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核武器杀伤破坏效应



     核武器爆炸对人员和物体造成的杀伤破坏作用及效果。又称毁伤效应。造成杀伤破坏的主要因素有:冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲。 
     杀伤破坏因素的形成过程 以空中核爆炸为例,其杀伤破坏因素形成过程是:征核爆炸瞬间释放出巨大的能量,使核反应区内的温度升高到数千万开以上,压力升高到拍帕以上,使弹体物质变成高温、高压气团,这种气团发射出的热辐射使周围的冷空气加热和增压,形成一个高温、高压火球,猛烈地向外膨胀,压缩周围空气,形成以超音速向四周传播的冲击波,这就是核爆炸的巨大杀伤破坏因素之一。核爆炸火球不断地以光和热的形式向外辐射能量,形成了核爆炸的另一个重要杀伤破坏因素——光辐射。火球迅速膨胀并上升,几秒或几十秒后,冷却成灰褐色烟云。烟云以…定的速度继续上升,体积不断扩大,同时在爆心投影点地面掀起尘柱。地面核爆炸时,烟云和尘柱一开始就连接在一起;低空爆炸时,尘柱经过几十秒钟才追及烟云。最后烟云和尘柱形成了高大的蘑菇状烟云。核爆炸的放射性烟云在随风飘散的过程中,大的放射性尘粒逐渐沉降到地面,造成对人员和生物的放射性损伤,破坏了生态环境,小的放射性尘粒长时间停留在空中,造成全球性沉降,形成了核爆炸的又一个重要杀伤破坏因素——放射性沾染。核爆炸一开始,伴随核裂变和其他核反应产生的中子和Y射线构成了核爆炸另一特有的杀伤破坏因素一一早期核辐射。核爆炸产生的瞬发Y射线、X射线等与空气相互作用,由于地面和大气存在不对称等因素会产生非对称电子流,该电子流的增长和消失,激励出很强的电磁脉冲,形成了核爆炸又一特有的杀伤破坏因素。这些不同于常规化学爆炸的特征,形成核武器爆炸特有的5种主要毁伤因素。 
     杀伤破坏效应的能量分配及效应参数
     大气层核爆炸各杀伤破坏因素所占的能量比例主要取决于核武器的性质和爆炸高度。对空中爆炸的纯裂变原子弹,冲击波约占爆炸总能量的50%光辐射约占35%;早期核辐射约占5%;放射性沾染约占10%。氢弹空中爆炸时,冲击波和光辐射的总份额增加,约占90%;而放射性沾染的份额则减少。其增减份额随聚变—裂变比的不同而异。对于增强某种效应的核武器,相应的杀伤破坏因素所占能量的份额有较大增长。例如,中子弹的早期核辐射的份额就大大增加。通常核武器的杀伤破坏因素的效应参数随威力的增大而增大,随距离的增大而衰减。表1为2万吨梯恩梯当量原子弹和100万吨梯恩梯当量氢弹爆炸时,各杀伤破坏效应参数随距爆心投影点距离的变化规律。 
     杀伤破坏效应及综合杀伤破坏半径
核武器杀伤破坏效应主要有:①冲击波。它是核武器的主要杀伤破坏因素,能在较大范围内杀伤人员、破坏武器、装备和工程设施等。冲击波的杀伤破坏效果主要取决于超压、动压和正压作用时间。冲击波在大气中传播不断衰减,最后变成声波。因此,空中核爆炸的冲击波一般在爆后二三十秒内具有杀伤破坏作用。地面核爆炸或地下核爆炸产生的地震波,对地厂工事和建筑有很大的破坏力。水下核爆炸产生的水中冲击波,可以摧毁舰艇和水中设施。②光辐射。作用时间一般在爆后几秒到20秒左右,其杀伤破坏作用主要取决于光冲量的大小。照射到物体上的光辐射一部分能量被物体吸收转变成热能,使物体表面温度升高,甚至使物体灼焦、熔化或着火。光辐射可以直接烧伤人员的皮肤和眼睛,使衣服燃烧,引起大面积火灾而造成间接伤害。③早期核辐射。其对人员和物体的损伤程度取决于吸收剂量(单位质量的物质吸收射线的平均能量),以戈为单位。由于空气的吸收和几何衰减,早期核辐射的强度随距离衰减较快,如表1所示。当人员受到l戈以上的早期核辐射剂量时,会发生急性放射病。电子元器件在大剂量或高剂量率作用下会失效。例如,未加固的双极晶体管,在Y剂量率大于10—10“戈/秒或中子注量大于10”—lO“个/厘米’时会失效。④放射性沾染。其作用时间长,范围广。地面核爆炸时,下风方向沾染的范围长约百千米,宽约数米至二十千米。面积可达数百至数千平方千米。因此,在爆炸后数小时甚至数天内,能阻滞部队的行动。③核电磁脉冲。在很大范围内会造成电子系统与电气设备的损坏或干扰,使指挥、控制、通信系统失灵。 
     核爆炸对武器装备、人员的杀伤破坏
     按修复和治愈的难易及对性能的影响,划 分为极重度、重度、中度和轻度杀伤破坏等 级,各杀伤破坏等级均有具体标准。例如, 中度杀伤通常指受伤人员会丧失战斗力, 但有可能治愈;中等破坏是指受损物体基 本上不能使用,必须大修方能复原。当给定 爆炸威力和比高时,根据目标的杀伤破坏 参数值,可以确定某种因素的杀伤破坏半 径。地面目标受到两种以上毁伤因素综合 作用引起的杀伤破坏,称为综合杀伤破坏 效应。几种毁伤因素综合作用时,以杀伤破 坏范围最大的那种因素的作用半径为综合 杀伤破坏半径。在表2中,给出了威力2万 吨梯思梯当量,比高120米/(千吨梯恩梯 当量)’“原子弹空中爆炸时,地面暴露目标 受中等杀伤破坏的主要参数值和相应的杀 伤破坏半径。 
     核武器的杀伤破坏半径(或面积)取决于核武器的威力等性能、爆炸方式、爆区的环境及防护(或加固)情况。各种核武器的杀伤破坏半径都随威力的增大而增大。对于按不同需要增强或削弱其小某些杀伤破坏效应的特殊性能的核武器,各种杀伤破坏因素的能量分配与普通原子弹、氢弹有很大不同。例如,小子弹是以高能中子为主要杀伤破坏因素,能在较大范围内杀伤坦克内的人员,而对物体的破坏较小;减少剩余放射性弹将放射性沾染减到最小,而使冲击波、光辐射成为主要的杀伤破坏因素。 核武器的爆炸方式不同,杀伤破坏效应差别很大。在实施核袭击时,根据作战任务、目标的杀伤破坏参数值和不同高度核爆炸各杀伤破坏参数的分布规律等,可以确定最适宜的核爆炸高度(义称最佳核爆炸高度),使对目标的杀伤破坏半径最大。气象条件对大气层核爆炸的杀伤破坏效应也有较大的影响,例如大气能见度差,则到达目标处的光冲量减,小;大气中风速、风向随高度的变化,对下风方向放射性沾染范围及其分布也有较大的影响。 
     核武器虽能造成严重的杀伤破坏作用但认识其特点和规律并采取有效的防护措施,就可以减轻各种杀伤破坏因素对人员和物体造成的杀伤破坏程度。例如,利用地下工事、人防工事以及地貌地物等,对核武器杀伤破坏效应都可以取得较好的防护效果;也可以采取抗核加固等措施,来防止或减少核辐射和核电磁脉冲等对电子元器件或电子系统的破坏。 

 

 


 


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