在眾多的影視作品中,對核彈的描寫往往是一朵蘑菇雲沖天而起,衝擊波隨之而來,在3D效果的疊加下,甚至能給現場觀眾帶來極大的視覺衝擊。
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然而,有一種核彈,它的爆炸效果看起來“平平無奇”,但是一旦說起,卻總是能讓人為之色變。它就是世界上“最溫柔的核彈”——中子彈,誕生於冷戰時代,是一種低當量戰術核武器。自研製至今,還未應用於實戰。
美國W79型中子彈示意圖
圖源:公眾號星辰大海路上的種花家
與傳統核武器主要利用爆炸產生的核輻射、光輻射、高溫及衝擊波等來進行殺傷破壞不同,它主要利用產生的具有高穿透力的中子流輻射對敵方人員進行傷害,釋放的衝擊波、熱輻射等都較小。
因此,在使用過程中,只有敵人會遭到傷害,而其所在建築物、坦克和大炮等,相比之下可以說是“毫髮無傷”。今天,我們就來了解下這件“傷人於無形”的核武器。
01
中子彈是什麼?
1988年,中國首顆中子彈研製成功,並進行了爆炸試驗。自此以後,中國正式掌握了第三代核武器的設計及研製能力。這是中國戰略核武器與戰術核武器相結合的重要體現,中子彈也成為了我國國防建設中非常重要的震懾武器。
中子彈,實際上是“增強輻射武器”(enhanced radiation weapon,ERW)的通俗說法,嚴格意義上來說它是氫彈的一種,但與前輩相比,兩者仍具有較大的區別。物理課上學過,氫彈的原理是利用氫同位素的聚變反應釋放能量進行殺傷,其TNT當量是原子彈的上百倍,達到千萬噸級。
中子彈剖面示意圖
圖源:薩沙講史堂
但中子彈卻有所不同,在氫彈中,它看起來很微型,TNT當量甚至要遠遠低於普通氫彈,產生的熱量與衝擊波也較小,但是它的輻射能力相對強力許多。
TNT當量指核彈釋放能量相當於多少噸的TNT(Trinitrotoluene,2,4,6-三硝基甲苯)炸藥所釋放的能量。比如,美軍在廣島扔下的原子彈“小男孩”,其TNT當量為1.5萬噸,就是說這枚原子彈產生的能量跟1.5萬噸TNT炸藥爆炸的能量相同。
兩者之所以產生如此大的區別,是因為中子彈採用了輻射增強設計。
一般來說,普通的氫彈表面使用的是貧鈾外殼,中子彈將這層外殼換成了鈹元素外殼。貧鈾外殼能夠吸收爆炸產生的中子,使自身成為輻射物,而鈹元素能夠反射並釋放中子,使爆炸產生的輻射得到進一步加強。
鈹9在一箇中子的轟擊下會產生兩個氦4和兩個中子
圖源:公眾號星辰大海路上的種花家
鈹元素釋放中子的過程
圖源:蘇蘇蘇霍伊
因而,儘管中子彈TNT當量不大,產生的衝擊波也相對有限,但是它在爆炸瞬間能產生巨大的中子輻射。
02
如何做到“傷人不越貨”?
在這種情況下,中子彈的特點就完全體現了出來。一方面,由於衝擊波有限,中子彈很難完全摧毀建築和裝甲車輛,不會造成摧枯拉朽的破壞。
而另一方面,中子的穿透力非常強,一旦處於中子彈殺傷範圍內,無論是躲在建築物內部或者裝甲車內部,相關人員都無法擺脫中子的輻射。因為中子本身不帶電,被髮射出來以後,它可以不受外界電場作用的影響,連300mm厚度的鋼板都可以穿透。
美軍中子彈測試
圖源:公眾號空軍之翼
但是,當中子穿過人體時,它卻能夠使人體的細胞組織發生異變,導致細胞核被破壞,人體組織壞死,嚴重的話幾個小時就會直接死亡。因此,中子彈爆炸對建築、設施產生的影響不大,但是卻會對人體造成毀滅性傷害。
硼酸聚乙烯材料,可用於中子的防護
圖源:《兵器知識》
由此可見,中子彈是一種將“天賦點”全部點在了中子輻射上的核武器。這種設計是怎麼來的呢?結合當時的具體時代背景,我們便可略窺一二。
03
中子彈研製緣起
冷戰時期,美蘇兩國展開了軍備競賽,並且在多個地區發動了代理人戰爭。儘管如此,兩國對原子彈、氫彈的使用卻持非常謹慎的態度。原因在於,一旦一方使用了核武器,不僅會對環境產生重大影響,還會對普通民眾造成巨大殺傷。如果另一方也開展核反擊,那麼全世界就將陷入核戰爭的深淵中。因此,儘管當時雙方發展的核武器數量眾多,但用於實戰的可能性並不大。
塞姆·科恩,美國中子彈之父
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在這種情況下,蘇聯提出了一個新的理論——核武器升級理論。言下之意,就是使用一些可以控制殺傷範圍的戰術核武器,並且僅用於打擊軍事目標。
在這種理論的指導下,美國人後來居上,首先研發出了中子彈這麼一種當量小、更環保的核武器。美國人對於中子彈的使用也有自己的考慮,歐洲長期面臨蘇聯裝甲叢集的威脅,這種以中子輻射為殺傷手段的戰術核武器正好可以對付蘇聯的裝甲叢集。一旦蘇聯的坦克長驅直入,中子彈可以對其產生毀滅性的打擊!
而最重要的一點是,由於中子彈的輻射只存在爆炸瞬間,不產生長期輻射物,對歐洲本土環境的傷害可以被降到最低。
前蘇聯舉行的“西方-81”軍演,以北約為假想敵
圖源:公眾號海魂船長軍武速遞
可以說,相對於使用衝擊波、熱輻射作為主要殺傷手段的原子彈、氫彈而言,中子彈被用於常規戰爭的可能性更大,其當量小、環境危害低,被稱為“最溫柔的核武器”。但是,大家可不能被這名頭迷惑,以為中子彈真“溫柔”。如果大家看過有關廣島長崎或者切爾若貝利的紀錄片,就會知道在輻射影響下,人類將承受巨大且持久的傷害。
作者:雷緒,資深軍事愛好者,航天從業人士
編輯:一人白
科學稽核: 馬枊,西北工業大學博士畢業,上海機電工程研究所,20年相關從業經驗
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來源:上海科技館
編輯:牧魚