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世界有多少核弹头,核弹威力到底有多大,躲在地下能逃过一劫吗?

核弹威力一般用当量为单位,距离以米或千米为单位。现在我们就来量化说说核弹对人类造成的危害。

核弹的当量

核弹的威力是用TNT炸药的爆炸威力来衡量的,TNT是现代最常见的黄色烈性炸药,1kg爆炸能量为4181000J(焦耳),1吨就是4184000000J。核弹有两种,即采用铀、钚等重元素的核裂变武器,采用氘、氚、锂-6和化合物氘化锂-6等制造的核聚变武器。实际上现代在服役的核武器,基本都是以核聚变为主,核聚变和核裂变混成的核武器。

核弹的爆发威力是根据爱因斯坦质能方程来计算的,质能方程的表达式为:E=MC^2,这里的E表示能量,M表示质量,C表示光速。质量乘以光速就是得到的能量。根据铀235裂变反应式,1kg铀235在裂变中质量会亏损0.0912%,也就是说有0.912g质量转化成能量了,这个能量有多大呢?根据公式计算可得19617.6吨TNT炸药的威力。

氢弹完全聚变释放的能量则比核裂变高出约6~7倍,也就是1kg核聚变材料完全释放可以达到12~14万吨TNT炸药爆炸威力。但事实上,核弹爆炸很难完全释放全部能量,这是因为爆炸过程太快,很多材料还没来得及参与反应就被炸飞了。

如人类最早用于实战的原子弹,美国投放到日本广岛的“小男孩”,装有64kg的铀235,但爆炸威力只达到1.3万吨当量,这算起来只有不到1kg的铀完全裂变威力,只有约0.66g质量完全转化成了能量。因此,核弹的威力并不以装药多少来计算威力,而是要以实际质能转化效果衡量。

人们一般将核弹头爆炸威力称为“xx万吨”,就是达到多少万吨TNT炸药爆炸威力的意思。

全球现在拥有的核弹

瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)是一个国际核武统计权威机构,每年都会发布一个核弹拥有情况报告,根据去年年度报告数据披露,截至2020年1月份,全球拥核国家有9个,核弹头的库存总量为1.34万枚。

这些拥核国家国际正式承认的只有5个,即联合国五常理事国:美国、俄罗斯(继承前苏联)、法国、英国、中国;以色列自己没公开承认拥核,巴基斯坦、印度、朝鲜的拥核地位没有得到国际承认。核弹头拥有量美俄两国就占了12175枚,占世界总量的90%以上;俄罗斯占有6375枚,占世界总量的47.6%。

在拥核强国,军队装备的核武器已形成不同威力的完整系列。特大当量核武器,达到千万吨级,如前苏联的SS一9型洲际战略导弹,单弹头当量为2500万吨;最小的核武器,如美国的w54特种核地雷,当量仅为10吨。

现在世界核弹头大多数是多弹头装置,如美国的W87核弹头,每枚导弹可以装备10~12个弹头,每个弹头核当量为30~47.5万吨。

核弹的杀伤范围

先说一个实例:

“小男孩”是人类第二次引爆的一枚核弹,但与第一枚试验弹不同,这一枚是人类首次用于实战~轰炸日本广岛。前面说了,这枚核弹最终的爆炸当量只有1.3万吨,几乎是后来各国所有试爆的核弹中最小的。

1945年8月6日,美军飞行员保罗・提贝兹驾驶B-29轰炸机埃诺拉・盖伊号到达广岛上空,在9448米高度投下了核弹,当核弹下降到548米时爆炸了,这时是日本当地时间8点15分,爆后人们发现,广岛所有时钟都定格在8点15分。

广岛是日本本州岛西部港口城市,是日本当时的重要军事工业基地,有人口40万。由于许多城市遭到轰炸,日本当局预感广岛迟早要挨炸,因此疏散了部分人口,市区只剩下人口24.5万了。但令当局没有想到的不是受到常规轰炸,而是从未有过的恐怖大炸弹~核弹。

这个小小核弹导致当场被炸死7万余人,约有同样人数受伤,随后大量的人死于核尘埃放射性污染引起的疾病,截止1950年止,预计由于核爆导致当时和后续死亡人数达到20万。

爆炸伤害过程:

光辐射:是核爆的第一波打击。这个能量占核爆的35%,爆炸高能粒子让周边空气达到数十万度,爆发出强光以光速传播,因此当人们还没有看到任何爆炸动静时,白光铺天盖地照过来,让人体受到烧伤、致盲、甚至气化,房屋设备烧毁等;光辐射几秒后变成强烈红外线辐射,让地表受到的照射达到平时太阳的1000倍,温度最高可达6000℃,几乎可以烧毁爆心周边数百米内一切。

冲击波:是核爆第二波打击。爆炸瞬间,中心气压达到数十万个海平面大气压强,并以每秒440米的超音速向四周扩散,这种气浪达到的风速相当12级台风的10倍。爆心风压达到35个大气压,相当1m^2面积受到350吨压力,摧枯拉朽;到达1km半径风压还有10个大气压,除了坚固的钢筋混凝土建筑,一些木屋全部被摧毁。

这时,被光辐射碳化的人和一切,会被冲击波吹得无影无踪。

放射线:是随着光辐射几乎同时到来的打击。核爆会发射出大量的α射线、β射线和γ射线,还有中子。距测算冲击地表的快中子数量约达到12000亿个/cm^2,慢中子(热中子)数量约达90000亿个/cm^2。这些射线和高能中子会打断生物机体的DNA分子键,导致人类瞬间死亡或致病致癌死亡。

黑雨:是核爆导致的放射性沾染。核爆炸形成巨大蘑菇云,里面含有大量核辐射尘埃,这些尘埃与水汽混合在一起,形成了黑雨降落在广岛一带,这种具有高放射性的黑雨淋到人的皮肤上,污染了河流和饮水,许多不知情的核爆幸存者被这些辐射伤害,大多数在短短几日内死亡。

据一些资料披露,广岛核爆炸爆心500米以内的人们,90%以上当场或当日死亡;500~1000米内的人们,70%左右当场或当日死亡;幸存者50%的人6天内死亡,12天内有75%的人死亡;直到1945年11月,爆心500米以内的人98~99%已经死亡;500~1000米范围的人,90%死亡;1945年8月到12月,死亡人数达到9~12万。

截至1999年,广岛市依然将相生桥附近的地区(爆心)列为放射污染区。这一切都仅仅是因为释放了一颗小小的核弹,这颗核弹爆炸当量只有1.3万吨,而现在随便一枚核弹头都有数十万吨,大的达到数千万吨。

日本被逼无条件投降

过了3天,1945年8月9日,美国又在日本长崎投下了第二枚叫“胖子”的原子弹,这枚原子弹爆炸当量达到2万吨。这颗原子弹终于摧毁了日本当局最后一丝侥幸,他们不知道老美还有几颗原子弹,为了避免灭种,决定无条件投降。

其实当时美国只制造了3枚核弹,其中一枚试爆用掉了,这两枚投在了日本广岛和长崎,已经没了。当然老美还能够制造出来,但这需要时间。幸好保密做得好,日本终于不敢再心存侥幸了,8月15日日本天皇向全世界发出无条件投降的讲话。

美国用摧毁几十万人生命的代价,结束了战争。当时的世界一片欢呼声,当然也包括中国。政治家、军事家普遍认为,如果日本坚持不投降,只能用常规战争方法攻入日本本土,这样很可能日本国民和盟军还要付出数百万伤亡的代价,时间和经济代价无可估量。

从这个意义上来说,两颗原子弹爆炸,用少数人的生命换取了多数人的生命,更早让人类结束苦难,是值得的。但这种说法广受争议。生命权人人平等,凭什么一些少数人就必须牺牲,而换取另一部分多数人的存活呢?

这涉及伦理和道德,也涉及哲学和政治问题。现在许多地方,依然在遵循着少数人利益应该让位给多数人的理念,甚至一些政客打着这种旗号,随心所欲地剥夺所谓“少数人”权利。这种理念到底有多大合理性,备受争议。那么你怎么看呢?欢迎讨论。

现在来说说核爆的普遍杀伤范围

不同当量的核弹杀伤范围有多大呢?有一个有效杀范围的计算公式,我把它简单表述为:R=C*T^(1/3)。这里的R为杀伤半径,单位km(千米);C为比例常数,为1.493885(一般取值1.5);T为爆炸当量,^(1/3)为立方根。

根据这个公式,我们可以计算出一枚10万吨爆炸当量核弹,其有效杀伤半径约为3.2km;30万吨爆炸当量核弹,其有效杀伤范围半径约4.66km;100万吨爆炸当量核弹,有效杀伤范围半径约6.9km;300万吨有效杀伤半径约10km,1000万吨有效杀伤半径约15km。

从这个数据规律来看,核弹的杀伤范围虽然是按当量成正比扩大,但并没有按照当量的倍数同等扩大,而只是当量增加10倍,杀伤范围半径只增加1倍多点;当量增加100倍,有效杀伤范围半径才增加约3.7倍。

这说明爆炸杀伤范围是随着距离呈立方衰减的。这是因为爆炸呈球形扩散,能量是向四面八方扩散的,因此在地表平面上,能量破坏力就只能开立方衰减了。

但这种破坏力计算只是理论上的,不是绝对的,这里一般是指直接破坏力。广岛原子弹只有1.3万吨当量,摧毁了14平方公里的房屋,距离3、4公里的人们也被冲击波抛离,并且受到严重烧伤。

核爆还有许多其他伤害后果,如放射性沾染,就不可能仅仅在以上杀伤半径范围内。如美国在比基尼岛试验的1500万吨级氢弹,爆后6小时,放射性污染区长达257千米,宽64千米。在这个区域的生物,包括人类都会受到致命污染,在以后的一段时间里会缓慢死去,或者导致终生残疾。

当遇到空中核爆时,能在地下掩体躲过一劫吗?

还是那个话,要看核爆的当量和爆心距离,还要看这个掩体有多深,防护措施如何。广岛和长崎,都有一些幸存者,甚至距离爆心很近的区域,也有活下来的。比如广岛核爆,在距爆心500米半径范围,活下来的有78个人,这些人就是由于各种原因,幸运地躲在了地下掩体中。

这里说两个例子:

一位叫高藏信子19岁妙龄女生,距离爆心只有260米。原来她当时正在银行办事,碰巧又在上卫生间,而这个卫生间位置在银行最里面,爆炸冲击波过来隔着好几重非常厚重的保护墙,这些墙本来就是为了防止强盗抢金库的,用炸药也很难炸开。

还有一位叫野村英三,是47岁的燃气公司职员,爆炸当时他正好在地下室工作,爆炸后他从地下室出来,发现他的36位同事全部死去。

还有一些在银行大楼地面上班办事的人们,爆炸当时虽然被震晕或碎片击伤,当时也没有死去,但过了不久,就都因遭到强烈辐射而死亡。

这说明,在核爆时躲在地下掩体还是很有作用的。但还是要看距离爆心多远,核弹当量有多大。如果一个百万吨级核弹在广岛同样位置爆炸,那位高藏信子和野村英三就没有这样的幸运了。

因此核武来袭时,如果有预警,应立即按照组织机构要求进行疏散,尽可能进入安排的地下设施避险;如果没有预警,突然爆炸,你想躲也躲不赢。至于能不能躲过一劫,也只能自祁多福了。

现在的核弹主要是氢弹,本来是没有放射性污染的。但由于氢弹起爆要用原子弹,而且为了增加爆炸能量和威力,氢弹的外围都包裹着一层铀或钚材料,因此这种核弹又叫三相弹或者脏弹,依然有很大的核污染。

现在还有中子弹,这种核弹一般不会破坏建筑,但发射的高能中子会穿透建筑杀死里面的人员。遇到这种核弹,即便躲在地下室或者地下车库也没有用。当然如果是专门应对核武器的地下掩体还是很有作用的,因为这些地下设施在地底下很深处,而且采取各种防护材料建造,即便中子弹也能防御。

核战是人类的噩梦,已经被列为人类灭亡的方式之一,希望人类不要自己作死走向这条路。和平万岁!

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