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核武器的五大杀伤破坏因素

2018-03-28中国人民解放军陆军防化学院罗孝如

生命与灾害 2018年1期
关键词:光辐射核爆炸电磁脉冲

中国人民解放军陆军防化学院 罗孝如

2017年9月3日11时30分,朝鲜北纬41.35度,东经129.11度发生6.3级地震,震源深度0千米。随后,朝鲜中央电视台宣称,其领导人金正恩下令进行氢弹试验,并获得成功。这是朝鲜自2006年首次核试验后进行的第六次核试验。为防范其核试验影响,我国环境保护部启动二级应急响应,在东北边境及其周边地区开展辐射环境应急监测、人工放射性核素采样及技术研判。一时间,核武器的威胁引发全世界关注。作为一种大规模杀伤武器,核武器具有其他武器无可比拟的优势,它仍然是全世界人民头上悬着的一把利剑。其杀伤破坏因素主要有以下几个方面。

高压杀伤破坏——冲击波

核爆炸冲击波,是核武器爆炸形成的高温高压气团,猛烈压缩和推动周围介质所产生的高压脉冲波。它是核武器爆炸的主要毁伤因素之一,约占爆炸释放总能量的50%。其超压使目标遭到挤压,致使物体塌陷变形而遭到破坏;动压使目标遭到冲击,致使物体变形或发生平移、抛掷而遭到破坏;负压有抽吸作用,使目标受到与超压作用方向相反的作用,容易使那些耐压而不耐拉的物体遭到破坏。

冲击波对人员的杀伤分为直接杀伤与间接杀伤。直接杀伤是指冲击波的超压和动压直接作用在人体上所造成的杀伤。其中超压的挤压作用,会使人员的听觉器官和心、肺、胃等内脏器官发生破裂和引起出血等。动压的作用则是指直接撞击人体,或是将人体抛掷空中而后又撞击地面和物体所造成人员的颅脑损伤、骨折和肝脾破裂等。除了直接杀伤,冲击波还可以对人员造成间接杀伤。这主要是指在冲击波的作用下,某些物件,例如砂石、砖瓦、玻璃碎片等的飞迸,或工程建造物的倒塌,对人员所造成的伤害。冲击波不仅对人员造成杀伤作用,而且可以使各类工程建筑变形、断裂,以致倒塌,摧毁和破坏各种武器装备。

高温杀伤破坏——光辐射

核爆炸光辐射亦称热辐射,是核爆炸形成的高温高压火球辐射出的光和热。火球在整个发光过程中,不断发射由紫外光、可见光和红外波段组成的辐射能流,对人员及物体形成杀伤破坏作用。它大约占爆炸释放总能量的35%,杀伤破坏作用仅次于冲击波。空中爆炸时,特别是在晴天的情况下,光辐射的杀伤破坏范围最大。

当核武器在空中爆炸时,弹体中的高能粒子所产生的电磁辐射被几厘米厚的空气层完全吸收,使得周围空气的温度很快上升到几十万摄氏度。因此,在核爆炸的反应区内,除了爆炸气体以外,还有炽热的空气。结果,在反应区内形成了一个高温高压的炽热气团——火球,并且向周围发射光辐射。

核爆炸光辐射照射到人体时,由于它的高热作用,可以使面向爆炸方向的暴露部位受到各种程度的烧伤,除了光辐射直接作用于皮肤引起直接烧伤外,还可能因为服装、工事、建筑物或者装备器材等的燃烧而引起间接烧伤。在多数情况下,两类烧伤会综合发生。当人员直视火球时,强烈的闪光可造成视网膜烧伤并使人员导致闪光盲。当人员吸入高热的空气时,还能够导致呼吸道烧伤。此外,光辐射还可以使各类物体特别是技术兵器或武器装备的木质部分引起燃烧或焦化。

贯穿杀伤破坏——早期核辐射

核爆炸早期核辐射,指核爆炸后十几秒内放出的中子流和γ射线。早期核辐射是核武器特有的毁伤效应,它不同于普通炸弹爆炸特性。它是用人眼看不到的也感觉不到的α射线、β射线、γ射线和中子流所组成的。但是,由于α射线和β射线的穿透能力差,很容易被大气吸收。因此,贯穿辐射主要指在核爆炸最初的一分钟内具有较强穿透能力的γ射线和中子流。核爆炸时其总能量的15%左右以核辐射的形式释放,而贯穿辐射大约占整个核辐射能量的1/3,也就是说只占核爆炸释放总能量的5%。按比例来说,贯穿辐射虽然不是核爆炸的主要杀伤破坏因素,但却具有特殊的危险性。

贯穿辐射对暴露人员的一次照射剂量,在100拉德以上时,就能引起不同程度的急性放射病。对其他目标来说,由于贯穿辐射的穿透能力很强,可以引起照相材料(如底片或相纸)感光,使光学仪器中光学玻璃的光学性能变坏。虽然对大多数武器装备、物资器材破坏作用有限,但是,在中子流的照射下,可以使含有金属元素钾、铝、锰等目标物质产生感应放射性,这对使用人员同样会造成危害。同时,对含有钠盐的食品或药品也会出现感应放射性,使食用人员造成危害。

延时杀伤破坏——放射性沾染

核爆炸后不到一分钟的时间内,它的瞬时杀伤破坏作用,即冲击波、光辐射和早期核辐射的作用基本上就消失了。然而,其爆炸后产生的放射性沾染对人员所造成的放射性伤害却可以持续几小时、几天,甚至更长时间。虽然这种杀伤看不见、摸不着,但却具有不容忽视的伤害作用。

放射性沾染对人员的伤害,一般是通过三种途径进行。一是体外照射伤害,即指核爆炸后沾染在地面、物体等表面的放射性物质,它们所释放的射线可以直接照射到人体上造成伤害,其中穿透能力很强的γ射线对人体的危害性最大。二是体内照射伤害,即指沾染有放射性物质的空气、水或食物通过人员的口、鼻进入体内,或者通过沾染了的伤口、烧伤的皮肤或者眼结膜等侵入体内时,射线照射人体内部组织引起的伤害。三是皮肤沾染伤害,即指暴露人员的皮肤、服装沾染了放射性物质或接触了严重沾染的武器装备或其他物体所造成的皮肤表面的烧伤。

电磁杀伤破坏——核电磁脉冲

核电磁脉冲,指核武器爆炸产生的γ射线与周围空气相互作用而形成的辐射瞬变电磁场。它可以使雷达正常的工作受到干扰,能够使通信暂时中断,并能扰乱指挥系统中的计算机工作而产生错误的输出数据。

核电磁脉冲的破坏作用可分为两类:一类是功能损坏;另一类是工作干扰。功能损坏是指电子系统或者其中的元器件受到电磁脉冲的作用以后不能继续工作。例如,当电磁脉冲在晶体管中引起的感应电压或电流超过允许值的限度时,晶体管就会被烧坏。再如电缆,受到核电磁脉冲作用后,它的绝缘材料外皮被击穿造成短路,整个通信系统就会瘫痪。

工作干扰是指电磁脉冲虽然没有使电子、电器系统或者其中的元器件遭到破坏,但接收进去的附加信号却使得某些元器件的工作状态改变了,因而引起工作紊乱甚至控制失灵。在导弹、航天飞行器的控制系统,以及各类电子计算机里均大量地采用数字逻辑电路,这些电路的参数也都有一定的允许值,假如电磁脉冲附加到电路上的电压或电流大小超过了电路的允许值,就会引起控制系统和计算机中的电路状态改变,结果发生错误指令和动作。

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