核能開發(fā)及應用08 2

核能開發(fā)及應用第二章核能的軍事應用: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，它們實際上是在氫彈的基礎上向著兩個方向發(fā)展，一是為了滿足特定要求，將氫彈設計成增強某種毀傷效應而減少其他毀傷效應的特殊氫彈；二是使核武器小型化，即減少體積、重量和TNT當量。第三代核武器：中子彈、減少剩余放射性彈、增強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）是低當量小型原子彈，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。美國勞侖斯一利弗莫爾國立實驗室于1980年宣布已研制成功沖擊波彈，其當量10噸-1000噸級，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固的軍事目標等，且產(chǎn)生的放射性沉降較少，核爆炸后部隊即可進入核爆區(qū)，因而作戰(zhàn)運用十分方便。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，例如地面裝甲車隊，集結(jié)部隊、飛機跑道、港口、交能樞紐、電子設施，也可炸成大彈坑或摧毀重要山口通道以阻止敵軍前進以對人員殺傷為例，沖擊波效應主要以超壓的擠壓和動壓的撞擊，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噸級當量核彈頭低空（60～120米）爆炸時，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X射線彈主要特征：增強X射線彈是一種反導彈防衛(wèi)核武器，它以增強氫彈的X射線毀傷效應。氫彈爆炸時，其爆炸總威的70％以X射線形式釋放出來。X射線可對來襲的敵方導彈產(chǎn)生破壞作用，產(chǎn)生高溫高壓和電磁脈沖，破壞和燒毀導彈的電子系統(tǒng)，并引起彈頭殼體破壞。設計基本思想：增強X射線彈的設計一定要盡量“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X射線彈的爆炸高度為100～160km。美國為反彈道導彈“斯巴坦”研制的增強X射線彈W71，威力為500萬噸TNT當量，爆炸時產(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硬的外殼、能鉆入地下一定深度后爆炸的低當量核彈頭。以摧毀地下指揮所、導彈發(fā)射井、地下生化設施等堅固的地下目標。例如，核彈頭鉆地下1m深爆炸，其對地下軍事目標的破壞力就是在地面爆炸時的20倍。為了摧毀蘇聯(lián)導彈發(fā)射井、地下指揮中心等地下高價值戰(zhàn)略目標，從50年代中期開始，美國主要依靠當量900萬噸、彈坑深達150米的B53型核航彈作為鉆地核彈。由于當量太大，彈頭重量和尺寸太大、且只能用易損而又笨重的B-52戰(zhàn)略轟炸機攜帶，給作戰(zhàn)使用帶來諸多不便。因此，美國決定加以更新。六七十年代論證過多種鉆地核航彈，均因無法降低當量而下馬。隨著彈道導彈技術(shù)和核彈頭小型化的飛速發(fā)展，美國于1979年加緊研制可用于射程1800千米、圓概率誤差20～45米的中程彈道導彈“潘興”Ⅱ上的鉆地核彈頭。設計要求是：在爆炸前能鉆入相當于9層樓高的地下深處，以地震或炸坑的破壞機理來摧毀敵人的點目標。后很快研制成功美國也是世界第一種鉆地核彈頭W86。但鉆地核彈頭計劃于1981年1月被取消，主要原因是“潘興”Ⅱ?qū)椀娜蝿崭淖兂纱驌舾鞣N目標。計劃取消時，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，美國制定了一項新戰(zhàn)略，旨在“使蘇聯(lián)的戰(zhàn)爭機器在沖突爆發(fā)后數(shù)小時便處于癱瘓”，為此“美將發(fā)展一種威力強大到完全能穿透蘇聯(lián)最深地下堡壘、在戰(zhàn)爭爆發(fā)后數(shù)小時便把隱蔽在那里的蘇聯(lián)領導人全部消滅的新武器”（刊登在1989年7月23日美國《洛杉磯時報》，時隔3天，中國《人民日報》轉(zhuǎn)載）。當然，鉆地彈要對付的還有導彈發(fā)射井、地下指揮控制中心及核生化導彈地下中心庫、戰(zhàn)略物資地下貯存庫等。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，美國洛斯-阿拉莫斯實驗室的科學家提出發(fā)展10噸TNT當量的微型核鉆地彈。20世紀90年代初，美國用轟炸機、潛艇、火炮等發(fā)射工具，試驗了一種可以鉆至地下10～15m的核鉆地彈。1997年美國裝備了第一批低當量核鉆地彈B61-11，其彈體長3.6m，能鉆地約6m，在300噸～30萬噸TNT當量之間有5種選擇。2002年1月，美國國防部向國會提出要開發(fā)強力核鉆地彈NEP。2002年11月，美國國會眾參兩院同意撥款進行開發(fā)RNEP的可行性研究。當時預計開發(fā)強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月悄悄批準了一項“迷你核武器”研究計劃。2004年2月，俄羅斯政府前原子能部部長米哈伊洛夫接受記者采訪時聲稱，在低當量戰(zhàn)術(shù)核武器領域，俄羅斯已經(jīng)領先于美國。第三代核武器：核鉆地彈1995年8月由美國國防部正式批準將B61-7型核航彈改為B61-11型鉆地航彈。截止1998年4月，該彈共進行了26次空投試驗，被鉆地介質(zhì)有沙地、硬質(zhì)地層、堅實地面、巖石、混凝土、堅硬凍土。

該彈戰(zhàn)斗部重為549千克，外徑0.34米，長0.37米，威力300噸～30萬噸當量TNT可調(diào)；當量調(diào)節(jié)方式是調(diào)節(jié)注入氚量的多少，在上述當量范圍內(nèi)可進行5檔當量選擇；穿透能力，在不同地下目標2～15米；端頭材料為含有強穿透能力貧化鈾的合金鋼鉆地頭錐；彈頭引爆深度3～6米；對地下目標的毀傷半徑為幾百米量級；運載工具為B-52、B-1B、B-2型轟炸機或F-16戰(zhàn)斗機。美國已于1998年春天開始部署B(yǎng)61-11。據(jù)估計目前至少已裝備了50枚。這是美國自1989年以來首次為其核武庫補充新的、也是唯一的鉆地核航彈，也使美國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家。美國逆時代潮流公然裝備這種重量輕、尺寸小、當量可調(diào)、適于多種機型投放、能執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務的第三代核武器，大大增強了其核攻擊能力。第四代核武器的發(fā)展方向受《全面禁止核試驗條約》的限制，美、法、俄等國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：基于核聚變，但不用核裂變能點火，而是用其他高含能物質(zhì)的能量對核聚變點火，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“國家點火設施科學計劃”的研究項目。

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)展簡況：美國得克薩斯大學的卡爾·克林斯，在1998年用普通X光機發(fā)出的X射線轟擊178m2Hf，實現(xiàn)了核同質(zhì)異能素人工“觸發(fā)”加速衰變。美國軍方準備采用這種方法研發(fā)“鉿彈”，它可以在極短的時間內(nèi)釋放出大量的射線，其殺傷力比常規(guī)炸彈高數(shù)千倍。美國國防部高級研究計劃局在2004年、2005年分別撥款1000萬和2000萬美元用于研制“鉿彈”。目前美國正和法國合作，通過重離子碰撞或聚變中的微爆炸產(chǎn)生的中子脈沖進行核合成而得到核同質(zhì)異能素，并對其性質(zhì)和釋放能量的條件和方式進行系統(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)。當物質(zhì)與反物質(zhì)相遇時，會在瞬間湮滅，釋放出巨大的能量。物質(zhì)與反物質(zhì)的湮滅效應，是能量轉(zhuǎn)換效率最高的。利用這個特性可以制做反質(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)