光輻射、早期核輻射、核電磁脈衝和放射性污染等效應對人體和物體起殺傷和破壞作用的。前四者都只在爆炸後幾十秒鐘的短時間內起作用，後者能持續幾十天甚至更長時間。衝擊波可以摧毀地面構築物和傷害人畜。光輻射主要是可見光和紅外線,能燒傷人的眼睛和皮膚,並使物體燃燒，引起火災。核爆炸早期裂變產物發射出貫穿能力很強的中子流和γ射線，可以貫穿並破壞人體和建築物。裂變產物、未燒掉的核燃料和被中子活化的元素，都會由氣化狀態冷凝為塵粒，沉降到地面，造成地面和空氣的放射性沾染，所發出的γ和β射線稱為核爆炸的剩餘輻射，也能對人體造成傷害。核爆炸發出的γ射線在空氣分子上產生康普頓散射，散射出的非對稱電子流在大氣中激起向遠方傳播的電磁脈衝，可在大範圍內對戰略武器系統的控制和運行以及全球無線電通訊構成干擾和威脅。核爆炸的殺傷和破壞程度同爆炸當量和爆炸高度有關。百萬噸以上大當量的空中爆炸，起殺傷和破壞作用的主要是光輻射和衝擊波，光輻射的殺傷和破壞範圍尤其大，對於城市還會造成大面積的火災。萬噸以下的小當量空中爆炸,則以早期核輻射的殺傷範圍為最大,衝擊波次之，光輻射最小。空中爆炸一般只能摧毀較脆弱的目標，地面爆炸才能摧毀堅固的目標，如地下工事、飛彈發射井等。觸地爆炸形成彈坑，可破壞約兩倍於彈坑範圍內的地下工事，摧毀爆點附近的地面硬目標，但對脆弱目標的破壞範圍則小得多。地面爆炸會造成下風方向大範圍的放射性沾染，無防護的居民會受到嚴重危害。
核爆炸防護
核爆炸的各種殺傷和破壞因素都是可以防護的，只要採取有效措施就能減輕或避免傷害。構築工事就是比較有效的防護措施，尤其是地下工事，如坑道和民防工事等，防護效果都較好。只要工事不遭破壞，裡面的人員就是安全的，即使是簡易野戰工事，如塹壕、單人掩體等也有一定的防護效果。在簡易工事內的人比在同距離處開闊地面上人的傷情，一般約低兩個等級。暴露在開闊地面上的人如能利用溝渠、土丘、彈坑等地形地物迅速臥倒，並儘可能將身體暴露部位遮蔽起來也可以減輕傷害。對放射性沾染的防護是一個比較複雜的問題，應查明沾染情況，撤出沾染區並消除沾染，以減輕傷害。
比基尼島
首先這張圖片是美國攝影師冒著生命危險拍下來的圖片——
核爆炸這是在比基尼島剛剛被引爆的核子彈，其實這是一枚真正的核子彈，不懂核子彈是什麼的人就說這是一枚氫彈，不可能，氫彈爆炸不可能呈現出這樣的形狀的，第二張圖片是核子彈爆炸後剛剛要出現衝擊波的瞬間，第三張圖片是我拍的，當時我距離核子彈爆炸有40公里。旁邊還有椰子樹呢，情景太壯觀了。我到今天依然記得很清楚啊。只聽見一聲悶聲，蘑菇雲就到達10000米的高空，差不多和雲朵一樣高了。
我親眼看到了核子彈爆炸。核子彈爆炸水柱的高度3公里，無論在海洋里還是在陸地上，爆炸的的高度都是3公里，只有在空中爆炸，蘑菇雲才能達到19公里，在海洋里爆炸的水柱有3公里，衝擊波的範圍是100公里，氫彈爆炸的衝擊波範圍是405公里，閃光在1000公里內都能看見，核裂變和核聚變的威力不是開玩笑的，很強大的，核子彈在世界上是最強的武器。
核爆炸
核爆炸
核爆炸核輻射
美國總統杜魯門宣布即將在比基尼島進行兩次核子彈爆炸試驗，核子彈爆炸過後，有兩件事情發生，第一是核子彈爆炸當天，正好碰見一位美國導演，這位美國導演鬼斧神差的受到核子彈爆炸啟發，想到了如果女人穿上比基尼游泳衣就好看多了。第二件事就是核輻射，核子彈爆炸後的輻射強烈，讓所有的人都不敢往哪裡去了。美國總統杜魯門命令軍隊前去消除掉核輻射，但是科學家說道：要想清除掉比基尼島沙灘上的所有核輻射，就要將比基尼島沙灘上所有的的沙土全部都刨掉，但是要挖地300米深才可以完全清除掉核輻射。杜魯門不假思索，直接明命令軍隊執行這項艱巨的任務。 比基尼島核子彈帶來了這兩件事。比基尼島的核子彈核輻射遠比諾貝利核電站要厲害的多。因為在比基尼島遭到核輻射的人就有十萬人。有8000人死於核輻射。14250人死於各種疾病。但是都是核輻射造成的。
真正爆炸
1945年7月16日清晨5時24分，在美國新墨西哥州沙漠，一聲轟天巨響，伴隨著一個耀眼的火球，瞬間照亮了方圓幾十平方公里的廣闊地域。人類第一顆核子彈試爆成功，它標誌著人類的軍事對抗進入了更高一級的恐怖階段。美國在比基尼島進行一次真正的核子彈爆炸，當量為3萬噸TNT。比基尼島差點被這枚核子彈毀了。美國公布的核試驗圖片正是從右邊的核爆炸視頻中截下來的片段。也有可能是美國攝影師拍攝的圖片。圖片原圖是左邊這張。
核爆炸
核爆炸
核爆炸核爆炸1945年-1998年全球一共進行了2053次核爆炸及核爆試驗
參考書目
S. Glasstone and P. J. Dolan， The Effects of Nuclear Weapons， 3rd ed.， U. S. Department of Defense and Energy Research and Development Administration，1977.
