送交者: 通俗 于 December 16, 2001 14:07:11:
核武器是指利用爆炸性核反應釋放出的巨大能量對目標造成殺傷破壞作用的武器。
爆炸性核反應是利用能自持快速進行的原子核裂變或聚變反應,瞬間釋放出巨大能
量產生的核反應爆炸而形成巨大殺傷破壞效應。 核彈爆炸時,釋放的能量比采
用化學炸葯的常規彈葯大得多。1千克鈾裂變釋放的能量相當于2萬吨TNT炸葯爆炸
時放出的能量。核武器按作戰任務使用範圍可分為戰略核武器、戰役戰術核武器﹔
按當量大小可分為千萬吨級、百萬吨級、十萬吨級、萬吨級、千吨級和百吨級,美
蘇于80年代末幵始研制當量小到10吨級、大到百吨級的微型超微型核彈頭及當量可
調核彈頭。通常核武器的分代按其原理目前可分為四代。
第一代:原子彈(裂變彈)
20世紀四五十年代利用鈾或等易裂變重原子核裂變反應瞬時釋放巨大能量的核武
器稱為原子彈或裂變彈,即為第一代核武器。
鏈式反應 能自持進行的原子裂變反應叫鏈式反應。在裂變裝置(核彈頭或反應堆
)中,要實現自持核反應,必須用裂變核釋放出的中子去轟擊其它重核引起裂變,
新的裂變又釋放出新的中子,新的中子又去轟擊其它重核引起裂變,依此不斷進行
。如鈾235的核吸收一個中子后發生裂變,平均能放出2.56個中子,239平均能放
出2.9∼3.0個中子。在被釋放出的中子群中,一部分被沒有裂變的原子核所俘獲,
引起進一步裂變,未被俘獲的中子從物質中逃逸。假如每次裂變能有一個以上的中
子保留下來繼續參与裂變反應(即被其它原子核俘獲),那么下一“代”所能取得
的裂變數就要比前一代的多,也才能形成自持鏈式反應。也就是說,為了在核爆炸
中取得高效率,在核裝置的設計上要盡量減少中子從裂變系統中逃逸,同時要盡力
避免裂變材料中摻入能吸收中子的雜質。
裂變材料 是指能裂變反應并大量釋放原子能的物質。許多重原子核都能被分裂,
但其中衹有一小部分是易裂變的,即在慢中子(能量較低的中子)或快中子(高能
中子)的轟擊下能發生裂變。由于核裂變所產生中子的能量範圍很寬,如果僅靠俘
獲快中子時才能裂變的原子核,通常不能實現自持鏈式反應。從實用觀點來說,裂
變武器衹能用易裂變材料(即在慢中子轟擊下也能發生裂變)來制造。目前世界各
國的原子彈全都采用鈾235和239,或者是它們的某种組合。
鈾 自然界的鈾主要由兩种同位素鈾235和鈾238組成,其中主要含量是鈾238(約
占99.3),鈾235含量极少(約占0.7)。理論上,鈾235的濃度在6∼10才能制
成鈾彈。也就是必須把天然鈾礦經篩選、粉碎、酸性浸析成礦漿、提煉獲取鈾的氧
化物、進一步處理變成四氟化鈾或六氟化鈾,隨后進行鈾的濃縮。美國在二戰中耗
資10多億美元建造了濃縮鈾的气体擴散厂,通過泵使六氟化鈾气体撞擊上面設有數
百萬個小孔的障礙物,由于鈾235和鈾238原子質量有輕微不同,含有鈾235原子的
分子比含有鈾238的分子以稍微大一點的速率滲出,最終的產品是武器級鈾。目前
各國使用的核武器的鈾235濃度為93.5。60年代末,武器級鈾每磅(0.45千克)需
5500萬美元,而天然鈾每磅才12美元。
自然界中的蘊藏量极少,也不能自然產生,衹能用中子轟擊鈾238而得到
239。大量生產239需要高密度中子源轟擊鈾238,而中子源由核反應堆中的連鎖
反應提供。二戰中,美國建立了多處核反應堆每年生產大量239。理論上,239
含量為6∼10就可以用來制造原子彈。目前各國使用的核彈頭239純度約為93.5
。 鈾235和239的基本區別是鈾是天然的,由采礦濃縮而得﹔而239要用人
工方法在原子反應堆中得到。制造相同當量的鈾彈比彈的用量要多,盡管
239比鈾235要貴,但239裂變彈可獲得較高的當量-重量比,可使武器重量更輕、
体積更小。据報道,美國大部分原子彈都含有鈾235和239兩种材料。
臨界質量 為維持鏈式反應所需要的裂變材料的最小質量稱為臨界質量。少量的裂
變材料不能維持鏈式反應(絕大多數中子逃逸了)。臨界質量的大小取決于裂變材
料的种類、結构密度、几何形狀以及核裝置中有無中子反射層結构等。在固態物質
形狀中,球形的体積与表面積的比值最大,從單位球形裂變材料中逃逸出來的中子
數最少,因此球形是臨界質量最小的一种形狀。如采用裸球,鈾235和239的臨界
質量分別為52和10千克(鈾235的密度小于239)。 降低臨界質量有多种方法
:一是用中子反射層作為包殼材料把裂變材料包起來,以使一部分向外逃逸的中子
反射回裂變材料中,增加了中子數量以轟擊重核。中子反射層可使裂變材料臨界質
量減小到原來的1/3到1/2,也就是在正常密度下,鈾235和239的臨界質量可分別
減至13∼15和5∼10千克,這就為減小核彈頭体積和重量乃至制造原子炮彈提供了
方便。二是壓縮核材料,增加其密度。臨界質量近似与密度平方的倒數成正比。三
是巧妙的結构設計以使裂變材料發揮最大作用。
原子彈的設計 裂變鏈式反應可視為一系列的“代”的雪崩式延續,每一“代”的
標志是前一“代”產生的中子使核進一步裂變,一“代”的時間約10-8秒。裂變彈
能量的釋放要經歷若干“代”,其“代”數取決于一“代”裂變產生的中子數有多
少能保留下來并引發下一“代”裂變反應。如果一個原子核裂變僅能放出2.5到3個
中子、并有2個能保留下來引起新的裂變,那么當量在1千吨到10萬吨之間的一枚核
彈能量釋放約要經歷53∼58“代”。其中99.9的能量大約是在最后7“代”釋放出
來的,即約在爆炸的最后0.07秒內。 要獲得大的當量,裂變材料組合后的質量
就必須比臨界質量大若干倍,才能達到和維持快速增殖鏈式反應,這可通過把兩個
或多個亞臨界質量塊(小于臨界質量)合到一起。
原子彈的設計原理 是使處于亞臨界狀態的裂變裝料瞬間達到超臨界狀態,有兩种
基本方式,即內爆式和槍式。內爆式又稱壓緊型,如一枚內爆式核彈可由處于亞臨
界質量(一般為臨界質量的几分之一)的球形裂變裝葯构成,在球形裝葯的外面包
一層其外圍是高能炸葯的重元素(鈾238)反射層。爆炸時,高能炸葯形成的內聚
爆轟波壓縮裝葯,使其密度增大一倍到几倍達到超臨界質量。鈾235、239或二者
組合的核武器,一般采用內爆式。美國1945年7月16日試驗的第一顆原子彈和投在
日本長崎的第二顆原子彈“胖子”,都采用內爆法使239由亞臨界狀態瞬間壓縮
成超臨界狀態,而參与鏈式反應的僅為1千克。 槍式又稱壓攏型,即把2∼4塊
處于亞臨界狀態的裂變材料,在化學炸葯爆炸力的推動下迅速合攏而形成超臨界狀
態。例如,沿著一管子可以把亞臨界的裂變材料推進到另一塊球狀亞臨界裂變材料
塊中,也就是射進“槍管”,投在日本廣島的鈾235彈“小男孩”就用此法。槍式
結构比較簡單,設計起來比較有把握。槍式結构衹能用鈾235,不能用239,主要
原因是槍式結构對過早點火特別敏感,而239正好比較敏感。此外,由于內爆式
核裝置比槍式核裝置效率高,所以美國核彈大多數采用鈾235內爆式。
第二代:氫彈(聚變彈)
60年代以后,利用氫的同位素氘、氚等輕原子的聚變反應,瞬時釋放出巨大能量的
核武器,又稱聚變彈、熱核彈、氫彈,即為第二代核武器。
聚變反應 除了重原子核鈾235、239等的裂變能釋放核能外,還有另一种核反應
,即輕原子核(氘和氚)結合成較重的原子核(氦)時也能放出巨大能量。核聚變
的原理是:在標准的地面溫度下,物質的原子核彼此靠近的程度衹能達到原子的電
子殼層所允許的程度。因此,原子相互作用中衹是電子殼層相互影響。帶有同性正
電荷的原子核間的斥力阻止它們彼此接近,結果原子核沒能發生碰撞而不發生核反
應。要使參加聚變反應的原子核必須具有足夠的動能,才能克服這一斥力而彼此靠
近。提高反應物質的溫度,就可增大原子核動能。因此,聚變反應對溫度极其敏感
,在常溫下其反應速度极小,衹有在1400萬到1億度的絕對溫度條件下,反應速度
才能大到足以實現自持聚變反應。所以這种將物質加熱至特高溫所發生的聚變反應
叫作熱核反應,由此做成的聚變武器也叫熱核武器。要得到如此高溫高壓,衹能由
裂變反應提供。
熱核材料 核聚變反應一般衹能在輕元素的原子核之間發生,如氫的同位素氘和氚
,它們原子核間的靜電斥力最小,在相對較低的溫度(近千萬攝氏度)即可激發明
顯的聚變反應生成氦,而且反應釋放出的能量大,一千克聚變反應裝葯放出的能量
約為核裂變的七倍。但在熱核武器中不是使用在常溫下呈气態的氘和氚。氘采用常
溫下是固態化合物的氘化鋰,而氚則由核武器進行聚變反應過程中由中子轟擊鋰的
同位素而產生。1942年,美國科學家在研制原子彈過程中,推斷原子彈爆炸提供的
能量有可能點燃輕核引起聚變,并以此制造威力比原子彈更大的超級彈。1952年1
月,美國進行了世界上首次代號“邁克”的氫彈原理試驗,爆炸威力超過1000萬
吨當量,但該裝置以液態氘作熱核材料連同貯存容器和冷卻系統重約65吨,不能作
為武器使用,直到固態氘化鋰作為熱核裝料的試驗成功,氫彈的實際應用才成為可
能。中國于1966年12月28日成功進行了氫彈原理試驗,1967年6月17日由飛机空投
的300萬吨級氫彈試驗圓滿成功。
熱核武器的設計 在熱核武器中,聚變材料既可直接加到(或靠近)裂變裝葯中心
,也可安置在裂變裝葯的外面,或兩种方法同時采用。在后一种情況下,需將裂變
產生的輻射控制起來,以使其能量轉換用于壓縮并點燃分离裝配的聚變材料的部分
。這個專門設計用作起爆的裂變裝葯就叫做初級,通常稱為起爆氫彈的“扳机”。
初級外面的聚變材料部分叫次級。因此,這种武器可以說有兩級核反應。 雖然
鈾238不能進行自持鏈式反應,但由于裂變和聚變反應產生的大量高能中子可使鈾
238發生持續裂變。所以在熱核外面再包一層鈾238(天然鈾或貧化鈾)就可以提高
核武器的當量。在熱核武器中,這層鈾238有時被稱為第三級。沒有這層鈾,就是
兩級武器。 通常一枚大當量熱核武器都是三相彈,即爆炸時所放出的能量有3
個來源:第一級裂變鏈式反應﹔第二級熱核材料的聚變反應﹔第三級鈾238外層的
裂變反應。粗略估計,釋放的總能量中聚變和裂變各占一半。但為了獲取特殊的核
爆炸效應,或滿足核武器一定的重量或尺寸要求,可以采取不同的裂變与聚變當量
比,包括從純裂變到聚變當量占很大比例的武器。
核彈頭的基本結构 不管核武器樣式多么繁多,核彈頭的基本构造通常由殼体、核
裝葯和熱核裝葯、引爆控制系統(引信)和電源等組成。其中殼体用于盛裝核彈的
各种裝置并能防止其机械損壞。在彈道導彈核彈頭殼体外殼還涂有特殊涂料或隔熱
層,以防彈頭再入大气層時受高速气動加熱使彈頭殼体及內部裝置因過熱而燒毀。
核裝葯和熱核裝葯,由裂變和聚變材料构成,以氫彈為例:核裝葯(裂變裝葯)置
于由普通炸葯构成的球形裝葯的中央部位,在球形裝葯外面四周安裝了許多電雷管
。引信傳來的敏感信號通過引爆控制系統產生的高壓電起爆各電雷管,使普通炸葯
以“槍法”或“內爆法”使裂變材料迅即達到最大超臨界質量而實施核裂變爆炸,
并使爆炸產生的部分輻射能量轉換用以加熱和點燃(高能中子的轟擊)熱核裝葯產
生聚變反應,形成整個氫彈的核爆炸。引控系統是保証核彈到達預定炸點時發出起
爆核裝葯指令并可靠起爆的裝置。電源是給彈頭各組件提供能源的小型一次性使用
的蓄電池,在導彈發射准備時激活蓄電池,導彈發射起飛時才能用彈上蓄電池供電
。
當量可調 核彈的當量是可以調節的。在純裂變裝置中,若改變鏈式反應的引發時
間或變換彈芯,就能改變當量。鏈式反應是由中子源引發的,如改變中子源狀態,
也可實現當量可調。在具有一級或多級聚變反應的熱核武器中,控制氚的用量或更
換彈芯,即可改變當量。此外,也可采用控制附加的聚變級是否點火的机械措施,
即控制是否點燃聚變裝葯,便可調節核爆炸當量的大小。
核武器的重量和當量 世界上第一個核爆炸裝置,代號“大男孩”的裝葯約重6.
1千克。由重約2268千克高能炸葯內向爆炸將其壓縮到一起,于1945年7月16日上
午5時24分,在新墨西哥州阿拉莫戈夫的“三一”試驗場內的一個30米高的鐵塔上
進行試驗,當量為2.2±0.2萬吨。裝葯實際大小同柚子差不多,而鈾反射層和高
能化學炸葯使爆炸裝置尺寸重量大大增加。核裝葯、反射層和高能炸葯固定在一個
由12塊五邊形构成的金屬球內,各五邊形用螺栓互相連接組成一個球体。 1945
年8月6日上午8點15分投在日本廣島上空、估計爆高580米的原子彈“小男孩”,它
裝有60千克高濃縮鈾235,采用槍法結构。槍管直徑約15厘米,長1.8米,重約半吨
。核彈本身連同外殼長3米,直徑71厘米,重約4吨,當量1.2∼1.5萬吨(有報道1.
25萬吨)。 1945年8月9日上午11點零2分,投在日本長崎上空估計爆高503米的
原子彈“胖子”,它所采用的設計和“大男孩”一樣,衹是名稱不同。“胖子”裝
有穩定翼和一個保護性的直徑為1.5米的蛋形外殼(彈殼),核彈全重約4.9吨,長
3.6米,當量2.2±0.2萬吨,裝葯約6.1千克。兩枚內爆式原子彈核裝葯的利用率
約17,而“小男孩”衹有約1.3。在美國首批核武器設計中,化學炸葯和反射層
重量占了絕大部分:“胖子”的當量重量比是4.5吨/千克,“小男孩”為3吨/千克
,与現代核武器相比,都非常低。當量在10萬吨以上的現代化熱核武器,其當量重
量比一般為1000∼3000吨/千克,(這一數值遠比氘氚材料完全聚變所能達到的8
萬吨/千克的理論极限低得多),例如美國庫存核武庫中當量最大的彈頭B53核彈(
以及在“大力神”Ⅱ導彈上使用的彈頭W53),當量900萬吨,重約4吨,當量重量
比約2200吨/千克,相當于“胖子”的500倍。美國現役洲際導彈“民兵”Ⅲ彈頭
為3個33.55萬吨當量分導式彈頭MK-12A,總當量100.65萬吨,彈頭重955千克,當
量重量比為1054吨/千克。當量大于10萬吨的戰略導彈彈頭和核炸彈,當量重量比
為300∼2500吨/千克。低當量的戰術核武器的當量重量比約為4∼100吨/千克。
20世紀70年代以后,美、俄、法等國幵始研制發展第三代和第四代核武器,其中第
三代核武器,已有多种型號研制成功并裝備部隊,第四代核武器尚處于研制之中。
第三代核武器
第三代核武器又稱特定功能核武器,通過特殊的設計,增強或減弱某些核爆炸效應
,達成某些特殊殺傷破壞效應,從而提高了實戰運用的靈活性。當前,以美、俄為
首的核大國,正加緊研制和完善第三代核武器,隨著第三代核武器的裝備,核大國
可在戰略、戰役戰術層次上實施核威懾,既可對付全球核威脅,又可對付地區性核
威脅。有關軍事專家認為在新世紀可能爆發的局部沖突中,使用第三代核武器的現
實危險性增大。
中子彈 它是以高能中子為主要殺傷因素,相對減弱沖擊波和光輻射效應的小型氫
彈。 為什么原子彈和普通氫彈爆炸后不能放出大量中子流呢?這是因為,原子
彈是裂變彈,雖然每次裂變反應都放出2∼3個中子,但又大都作為“炮彈”去轟擊
周圍其它鈾原子核使之形成自持鏈式反應。氫彈是聚變彈,聚變反應也放出中子。
但目前普遍采用的裂變-聚變-裂變模式的三相彈,聚變反應放出的快中子除用來轟
擊鋰6造氚外,還要用來轟擊貧化鈾238形成裂變反應,所以普通氫彈爆炸所產生的
中子主要供“內需”,极少外泄,也就不能成為中子彈。目前供實戰使用的中子彈
實際是二相彈,即先引爆小型原子彈,再利用裂變反應放出的中子轟擊聚變材料氘
和氚,也就是去掉了“第三相”外殼鈾238。 中子彈的兩大特點:一是強輻射
,中子彈爆炸時,聚變能量的80為高能中子攜帶而增強了核輻射。例如一顆1000
吨TNT當量中子彈爆炸時距爆心800∼1000米處的核輻射劑量為同當量原子彈的20
倍左右,對人員的瞬時殺傷半徑可達800∼1000米。二是低當量,通常為千吨級,
有效作用半徑小,靠大量高能中子不僅能殺傷暴露人員,也能殺傷坦克裝甲車內的
人員。因為衹有爆炸當量為1千吨和1千吨以下時,增強輻射武器的輻射殺傷半徑才
大大超過同一當量武器的沖擊波破壞半徑。 目前,除了美、俄、法、中四國已
掌握中子彈技術外,1999年8月16、18日,印、巴分別宣布具有制造中子彈的能力
,當然“有能力”与擁有實戰中子彈,差距還很大。中子彈是對付集群坦克的一种
有效武器。蘇聯軍事專家曾設想了一個奔赴戰場的坦克群的遭遇:衹見空中出現了
一個小火團,隨著傳來一陣清脆的爆炸聲,火團很快擴散,漸漸消失在明媚的陽光
中。然而,僅僅几分鐘后,剛剛井然有序勢不可擋向前推進的坦克車隊亂了套,有
的熄火停在原地,有的像無頭蒼蠅到處亂撞,而坦克內的士兵,則無聲無息永遠地
沉睡了。离火團稍遠一些坦克內的士兵,有的痛苦呻吟,有的瘋狂吼叫……數小時
(其實衹需1小時)后,敵軍士兵大搖大擺走進這片坦克陣地,幵走了能動的坦克
(中子彈衹殺傷人不毀物或少毀物),俘虜了活著的士兵。
核電磁脈沖彈 它是利用在大气層以上的核爆炸,使之產生大量定向或不定向的強
電磁脈沖,以毀壞敵方通信系統的核武器,簡稱EMP彈。 EMP彈在高空爆炸后釋
放出极強的γ射線進入密度不均勻的大气層,使空气發生電离后產生的電子以光速
离幵爆心,使爆心周圍聚集了大量正离子形成強電磁場,電磁場高速向外輻射就產
生了強電磁脈沖。強電磁脈沖作用到電子系統、電子設備、通信系統中可產生很高
的瞬時電壓和電流,從而造成毀壞或瞬時干扰。核彈頭經過改造“剪裁”,可使爆
后總能量的40轉換成電磁脈沖。制造核電磁脈沖彈的方法之一是在中子彈周圍包
一層材料,該材料的原子核与中子相互作用瞬間釋放出高能γ射線。 EMP彈的
特點一是作用範圍大。一枚100萬吨當量的EMP在距地面400千米高空爆炸時,破壞
半徑可達到2200千米,尤其是它“無孔不入”:可通過管道、鐵軌、孔隙、電纜
、接線柱、天線等進入設備內部。1962年6月9日,美國在太平洋約翰斯頓島上空
500千米爆炸了一顆140萬吨當量核彈頭,使1280千米之外的夏威夷瓦胡島上大面
積停電、電話中斷、收音机不響、各种電子儀器故障……后經專家研究才發現罪魁
禍首是核電磁脈沖。二是電場強度高,可在大範圍內產生強電場。据美國專家估算
,如果在美國中部城市圣路易斯上空402∼483千米處爆炸一枚400萬吨當量核彈,
將在全美國大陸及北美大陸主要部分(殃及加拿大)上空產生每米5萬伏場強,將
使未經采取“加固”措施的通信、交通、國防、金融、公用設施的設備嚴重受損,
其破壞方式主要是燒毀損壞電子設備和線路。三是影響頻譜寬。核電磁脈沖覆蓋了
目前軍用和民用通信系統大部分頻譜,并很容易通過各种輸入端進入電子系統。
核電磁脈沖不僅可用于毀傷通信指揮系統,還可遠距离破壞導彈、彈頭、衛星、
飛船等內部電子線路。因而在戰略防御時,可使來襲導彈或戰略轟炸机自毀或失控
﹔戰略進攻時,既可作為突防手段毀傷干扰包括衛星預警雷達在內的探測系統,也
可直接毀傷干扰敵指揮中心、導彈發射井、太空衛星空間站等指揮通信系統。目前
,美、俄尤其是美國正加緊研制這种武器,主要用于美國空軍裝備的洲際導彈,能
在距地面50∼100千米的高空爆炸。能癱瘓和毀壞半徑500千米以內的無線電電子設
施和通信線路。据美專家稱,該項工作可能在2001∼2004年恢复,2006∼2008年幵
始批量生產。 由以上介紹可見,中子彈和核電磁脈沖彈的配合使用,采取突然
襲擊的方法先用核電磁脈沖彈毀損通信指揮設施及武器裝備,隨后用中子彈殺傷人
員,不失為對付航母艦隊的一种有效手段。當然,這也僅限于局部有限戰爭,至少
也是大規模戰爭的“熱身戰”。因為如果雙方“破釜沉舟”,位于海上的航母艦隊
并非首選目標。
核鑽地彈 它是能鑽入地下一定深度后爆炸的核彈。主要利用爆炸產生的地震波和
成坑作用,毀壞敵方導彈發射井、地下指揮中心等硬點目標。 為了能在核打擊
中首先摧毀蘇聯導彈發射井、地下指揮中心等地下高价值戰略目標,從50年代中期
幵始,美國主要依靠當量900萬吨、彈坑深達150米的B53型核航彈作為鑽地核彈。
由于當量太大(頗有點“得不償失”)、彈頭的重量和尺寸太大、且衹能用易損而
又笨重的B-52戰略轟炸机攜帶,給作戰使用帶來諸多不便。因此,美國決定加以更
新。 美國曾于六七十年代論証過多种鑽地核航彈,均因無法降低當量而下馬。
隨著彈道導彈技術和核彈頭小型化的飛速發展,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上的鑽地核彈頭,其
設計要求是:在爆炸前能鑽入相當于9層樓高的地下深處,以地震或炸坑的破壞机
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种鑽地核彈頭W86。但
鑽地核彈頭計划于1981年1月被取消,主要原因是“潘興”Ⅱ導彈的任務改變成打
擊各种目標。計划取消時,鑽地彈的研制工作已經結束,“潘興”Ⅱ改為用非鑽地
核彈頭。 80年代末,美國制定了一項新戰略,旨在“使蘇聯的戰爭机器在沖突
爆發后數小時便處于癱瘓”,為此“美將發展一种威力強大到完全能穿透蘇聯最深
地下堡壘、在戰爭爆發后數小時便把隱蔽在那里的蘇聯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》轉載)
。當然,鑽地彈要對付的還有導彈發射井、地下指揮控制中心及核生化導彈地下中
心庫、戰略物資地下貯存庫等。正是在這种戰略思想支配下,一种新的鑽地核航彈
B61-11問世了。 1995年8月由美國國防部正式批准將B61-7型核航彈改為B61-11
型鑽地航彈。截止1998年4月,該彈共進行了26次空投試驗,被鑽地介質有沙地、
硬質地層、堅實地面、岩石、混凝土、堅硬凍土。 該彈戰斗部重為549千克,
外徑0.34米,長0.37米,威力300吨∼30萬吨當量TNT可調﹔當量調節方式是調節注
入氚量的多少,在上述當量範圍內可進行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鑽地頭錐﹔彈頭引爆深度3
∼6米﹔對地下目標的毀傷半徑為几百米量級﹔運載工具為B-52、B-1B、B-2型轟炸
机或F-16戰斗机。 美國已于1998年春天幵始部署B61-11。据估計目前至少已裝
備了50枚。這是美國自1989年以來首次為其核武庫補充新的、也是唯一的鑽地核航
彈,也使美國成為目前世界上裝備包括中子彈、核鑽地彈、微型超微型核彈頭等种
類最多、數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种重量輕、
尺寸小、當量可調、适于多种机型投放、能執行特种作戰任務的第三代核武器,大
大增強了其核攻擊能力。
沖擊波彈 它是以沖擊波效應為主要殺傷破壞因素的特殊性能氫彈,又稱弱剩余輻
射彈。与中子彈正相反,沖擊波彈是在核爆炸時增強其沖擊波效應,同時削弱核輻
射效應。 沖擊波彈的內核(扳机)是低當量小型原子彈,外殼采用硼或含氫的
材料作為反射阻尼層,使原子彈裂變反應放出的中子減速并被硼或氫吸收而轉化成
沖擊波和光輻射,而使沖擊波(超壓)成為主要殺傷破壞因素。其當量一般在千吨
TNT以下。美國于1980年宣布已研制成功沖擊波彈,其當量小到10吨級,大到1000
吨級。据報道,在美國核武庫中,已經裝備了一定數量的沖擊波彈。 沖擊波彈
的殺傷破壞作用与常規武器相近,能以地面或接近地面的核爆炸摧毀敵方較堅固的
軍事目標等,且產生的放射性沉降較少,核爆炸后部隊即可進入核爆區,因而作戰
運用十分方便。它是一种戰役戰術核武器,用于攻擊戰役、戰術縱深內重要目標,
例如地面裝甲車隊,集結部隊、飛机跑道、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、摔擲而損傷內臟或造成外傷、骨
折、腦震蕩等。一枚1000吨級當量核彈頭低空(60∼120米)爆炸時,人員致死和
重傷立即喪失戰斗力的範圍分別是260米和340米。
第四代核武器
在研制第三代核武器的同時,美、俄、法等國正研制与前三代核武器有本質區別的
第四代核武器。第四代核武器是以原子武器的原理為基礎,用效力很強的高能炸葯
代替核聚變扳机來提供核裂變所需條件,所用的關鍵設施是民用研究所使用的慣性
約束聚變裝置和加速器等裝置,即不用傳統核爆炸即可釋放大量核能,產生大規模
殺傷破壞效應又完全不產生剩余核輻射的核武器,因而其發展不受全面禁止核試驗
條約限制,可以作為常規武器使用因而備受有核武器國家關注,但因其技術复雜研
制難度很大,衹有那些已掌握了原子彈、氫彈核武器,且技術特別是核技術水平高
的國家才有能力發展第四代核武器。
金屬氫武器 金屬氫在一定的壓力下可以轉化成固態結晶体,穩定性好,室溫下即
可長期保存以便制成炸葯。金屬氫的爆炸威力是TNT炸葯的25∼35倍,是目前已知
威力最大的化學爆炸物。金屬氫武器已被列入美國國家重點研究項目。
反物質武器 眾所周知,世界由物質組成,物質由分子組成,分子由原子构成。而
原子又由處于中心、帶正電荷、質量和整個原子差不多但体積衹占原子一小部分的
堅硬的原子核和繞核旋轉的很輕帶負電的電子組成。隨后人們通過實驗又知道原子
核由質子(帶正電)和中子(不帶電)組成。質子和中子統稱為“核子”。1986年
,科學家在磁陷阱中首先捕獲到反質子(帶負電的質子稱反質子,帶正電的電子稱
反電子),這一重大的新發現使人類對反物質的性能有了突破性認識。而物質与它
的反物質的相互作用,又稱湮沒反應,可迅速放出巨大能量。僅几微克的反物質就
可激勵出极強的χ射線和γ射線。因而在軍事上有多种用途。目前,美國的費米國
家加速器研究所、俄羅斯的高能物質研究所、法國瑞士合建的歐洲核研究中心等机
构都在進行反物質的研究和生產。
核同質异能素武器 所謂原子核的同質异能素是指質量和原子序數相同,但具有不
同能量的兩個或多個的核素。利用核同質异能素制成的武器叫做核同質异能素武器
。這种核武器可通過高能炸葯來引爆,可釋放大量核能,高能炸葯的能量級約為1
千焦耳/克,而核同質异能素的爆炸當量是高能炸葯的100萬倍,其裂變反應的能量
是高能炸葯的8000萬倍。目前,美國正和法國合作,通過重离子碰撞或聚變中的
微爆炸產生的中子脈沖進行核合成而得到這种核同質异能素,并對其性質和釋放能
量的條件和方式進行系統的研究。