核武器

在试图利用原子的权力,人类发现自己拥有的武器前所未有的破坏力。国家现在有能力摧毁整个城市数千英里远的在几分钟内。核武器对国际事务产生了深远的影响和不可逆转地改变了历史的进程。

核武器的力量的能源时释放一个重原子核分裂,被称为裂变,或者当光核被迫在一起,称为融合。启动裂变,重元素的原子核与中子轰击。原子核分裂成两个片段,释放出能量和两个或更多的中子。这些中子有足够的能量将另一种重核,这个过程继续重演在所谓的连锁反应。结果是能源生产数百万倍开始的最初反应链。例如,释放的能量在1磅(0.45公斤)的裂变铀等于3000吨燃煤或9000吨TNT爆炸(看到爆炸)。

的铀同位素u - 235是为数不多的几个元素能够维持这样的核连锁反应;然而,只有0.7%的天然铀。第二个可裂变元素钚同位素pu - 239,是由结合多余的中子从u - 235和更稳定的铀,u - 238。u - 235和pu - 239现在用于生产裂变,或原子,炸弹。

原子弹中使用的爆炸性的裂变反应需要一个最小临界质量最小的可裂变物质,一旦触发,将进行自发的,持续的连锁反应。如果一个类原子弹包含这样一个临界质量在一个地方,一个流浪中子可以启动连锁反应,引发了一场核爆炸。为了防止意外爆炸,原子弹可能由两个独立的部分,每一个亚临界质量。当炸弹引爆,这些部分可以聚集在一起,压缩周围的集中爆炸化学炸药生产超临界质量)质量足够大、足够密集的可能性最大化一个中子将重原子核分裂才能逃脱,从而确保一个爆炸性的连锁反应。更现代的替代方法是使用一个单一的亚临界质量的燃料,可以压缩或重塑的周围爆炸,成为超临界。

融合核设备如氢弹,或者氢弹,轻原子核被迫保险丝在很高温度下成较重的原子核,释放能量以及一个中子。这就是所谓的热核反应,它是相同的太阳和其他恒星的过程生成自己的光和热。为了挤两个原子核一起启动反应,原子裂变炸弹通常是作为一个触发器。的氢中常用的同位素氘和氚生产氢弹。聚变反应释放能量单位质量大约四倍比裂变反应。此外,由于融合炸弹的大小主要由聚变材料的数量是有限的,它可能比原子弹释放数百倍的能量。

大多数现代核裂变和核聚变的核武器使用一些组合。增加他们的破坏力,一些热核炸弹夹套与普通铀。铀发生裂变时释放的高能中子轰击的聚变反应,产生一个高度放射性爆炸。裂变核弹可以“增加”融合的氘和氚的核心。fusionable材料提高裂变爆炸通过提供多余的中子。

收益率或爆破力,核武器是测量的化学爆炸TNT的等值需要提供类似的爆炸。吨(KT)相当于1000吨TNT爆炸,和一个百万吨级(MT) = 100万吨爆炸。今天的裂变产量很少超过500 KT。事实上,大多数核设备今天已经小于1吨的产量,尽管炸弹的收益率高达60太过去测试。

核爆炸的破坏性影响的结果不仅从最初的反应所产生的巨大热量和压力,还从短期和长期核的释放辐射。一个air-detonated核武器生产能源在爆炸的比例约50%,或冲击波;35%热,或热辐射;15%,短期和长期的核辐射。冲击波,一个高压,以超音速的速度向外传播。它的到来是经验丰富的突然和粉碎打击强飓风紧随其后。核爆炸产生的热辐射以光速旅行,可以燃烧可燃材料数英里。

核辐射更为普遍。它对大多数生物有害,长期接触通常是致命的。除了最初的爆炸的辐射,有剩余辐射时的结果稳定,尤其是爆炸碎片,捕获中子过剩的爆炸和放射性。剩余辐射然后进入大气,可能下降之后,也许之后被风进行相当大的距离。

美国原子弹的发展,监管下的代号曼哈顿计划第二次世界大战期间。第一个持续的核连锁反应是实现1942年12月在芝加哥大学的指导下阿瑟·霍利康普顿。研究团队的主要成员恩里科费米和j .罗伯特•奥本海默。第一个炸弹测试完成后不久,美国原子弹落在广岛的日本城市(1945年8月6日)和长崎(8月9日,1945)。苏联在1949年第一次测试了原子弹,紧随其后的是英国在1952年,法国在1960年,中国在1964年,印度在1974年。

第一颗氢弹是由美国的一个科学家小组,其中包括爱德华·泰勒。炸弹被测试在1952年11月1日。苏联、英国、中国和法国还测试了氢弹在1950年代和60年代。

二战后,期间被称为冷战,美国和苏联积累大量核武器兵工厂和开发复杂系统的交付和防御。美国阿森纳达到超过30000枚弹头在1960年代,在苏联的阿森纳大约在同一大小在1980年代达到顶峰。21世纪初的美国和俄罗斯降低了库存数量大约三分之一的峰值。

今天的洲际弹道导弹(洲际弹道导弹)携带一个或多个多个独立的目标再入车辆(分导多弹头导弹),每个都有自己的核弹头。补充武器系统包括载人战略轰炸机和短程弹道导弹和巡航导弹以及小可能由短程战术武器战斗轰炸机或从传统野战炮兵发射碎片。

众多条约旨在限制或减少核武器谈判多年来,尽管有些国家没有签署或批准。武器测试由印度、巴基斯坦和朝鲜在1990年代和2000年代是一个提醒的持续的核威胁。另一个大问题的可能性恐怖分子组织可以获得或发展核武器。出于这个原因,维护武器,材料,和专业知识是一个高优先级的国家拥有它们。(另请参阅裁军。)

杰弗里·j·克拉克

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