核能開發(fā)及應(yīng)用08 2

核能開發(fā)及應(yīng)用第二章核能的軍事應(yīng)用:新一代核武器的發(fā)展第三代核武器第三代核武器是特殊性能的核武器，它們實(shí)際上是在氫彈的基礎(chǔ)上向著兩個(gè)方向發(fā)展，一是為了滿足特定要求，將氫彈設(shè)計(jì)成增強(qiáng)某種毀傷效應(yīng)而減少其他毀傷效應(yīng)的特殊氫彈；二是使核武器小型化，即減少體積、重量和TNT當(dāng)量。第三代核武器：中子彈、減少剩余放射性彈、增強(qiáng)X射線彈、核電磁脈沖彈、核鉆地彈、沖擊波彈等。第三代核武器：沖擊波彈又稱減少剩余放射性彈、弱剩余輻射彈(RRR彈)。沖擊波彈的內(nèi)核（扳機(jī)）是低當(dāng)量小型原子彈，外殼采用硼或含氫的材料，使原子彈裂變反應(yīng)放出的中子減速并被硼或氫吸收而轉(zhuǎn)化成沖擊波和光輻射。美國(guó)勞侖斯一利弗莫爾國(guó)立實(shí)驗(yàn)室于1980年宣布已研制成功沖擊波彈，其當(dāng)量10噸-1000噸級(jí)，其剩余放射性不到同等威力的原子彈的1／10。沖擊波彈的殺傷破壞作用與常規(guī)武器相近，能以地面或接近地面的核爆炸摧毀較堅(jiān)固的軍事目標(biāo)等，且產(chǎn)生的放射性沉降較少，核爆炸后部隊(duì)即可進(jìn)入核爆區(qū)，因而作戰(zhàn)運(yùn)用十分方便。它是一種戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)核武器，用于攻擊戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)縱深內(nèi)重要目標(biāo)，例如地面裝甲車隊(duì)，集結(jié)部隊(duì)、飛機(jī)跑道、港口、交能樞紐、電子設(shè)施，也可炸成大彈坑或摧毀重要山口通道以阻止敵軍前進(jìn)以對(duì)人員殺傷為例，沖擊波效應(yīng)主要以超壓的擠壓和動(dòng)壓的撞擊，使人員受擠壓、摔擲而損傷內(nèi)臟或造成外傷、骨折、腦震蕩等。一枚1000噸級(jí)當(dāng)量核彈頭低空（60～120米）爆炸時(shí)，人員致死和重傷立即喪失戰(zhàn)斗力的范圍分別是260米和340米。第三代核武器：增強(qiáng)X射線彈主要特征：增強(qiáng)X射線彈是一種反導(dǎo)彈防衛(wèi)核武器，它以增強(qiáng)氫彈的X射線毀傷效應(yīng)。氫彈爆炸時(shí)，其爆炸總威的70％以X射線形式釋放出來。X射線可對(duì)來襲的敵方導(dǎo)彈產(chǎn)生破壞作用，產(chǎn)生高溫高壓和電磁脈沖，破壞和燒毀導(dǎo)彈的電子系統(tǒng)，并引起彈頭殼體破壞。設(shè)計(jì)基本思想：增強(qiáng)X射線彈的設(shè)計(jì)一定要盡量“干凈”，不用鈾一238做殼體，二要盡量增大X射線能量，三要提高核爆炸的溫度。增強(qiáng)X射線彈的爆炸高度為100～160km。美國(guó)為反彈道導(dǎo)彈“斯巴坦”研制的增強(qiáng)X射線彈W71，威力為500萬噸TNT當(dāng)量，爆炸時(shí)產(chǎn)生的放射線為總威力的80％，在千萬分之一秒內(nèi)釋放出來。第三代核武器：核鉆地彈核鉆地彈有堅(jiān)硬的外殼、能鉆入地下一定深度后爆炸的低當(dāng)量核彈頭。以摧毀地下指揮所、導(dǎo)彈發(fā)射井、地下生化設(shè)施等堅(jiān)固的地下目標(biāo)。例如，核彈頭鉆地下1m深爆炸，其對(duì)地下軍事目標(biāo)的破壞力就是在地面爆炸時(shí)的20倍。為了摧毀蘇聯(lián)導(dǎo)彈發(fā)射井、地下指揮中心等地下高價(jià)值戰(zhàn)略目標(biāo)，從50年代中期開始，美國(guó)主要依靠當(dāng)量900萬噸、彈坑深達(dá)150米的B53型核航彈作為鉆地核彈。由于當(dāng)量太大，彈頭重量和尺寸太大、且只能用易損而又笨重的B-52戰(zhàn)略轟炸機(jī)攜帶，給作戰(zhàn)使用帶來諸多不便。因此，美國(guó)決定加以更新。六七十年代論證過多種鉆地核航彈，均因無法降低當(dāng)量而下馬。隨著彈道導(dǎo)彈技術(shù)和核彈頭小型化的飛速發(fā)展，美國(guó)于1979年加緊研制可用于射程1800千米、圓概率誤差20～45米的中程彈道導(dǎo)彈“潘興”Ⅱ上的鉆地核彈頭。設(shè)計(jì)要求是：在爆炸前能鉆入相當(dāng)于9層樓高的地下深處，以地震或炸坑的破壞機(jī)理來摧毀敵人的點(diǎn)目標(biāo)。后很快研制成功美國(guó)也是世界第一種鉆地核彈頭W86。但鉆地核彈頭計(jì)劃于1981年1月被取消，主要原因是“潘興”Ⅱ?qū)椀娜蝿?wù)改變成打擊各種目標(biāo)。計(jì)劃取消時(shí)，鉆地彈的研制工作已經(jīng)結(jié)束，“潘興”Ⅱ改為用非鉆地核彈頭。第三代核武器：核鉆地彈80年代末，美國(guó)制定了一項(xiàng)新戰(zhàn)略，旨在“使蘇聯(lián)的戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器在沖突爆發(fā)后數(shù)小時(shí)便處于癱瘓”，為此“美將發(fā)展一種威力強(qiáng)大到完全能穿透蘇聯(lián)最深地下堡壘、在戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后數(shù)小時(shí)便把隱蔽在那里的蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人全部消滅的新武器”（刊登在1989年7月23日美國(guó)《洛杉磯時(shí)報(bào)》，時(shí)隔3天，中國(guó)《人民日?qǐng)?bào)》轉(zhuǎn)載）。當(dāng)然，鉆地彈要對(duì)付的還有導(dǎo)彈發(fā)射井、地下指揮控制中心及核生化導(dǎo)彈地下中心庫(kù)、戰(zhàn)略物資地下貯存庫(kù)等。正是在這種戰(zhàn)略思想支配下，一種新的鉆地核航彈B61-11問世了。1991年，美國(guó)洛斯-阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家提出發(fā)展10噸TNT當(dāng)量的微型核鉆地彈。20世紀(jì)90年代初，美國(guó)用轟炸機(jī)、潛艇、火炮等發(fā)射工具，試驗(yàn)了一種可以鉆至地下10～15m的核鉆地彈。1997年美國(guó)裝備了第一批低當(dāng)量核鉆地彈B61-11，其彈體長(zhǎng)3.6m，能鉆地約6m，在300噸～30萬噸TNT當(dāng)量之間有5種選擇。2002年1月，美國(guó)國(guó)防部向國(guó)會(huì)提出要開發(fā)強(qiáng)力核鉆地彈NEP。2002年11月，美國(guó)國(guó)會(huì)眾參兩院同意撥款進(jìn)行開發(fā)RNEP的可行性研究。當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)開發(fā)強(qiáng)力核鉆地彈的研究可能在2003年夏季開始。布什政府也在2003年11月悄悄批準(zhǔn)了一項(xiàng)“迷你核武器”研究計(jì)劃。2004年2月，俄羅斯政府前原子能部部長(zhǎng)米哈伊洛夫接受記者采訪時(shí)聲稱，在低當(dāng)量戰(zhàn)術(shù)核武器領(lǐng)域，俄羅斯已經(jīng)領(lǐng)先于美國(guó)。第三代核武器：核鉆地彈1995年8月由美國(guó)國(guó)防部正式批準(zhǔn)將B61-7型核航彈改為B61-11型鉆地航彈。截止1998年4月，該彈共進(jìn)行了26次空投試驗(yàn)，被鉆地介質(zhì)有沙地、硬質(zhì)地層、堅(jiān)實(shí)地面、巖石、混凝土、堅(jiān)硬凍土。

該彈戰(zhàn)斗部重為549千克，外徑0.34米，長(zhǎng)0.37米，威力300噸～30萬噸當(dāng)量TNT可調(diào)；當(dāng)量調(diào)節(jié)方式是調(diào)節(jié)注入氚量的多少，在上述當(dāng)量范圍內(nèi)可進(jìn)行5檔當(dāng)量選擇；穿透能力，在不同地下目標(biāo)2～15米；端頭材料為含有強(qiáng)穿透能力貧化鈾的合金鋼鉆地頭錐；彈頭引爆深度3～6米；對(duì)地下目標(biāo)的毀傷半徑為幾百米量級(jí)；運(yùn)載工具為B-52、B-1B、B-2型轟炸機(jī)或F-16戰(zhàn)斗機(jī)。美國(guó)已于1998年春天開始部署B(yǎng)61-11。據(jù)估計(jì)目前至少已裝備了50枚。這是美國(guó)自1989年以來首次為其核武庫(kù)補(bǔ)充新的、也是唯一的鉆地核航彈，也使美國(guó)成為目前世界上裝備包括中子彈、核鉆地彈、微型超微型核彈頭等種類最多、數(shù)量最多的第三代核武器的國(guó)家。美國(guó)逆時(shí)代潮流公然裝備這種重量輕、尺寸小、當(dāng)量可調(diào)、適于多種機(jī)型投放、能執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)的第三代核武器，大大增強(qiáng)了其核攻擊能力。第四代核武器的發(fā)展方向受《全面禁止核試驗(yàn)條約》的限制，美、法、俄等國(guó)家開始了第四代核武器的研制。第四代核武器不產(chǎn)生剩余核輻射，其威力可以任意調(diào)整，甚至可以作為“常規(guī)武器使用，不受《全面禁止核試驗(yàn)條約》的限制。種類：反物質(zhì)彈、粒子束武器、激光引爆的炸彈、核同質(zhì)異能素武器、金屬氫武器等。技術(shù)特點(diǎn)：基于核聚變，但不用核裂變能點(diǎn)火，而是用其他高含能物質(zhì)的能量對(duì)核聚變點(diǎn)火，如用激光、金屬氫、同質(zhì)異能素等引爆，是純粹的核聚變武器。金屬氫武器氫氣在一定的超高壓力下可以轉(zhuǎn)化成固態(tài)結(jié)晶體，甚至金屬，其爆炸威力是TNT的25～35倍，可以點(diǎn)燃核聚變武器。也可以直接利用金屬氫做成高爆力的常規(guī)武器，是目前已知威力最大的化學(xué)爆炸物。目前尚未獲得能夠穩(wěn)定保存的金屬氫。金屬氫武器已被列入美國(guó)“國(guó)家點(diǎn)火設(shè)施科學(xué)計(jì)劃”的研究項(xiàng)目。

核同質(zhì)異能素武器利用核同質(zhì)異能素制成的武器叫做核同質(zhì)異能素武器?？梢宰鳛椤案蓛簟睔鋸椀狞c(diǎn)火裝置，也可以直接作為“常規(guī)武器”。同質(zhì)異能素：是指質(zhì)量和中子數(shù)相同，但具有不同的能量和放射性的核素。舉例：鉿-178m2（178m2Hf）和178Hf就是同質(zhì)異能素。178m2Hf

衰變成178Hf，可以放出很大的能量。發(fā)展簡(jiǎn)況：美國(guó)得克薩斯大學(xué)的卡爾·克林斯，在1998年用普通X光機(jī)發(fā)出的X射線轟擊178m2Hf，實(shí)現(xiàn)了核同質(zhì)異能素人工“觸發(fā)”加速衰變。美國(guó)軍方準(zhǔn)備采用這種方法研發(fā)“鉿彈”，它可以在極短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的射線，其殺傷力比常規(guī)炸彈高數(shù)千倍。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局在2004年、2005年分別撥款1000萬和2000萬美元用于研制“鉿彈”。目前美國(guó)正和法國(guó)合作，通過重離子碰撞或聚變中的微爆炸產(chǎn)生的中子脈沖進(jìn)行核合成而得到核同質(zhì)異能素，并對(duì)其性質(zhì)和釋放能量的條件和方式進(jìn)行系統(tǒng)的研究。反物質(zhì)武器從理論上說，任何物質(zhì)都有它的反物質(zhì)。當(dāng)物質(zhì)與反物質(zhì)相遇時(shí)，會(huì)在瞬間湮滅，釋放出巨大的能量。物質(zhì)與反物質(zhì)的湮滅效應(yīng)，是能量轉(zhuǎn)換效率最高的。利用這個(gè)特性可以制做反質(zhì)子武器。種類：1、用物質(zhì)與反物質(zhì)的湮滅來壓縮氫彈的彈芯，引爆氫彈，只需幾微克反物質(zhì)