超级军网核武器及其效应 (ZT)
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 08:04:51
核武器及其效应
第一章 基础原子物理学
原子结构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所有物质，都不外乎是由称为化学元素的92种基本物质构成的。这些基本物质存在于自然界。另外还有15
种化学元素，是由人工科学方法制得的。化学元素以气，液，固三种聚集状态存在，有些我们十分熟悉，如氢
气、氧气和氦气。汞和溴是液体，铝、铁和金是金属固体。化学元素的最小微粒称为原子。原子这个词，来源
于希腊文中“a”和“temnein”，意思是不可再分割的物质。尽管它是代表某种元素的最小粒子，但原子本身
仍可再分成更小的组成部分。图1．1所示为所有元素中最轻的元素——氢的原子结构。
图1．1 氢原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
从图上我们看到，氢是由原子核和一个电子构成的。电子围绕原子核不停地运动，宛如一个微观的太阳
系。质量最重的原子是铀原子，它在核能工业中占有重要的地位。比它还要重的，是人工制得的钚原子。一个
重原子的原子核，是由大量称为质子的微粒，和数目相等的、绕质子旋转的电子构成的。此外，原子核里还存
在着数目近乎与质子相同的另一种微粒——中子。
让我们看一下图1．2所示的氦原子结构图。
图1．2 氦原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
绕核运动的电子带负电荷，与质子所带正电荷刚好平衡。正像它的名字所赋予的意义一样，中子是不带电
的微粒。
我们可以拿原子核内的质子数目来标志各式各样的原子，将其称之为原子序数，用Z表示。例如：
氢=1H
碳：6C
铀：92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
另外，我们还可用质量数(以A表示)进一步标记原子，它是原子核中质子与中子的数目之和。核中质子和
中子统称为核子。
以这两种核子数目为特征的典型核素，或者说原子粒种，通常写成A/Z X的形式。例如：
氢：1/1H
碳：12/6C
铀：238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
同一种元素的每个原子，其质量并不完全一样。大约有70种天然元素有着多种原子形式，称之为同位素。
其他同位素是由人工方法制得的，我们称这些人工同位素，为不稳定同位素或放射性同位素。一般可以把同一
种原子的各种同位素标示成如下形式：
氢：1/1H,2/1H(叫做氘)
碳：12/6C；13/6C
铀：235/92U，238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
钚：232/94P,239/94Pu,241/94Pu
由此可知，在一个原子内，电子与质子总是数目相等，电量保持平衡，但中子数目却可以有差异。因此，
同位素是由中子数的不同所决定的。核素是由原子核中质子和中子的数目来规定的，我们往往用核素来规定原
子。
前面说过，原子是由原子核和绕核运动的电子组成的。但这些电子，并非是在一个特定平面内环绕原子核
运动的。事实上，它们是在不同层次或壳层中运行的，不同的壳层，分别对应于不同的能级。每一电子壳层中
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，都含有特定数目的电子。一个壳层被电子填满之后，离核较远的一个新的次外壳层又在形成。其形成状况见
图1．3。
在原子中，电子并不是被完全禁锢在原来壳层上的。一但某个电子发生迁移，此电子的位置，将会被处
在次外壳层中的电子，或者来自原子外部的一个电子所取代。这种过程一经发生，必将会有能量以可见光或X
射线的形式释放出来。
图1．3 汞原子的壳层结构图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
不过，使人们感到有兴趣、可做为能源的核物质，主要是不稳定物质的原子核，特别是那些我们叫做易裂
变元素的原子核。
原子核的结合能
为了弄清这种核能量的来源，我们先要搞清何谓原子核结合能。人们已经能非常精确地知道，某种原子核
中质子和中子的质量。因此，人们可以推算出该原子各种同位素的原子量。但在比较原子核的计算质量和测定
质量数值时，人们发现，计算质量值总是超过测定质量值一个微小差额。一般把这个差额称做原子核的质量亏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
损。
前面提到，一个原子各个组分的质量，可以得到高精确度的测定。原子组分的质量，用一种特殊计量单
位来衡量，叫做质量单位，用U表示。原子组分的质量分别是：
质子：1．0073u
中子：1．0087u
电子：0．0005u因而，我们可以计算出各种化学元素的原子核质量亏损。下面以氦为例加以说明。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
氦：4/2He，原子质量测定值=4．0026u。一个氦原子包含2个质子、2个中子和2个电子，它的计算原子量
是：
2X1．0073=2．0146(质子质量)
2X1．0087=2．0174(中子质量)
2X0．0005=0．0010(电子质量)
原子组分质量和：4．0330u计算得知，氦原子核的质量亏损是0．03u。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
对原子核这个明显的质量差额我们如何解释呢?原因在于一个具有能量的物体，其表观质量总是大于物体
中的物质量。在一般物体中，这种差量是十分微小的，以致不能被测定出来。但对于原子核来说，人们发现，
在核的裂变过程中发射出的亚原子粒子，其质量当量与该粒子的质量相比，是相当可观的。原子核的这种质量
亏损所代表的那部分能量，称为原子核的结合能。原子核的表观质量，小于其所有组分的质量和，所以结合能
的数值是负值。该值代表着原子核的稳定性。表征不同核素相对稳定性的一种实用方法，就是将一种原子核的
结合能，除以该原子核的核子数。所得结果称为每个核子的平均结合能。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
轻质元素，如氢和它的同位素氘，其每个核子的平均结合能是很低的。中等质量元素，如铁和锌的核子平
均结合能数值最大，所以它们是最稳定的物质。重质元素的核子平均结合能数值，则是随原子质量的增加而降
低的。重质原子的结合能，在裂变过程中要释放出来，其数值相当于重核结合能与两种产出核结合能的差值。
与重核相类似，两个轻核聚合成一个较重核的聚变过程，也会有能量释放。在核武器中，就是利用原子核裂变
和聚变这两种过程，来产生爆炸效应的。
裂变过程与链式反应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如上所述，当一个重核裂变，或者说分解成两块近乎相等的核裂碎片时，将有能量释放出来。所释放的能
量如此巨大，是一个进行化学反应而不发生核变化的原子所放出的反应能量的1百万倍。裂变反应是这样实现
的：使一个带有附加能量的中子，打入原子核，破坏核内排斥力与吸引力的平衡状态。这种反应，一般仅限于
那些质量最重的元素。在天然铀矿中含量为0。7％的 U235，是最适宜的裂变材料，在低能中子的轰击下，就
会发生裂变。而在天然铀矿中含量达99．3％的U238，只有在俘获到具有1百万电子伏特(国际代号MeV)或更高
能量的快中子时，才会产生裂变。这两种裂变材料，在核武器的结构设计中，都有重要意义，我们将在后面说
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到。
若想以一个U235原子核的裂变，做为武器来使用，它是没有任何威力的。要成其为核武器，实际需要许许
多多的裂变反应，在短暂的一瞬间，几乎同时放出能量。这个任务，是通过引发所谓链式反应来完成的。
当一个裂变反应发生时，不仅有能量释放，而且还发射出若干个快中子。U235裂变反应产生的快中子平均
数为2．5，Pu239产生的快中子平均数则为3。所产生的每个中子，又会击中另一个U235或Pu239原子核，从而
引发新的裂变，释放出更多的中子。这种中子增殖过程，就是设制核武器时所必须的链式反应。此种过程一直
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到中子损失率超过裂变中子产生率时，才告结束。中子损失的原因，一是由于裂变材料的不断消耗；二是由于
在核武器爆炸时，其表面骤然膨胀而造成的中子泄漏。每一代裂变反应产生的中子数，称做该系统的增殖系数
，用K表示。如果系数K的数值小于1．0，即损失中子数超过裂殖中子数，系统则处于亚临界状态，链式反应不
能持续进行。当K值等于1时，系统被称作临界系统。当K值大于1时，则被称作超临界系统。
图1．4 U235的链式反应
当一枚核武器爆炸时，假如增殖系数K为常数2，裂变反应列将是1，2，4，8，16……。这种链锁裂变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如图1．4所示。倘若发生裂变反应的核物质是1公斤U235，完成这种链锁，反应过程，将会发生大约80代裂变
。在大约1／1000000秒(即 1微秒)内，可产生相当20000吨梯恩梯炸药爆炸时所具有的能量。
裂变材料
天然矿物铀中含U235和U238的比例，大约为1：140。鉴于U238只有在能量超过l百万电子伏特的中子轰击
下才能发生核裂变，并且其裂变反应有许多要受到其他因素的制约而被减慢，故在仅采用U238做为核装药的核
武器中，链式反应不能维持。但是，在天然铀矿中，U235的含量又极小，因此我们应该了解，所谓以铀做为原
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
料制造的核武器，不过是U235所占的比例高些罢了。
核武器还可兼用Pu239和U235两种核材料来制造，但 U235的生产比起Pu239来，在工艺上要困难得多。因
此， U235不是一种实用而又适宜的核武器原料。Pu239大部分是做为核反应堆运行中的副产品生产出来的，所
以价格非常便宜。另外，核武器研制试验表明，Pu239具有不少优于U235的性能。我们可以看到，除早期的核
弹外，Pu239已被广泛应用于现代裂变武器的生产中。
聚变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
大家已经了解，重核的分解会产生高能量。而与之相反的核反应过程即使轻核结合或者说聚合成较重原子
核的过程，也能释放出反应物与产出物两者的结合能相差的那部分能量。
在聚变反应产出物是氦元素的场合，由于氦核的稳定性很高，在发生聚变时，参加反应的每个核子都将释
放出大量的结合能。因此，能量释放是极为可观的。最易于触发的聚变反应是氢的同位素2/1H(氘)与3/1H(氚)
之间发生的核反应。
因此，采用聚变反应原理制造的核武器，被叫做氢弹。乍看起来，这类核武器性能优异，其所用的氢同位
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
素一类的原料又很便宜，可说是再理想不过的了。但必须注意到氢弹热核燃料聚变过程的引发，并不是轻而易举的事。氢核在常温下不能聚合在一起，要想克服在它们彼此紧密靠拢时所出现的强大排斥力，需要用10000电子伏特的能量。这时的温度，相当于10°K。在第一枚原子武器诞生之前，这么高的温度，只有在自然界，即在太阳内部或其他星体上，才会出现。但在今日，在裂变武器装置的爆炸火球小，可再现类似于太阳的高温。因而，—枚裂变武器无疑可做为今天称之为热核装置的核扳机。
最适宜的核聚变反应是：
2/1H+3/1=>4/2He+1/0n+17．6百万电子伏特
氘 氚 氦 中子 能量
这是因为在核爆炸火球温度下，氘与氚反应进行得最快，产生的能量也最多。氘存在于自然界中，，容易
获得。氚也可以通过用中子照射锂而比较方便地得到。这项工作可在核武器装配之前，在核反应堆内进行。另
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
外，也可把锂装入核武器，借助裂变扳机的逸出中子，使锂产生氚。
本章中，我们从化学元素的原子基本结构出发，依次讨论了某些原子的内含能量，和利用这种能量制造核
武器等问题。下一章中，我们将介绍各类核武器的设计结构，并研究那些在制造可以在精确的预定时机达到所
需当量的高效能核武器时，必须考虑到的各种影响因素。核武器及其效应
第一章 基础原子物理学
原子结构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所有物质，都不外乎是由称为化学元素的92种基本物质构成的。这些基本物质存在于自然界。另外还有15
种化学元素，是由人工科学方法制得的。化学元素以气，液，固三种聚集状态存在，有些我们十分熟悉，如氢
气、氧气和氦气。汞和溴是液体，铝、铁和金是金属固体。化学元素的最小微粒称为原子。原子这个词，来源
于希腊文中“a”和“temnein”，意思是不可再分割的物质。尽管它是代表某种元素的最小粒子，但原子本身
仍可再分成更小的组成部分。图1．1所示为所有元素中最轻的元素——氢的原子结构。
图1．1 氢原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
从图上我们看到，氢是由原子核和一个电子构成的。电子围绕原子核不停地运动，宛如一个微观的太阳
系。质量最重的原子是铀原子，它在核能工业中占有重要的地位。比它还要重的，是人工制得的钚原子。一个
重原子的原子核，是由大量称为质子的微粒，和数目相等的、绕质子旋转的电子构成的。此外，原子核里还存
在着数目近乎与质子相同的另一种微粒——中子。
让我们看一下图1．2所示的氦原子结构图。
图1．2 氦原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
绕核运动的电子带负电荷，与质子所带正电荷刚好平衡。正像它的名字所赋予的意义一样，中子是不带电
的微粒。
我们可以拿原子核内的质子数目来标志各式各样的原子，将其称之为原子序数，用Z表示。例如：
氢=1H
碳：6C
铀：92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
另外，我们还可用质量数(以A表示)进一步标记原子，它是原子核中质子与中子的数目之和。核中质子和
中子统称为核子。
以这两种核子数目为特征的典型核素，或者说原子粒种，通常写成A/Z X的形式。例如：
氢：1/1H
碳：12/6C
铀：238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
同一种元素的每个原子，其质量并不完全一样。大约有70种天然元素有着多种原子形式，称之为同位素。
其他同位素是由人工方法制得的，我们称这些人工同位素，为不稳定同位素或放射性同位素。一般可以把同一
种原子的各种同位素标示成如下形式：
氢：1/1H,2/1H(叫做氘)
碳：12/6C；13/6C
铀：235/92U，238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
钚：232/94P,239/94Pu,241/94Pu
由此可知，在一个原子内，电子与质子总是数目相等，电量保持平衡，但中子数目却可以有差异。因此，
同位素是由中子数的不同所决定的。核素是由原子核中质子和中子的数目来规定的，我们往往用核素来规定原
子。
前面说过，原子是由原子核和绕核运动的电子组成的。但这些电子，并非是在一个特定平面内环绕原子核
运动的。事实上，它们是在不同层次或壳层中运行的，不同的壳层，分别对应于不同的能级。每一电子壳层中
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，都含有特定数目的电子。一个壳层被电子填满之后，离核较远的一个新的次外壳层又在形成。其形成状况见
图1．3。
在原子中，电子并不是被完全禁锢在原来壳层上的。一但某个电子发生迁移，此电子的位置，将会被处
在次外壳层中的电子，或者来自原子外部的一个电子所取代。这种过程一经发生，必将会有能量以可见光或X
射线的形式释放出来。
图1．3 汞原子的壳层结构图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
不过，使人们感到有兴趣、可做为能源的核物质，主要是不稳定物质的原子核，特别是那些我们叫做易裂
变元素的原子核。
原子核的结合能
为了弄清这种核能量的来源，我们先要搞清何谓原子核结合能。人们已经能非常精确地知道，某种原子核
中质子和中子的质量。因此，人们可以推算出该原子各种同位素的原子量。但在比较原子核的计算质量和测定
质量数值时，人们发现，计算质量值总是超过测定质量值一个微小差额。一般把这个差额称做原子核的质量亏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
损。
前面提到，一个原子各个组分的质量，可以得到高精确度的测定。原子组分的质量，用一种特殊计量单
位来衡量，叫做质量单位，用U表示。原子组分的质量分别是：
质子：1．0073u
中子：1．0087u
电子：0．0005u因而，我们可以计算出各种化学元素的原子核质量亏损。下面以氦为例加以说明。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
氦：4/2He，原子质量测定值=4．0026u。一个氦原子包含2个质子、2个中子和2个电子，它的计算原子量
是：
2X1．0073=2．0146(质子质量)
2X1．0087=2．0174(中子质量)
2X0．0005=0．0010(电子质量)
原子组分质量和：4．0330u计算得知，氦原子核的质量亏损是0．03u。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
对原子核这个明显的质量差额我们如何解释呢?原因在于一个具有能量的物体，其表观质量总是大于物体
中的物质量。在一般物体中，这种差量是十分微小的，以致不能被测定出来。但对于原子核来说，人们发现，
在核的裂变过程中发射出的亚原子粒子，其质量当量与该粒子的质量相比，是相当可观的。原子核的这种质量
亏损所代表的那部分能量，称为原子核的结合能。原子核的表观质量，小于其所有组分的质量和，所以结合能
的数值是负值。该值代表着原子核的稳定性。表征不同核素相对稳定性的一种实用方法，就是将一种原子核的
结合能，除以该原子核的核子数。所得结果称为每个核子的平均结合能。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
轻质元素，如氢和它的同位素氘，其每个核子的平均结合能是很低的。中等质量元素，如铁和锌的核子平
均结合能数值最大，所以它们是最稳定的物质。重质元素的核子平均结合能数值，则是随原子质量的增加而降
低的。重质原子的结合能，在裂变过程中要释放出来，其数值相当于重核结合能与两种产出核结合能的差值。
与重核相类似，两个轻核聚合成一个较重核的聚变过程，也会有能量释放。在核武器中，就是利用原子核裂变
和聚变这两种过程，来产生爆炸效应的。
裂变过程与链式反应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如上所述，当一个重核裂变，或者说分解成两块近乎相等的核裂碎片时，将有能量释放出来。所释放的能
量如此巨大，是一个进行化学反应而不发生核变化的原子所放出的反应能量的1百万倍。裂变反应是这样实现
的：使一个带有附加能量的中子，打入原子核，破坏核内排斥力与吸引力的平衡状态。这种反应，一般仅限于
那些质量最重的元素。在天然铀矿中含量为0。7％的 U235，是最适宜的裂变材料，在低能中子的轰击下，就
会发生裂变。而在天然铀矿中含量达99．3％的U238，只有在俘获到具有1百万电子伏特(国际代号MeV)或更高
能量的快中子时，才会产生裂变。这两种裂变材料，在核武器的结构设计中，都有重要意义，我们将在后面说
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到。
若想以一个U235原子核的裂变，做为武器来使用，它是没有任何威力的。要成其为核武器，实际需要许许
多多的裂变反应，在短暂的一瞬间，几乎同时放出能量。这个任务，是通过引发所谓链式反应来完成的。
当一个裂变反应发生时，不仅有能量释放，而且还发射出若干个快中子。U235裂变反应产生的快中子平均
数为2．5，Pu239产生的快中子平均数则为3。所产生的每个中子，又会击中另一个U235或Pu239原子核，从而
引发新的裂变，释放出更多的中子。这种中子增殖过程，就是设制核武器时所必须的链式反应。此种过程一直
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到中子损失率超过裂变中子产生率时，才告结束。中子损失的原因，一是由于裂变材料的不断消耗；二是由于
在核武器爆炸时，其表面骤然膨胀而造成的中子泄漏。每一代裂变反应产生的中子数，称做该系统的增殖系数
，用K表示。如果系数K的数值小于1．0，即损失中子数超过裂殖中子数，系统则处于亚临界状态，链式反应不
能持续进行。当K值等于1时，系统被称作临界系统。当K值大于1时，则被称作超临界系统。
图1．4 U235的链式反应
当一枚核武器爆炸时，假如增殖系数K为常数2，裂变反应列将是1，2，4，8，16……。这种链锁裂变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如图1．4所示。倘若发生裂变反应的核物质是1公斤U235，完成这种链锁，反应过程，将会发生大约80代裂变
。在大约1／1000000秒(即 1微秒)内，可产生相当20000吨梯恩梯炸药爆炸时所具有的能量。
裂变材料
天然矿物铀中含U235和U238的比例，大约为1：140。鉴于U238只有在能量超过l百万电子伏特的中子轰击
下才能发生核裂变，并且其裂变反应有许多要受到其他因素的制约而被减慢，故在仅采用U238做为核装药的核
武器中，链式反应不能维持。但是，在天然铀矿中，U235的含量又极小，因此我们应该了解，所谓以铀做为原
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
料制造的核武器，不过是U235所占的比例高些罢了。
核武器还可兼用Pu239和U235两种核材料来制造，但 U235的生产比起Pu239来，在工艺上要困难得多。因
此， U235不是一种实用而又适宜的核武器原料。Pu239大部分是做为核反应堆运行中的副产品生产出来的，所
以价格非常便宜。另外，核武器研制试验表明，Pu239具有不少优于U235的性能。我们可以看到，除早期的核
弹外，Pu239已被广泛应用于现代裂变武器的生产中。
聚变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
大家已经了解，重核的分解会产生高能量。而与之相反的核反应过程即使轻核结合或者说聚合成较重原子
核的过程，也能释放出反应物与产出物两者的结合能相差的那部分能量。
在聚变反应产出物是氦元素的场合，由于氦核的稳定性很高，在发生聚变时，参加反应的每个核子都将释
放出大量的结合能。因此，能量释放是极为可观的。最易于触发的聚变反应是氢的同位素2/1H(氘)与3/1H(氚)
之间发生的核反应。
因此，采用聚变反应原理制造的核武器，被叫做氢弹。乍看起来，这类核武器性能优异，其所用的氢同位
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
素一类的原料又很便宜，可说是再理想不过的了。但必须注意到氢弹热核燃料聚变过程的引发，并不是轻而易举的事。氢核在常温下不能聚合在一起，要想克服在它们彼此紧密靠拢时所出现的强大排斥力，需要用10000电子伏特的能量。这时的温度，相当于10°K。在第一枚原子武器诞生之前，这么高的温度，只有在自然界，即在太阳内部或其他星体上，才会出现。但在今日，在裂变武器装置的爆炸火球小，可再现类似于太阳的高温。因而，—枚裂变武器无疑可做为今天称之为热核装置的核扳机。
最适宜的核聚变反应是：
2/1H+3/1=>4/2He+1/0n+17．6百万电子伏特
氘 氚 氦 中子 能量
这是因为在核爆炸火球温度下，氘与氚反应进行得最快，产生的能量也最多。氘存在于自然界中，，容易
获得。氚也可以通过用中子照射锂而比较方便地得到。这项工作可在核武器装配之前，在核反应堆内进行。另
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
外，也可把锂装入核武器，借助裂变扳机的逸出中子，使锂产生氚。
本章中，我们从化学元素的原子基本结构出发，依次讨论了某些原子的内含能量，和利用这种能量制造核
武器等问题。下一章中，我们将介绍各类核武器的设计结构，并研究那些在制造可以在精确的预定时机达到所
需当量的高效能核武器时，必须考虑到的各种影响因素。
第一章 基础原子物理学
原子结构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所有物质，都不外乎是由称为化学元素的92种基本物质构成的。这些基本物质存在于自然界。另外还有15
种化学元素，是由人工科学方法制得的。化学元素以气，液，固三种聚集状态存在，有些我们十分熟悉，如氢
气、氧气和氦气。汞和溴是液体，铝、铁和金是金属固体。化学元素的最小微粒称为原子。原子这个词，来源
于希腊文中“a”和“temnein”，意思是不可再分割的物质。尽管它是代表某种元素的最小粒子，但原子本身
仍可再分成更小的组成部分。图1．1所示为所有元素中最轻的元素——氢的原子结构。
图1．1 氢原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
从图上我们看到，氢是由原子核和一个电子构成的。电子围绕原子核不停地运动，宛如一个微观的太阳
系。质量最重的原子是铀原子，它在核能工业中占有重要的地位。比它还要重的，是人工制得的钚原子。一个
重原子的原子核，是由大量称为质子的微粒，和数目相等的、绕质子旋转的电子构成的。此外，原子核里还存
在着数目近乎与质子相同的另一种微粒——中子。
让我们看一下图1．2所示的氦原子结构图。
图1．2 氦原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
绕核运动的电子带负电荷，与质子所带正电荷刚好平衡。正像它的名字所赋予的意义一样，中子是不带电
的微粒。
我们可以拿原子核内的质子数目来标志各式各样的原子，将其称之为原子序数，用Z表示。例如：
氢=1H
碳：6C
铀：92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
另外，我们还可用质量数(以A表示)进一步标记原子，它是原子核中质子与中子的数目之和。核中质子和
中子统称为核子。
以这两种核子数目为特征的典型核素，或者说原子粒种，通常写成A/Z X的形式。例如：
氢：1/1H
碳：12/6C
铀：238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
同一种元素的每个原子，其质量并不完全一样。大约有70种天然元素有着多种原子形式，称之为同位素。
其他同位素是由人工方法制得的，我们称这些人工同位素，为不稳定同位素或放射性同位素。一般可以把同一
种原子的各种同位素标示成如下形式：
氢：1/1H,2/1H(叫做氘)
碳：12/6C；13/6C
铀：235/92U，238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
钚：232/94P,239/94Pu,241/94Pu
由此可知，在一个原子内，电子与质子总是数目相等，电量保持平衡，但中子数目却可以有差异。因此，
同位素是由中子数的不同所决定的。核素是由原子核中质子和中子的数目来规定的，我们往往用核素来规定原
子。
前面说过，原子是由原子核和绕核运动的电子组成的。但这些电子，并非是在一个特定平面内环绕原子核
运动的。事实上，它们是在不同层次或壳层中运行的，不同的壳层，分别对应于不同的能级。每一电子壳层中
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，都含有特定数目的电子。一个壳层被电子填满之后，离核较远的一个新的次外壳层又在形成。其形成状况见
图1．3。
在原子中，电子并不是被完全禁锢在原来壳层上的。一但某个电子发生迁移，此电子的位置，将会被处
在次外壳层中的电子，或者来自原子外部的一个电子所取代。这种过程一经发生，必将会有能量以可见光或X
射线的形式释放出来。
图1．3 汞原子的壳层结构图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
不过，使人们感到有兴趣、可做为能源的核物质，主要是不稳定物质的原子核，特别是那些我们叫做易裂
变元素的原子核。
原子核的结合能
为了弄清这种核能量的来源，我们先要搞清何谓原子核结合能。人们已经能非常精确地知道，某种原子核
中质子和中子的质量。因此，人们可以推算出该原子各种同位素的原子量。但在比较原子核的计算质量和测定
质量数值时，人们发现，计算质量值总是超过测定质量值一个微小差额。一般把这个差额称做原子核的质量亏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
损。
前面提到，一个原子各个组分的质量，可以得到高精确度的测定。原子组分的质量，用一种特殊计量单
位来衡量，叫做质量单位，用U表示。原子组分的质量分别是：
质子：1．0073u
中子：1．0087u
电子：0．0005u因而，我们可以计算出各种化学元素的原子核质量亏损。下面以氦为例加以说明。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
氦：4/2He，原子质量测定值=4．0026u。一个氦原子包含2个质子、2个中子和2个电子，它的计算原子量
是：
2X1．0073=2．0146(质子质量)
2X1．0087=2．0174(中子质量)
2X0．0005=0．0010(电子质量)
原子组分质量和：4．0330u计算得知，氦原子核的质量亏损是0．03u。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
对原子核这个明显的质量差额我们如何解释呢?原因在于一个具有能量的物体，其表观质量总是大于物体
中的物质量。在一般物体中，这种差量是十分微小的，以致不能被测定出来。但对于原子核来说，人们发现，
在核的裂变过程中发射出的亚原子粒子，其质量当量与该粒子的质量相比，是相当可观的。原子核的这种质量
亏损所代表的那部分能量，称为原子核的结合能。原子核的表观质量，小于其所有组分的质量和，所以结合能
的数值是负值。该值代表着原子核的稳定性。表征不同核素相对稳定性的一种实用方法，就是将一种原子核的
结合能，除以该原子核的核子数。所得结果称为每个核子的平均结合能。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
轻质元素，如氢和它的同位素氘，其每个核子的平均结合能是很低的。中等质量元素，如铁和锌的核子平
均结合能数值最大，所以它们是最稳定的物质。重质元素的核子平均结合能数值，则是随原子质量的增加而降
低的。重质原子的结合能，在裂变过程中要释放出来，其数值相当于重核结合能与两种产出核结合能的差值。
与重核相类似，两个轻核聚合成一个较重核的聚变过程，也会有能量释放。在核武器中，就是利用原子核裂变
和聚变这两种过程，来产生爆炸效应的。
裂变过程与链式反应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如上所述，当一个重核裂变，或者说分解成两块近乎相等的核裂碎片时，将有能量释放出来。所释放的能
量如此巨大，是一个进行化学反应而不发生核变化的原子所放出的反应能量的1百万倍。裂变反应是这样实现
的：使一个带有附加能量的中子，打入原子核，破坏核内排斥力与吸引力的平衡状态。这种反应，一般仅限于
那些质量最重的元素。在天然铀矿中含量为0。7％的 U235，是最适宜的裂变材料，在低能中子的轰击下，就
会发生裂变。而在天然铀矿中含量达99．3％的U238，只有在俘获到具有1百万电子伏特(国际代号MeV)或更高
能量的快中子时，才会产生裂变。这两种裂变材料，在核武器的结构设计中，都有重要意义，我们将在后面说
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到。
若想以一个U235原子核的裂变，做为武器来使用，它是没有任何威力的。要成其为核武器，实际需要许许
多多的裂变反应，在短暂的一瞬间，几乎同时放出能量。这个任务，是通过引发所谓链式反应来完成的。
当一个裂变反应发生时，不仅有能量释放，而且还发射出若干个快中子。U235裂变反应产生的快中子平均
数为2．5，Pu239产生的快中子平均数则为3。所产生的每个中子，又会击中另一个U235或Pu239原子核，从而
引发新的裂变，释放出更多的中子。这种中子增殖过程，就是设制核武器时所必须的链式反应。此种过程一直
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到中子损失率超过裂变中子产生率时，才告结束。中子损失的原因，一是由于裂变材料的不断消耗；二是由于
在核武器爆炸时，其表面骤然膨胀而造成的中子泄漏。每一代裂变反应产生的中子数，称做该系统的增殖系数
，用K表示。如果系数K的数值小于1．0，即损失中子数超过裂殖中子数，系统则处于亚临界状态，链式反应不
能持续进行。当K值等于1时，系统被称作临界系统。当K值大于1时，则被称作超临界系统。
图1．4 U235的链式反应
当一枚核武器爆炸时，假如增殖系数K为常数2，裂变反应列将是1，2，4，8，16……。这种链锁裂变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如图1．4所示。倘若发生裂变反应的核物质是1公斤U235，完成这种链锁，反应过程，将会发生大约80代裂变
。在大约1／1000000秒(即 1微秒)内，可产生相当20000吨梯恩梯炸药爆炸时所具有的能量。
裂变材料
天然矿物铀中含U235和U238的比例，大约为1：140。鉴于U238只有在能量超过l百万电子伏特的中子轰击
下才能发生核裂变，并且其裂变反应有许多要受到其他因素的制约而被减慢，故在仅采用U238做为核装药的核
武器中，链式反应不能维持。但是，在天然铀矿中，U235的含量又极小，因此我们应该了解，所谓以铀做为原
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
料制造的核武器，不过是U235所占的比例高些罢了。
核武器还可兼用Pu239和U235两种核材料来制造，但 U235的生产比起Pu239来，在工艺上要困难得多。因
此， U235不是一种实用而又适宜的核武器原料。Pu239大部分是做为核反应堆运行中的副产品生产出来的，所
以价格非常便宜。另外，核武器研制试验表明，Pu239具有不少优于U235的性能。我们可以看到，除早期的核
弹外，Pu239已被广泛应用于现代裂变武器的生产中。
聚变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
大家已经了解，重核的分解会产生高能量。而与之相反的核反应过程即使轻核结合或者说聚合成较重原子
核的过程，也能释放出反应物与产出物两者的结合能相差的那部分能量。
在聚变反应产出物是氦元素的场合，由于氦核的稳定性很高，在发生聚变时，参加反应的每个核子都将释
放出大量的结合能。因此，能量释放是极为可观的。最易于触发的聚变反应是氢的同位素2/1H(氘)与3/1H(氚)
之间发生的核反应。
因此，采用聚变反应原理制造的核武器，被叫做氢弹。乍看起来，这类核武器性能优异，其所用的氢同位
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
素一类的原料又很便宜，可说是再理想不过的了。但必须注意到氢弹热核燃料聚变过程的引发，并不是轻而易举的事。氢核在常温下不能聚合在一起，要想克服在它们彼此紧密靠拢时所出现的强大排斥力，需要用10000电子伏特的能量。这时的温度，相当于10°K。在第一枚原子武器诞生之前，这么高的温度，只有在自然界，即在太阳内部或其他星体上，才会出现。但在今日，在裂变武器装置的爆炸火球小，可再现类似于太阳的高温。因而，—枚裂变武器无疑可做为今天称之为热核装置的核扳机。
最适宜的核聚变反应是：
2/1H+3/1=>4/2He+1/0n+17．6百万电子伏特
氘 氚 氦 中子 能量
这是因为在核爆炸火球温度下，氘与氚反应进行得最快，产生的能量也最多。氘存在于自然界中，，容易
获得。氚也可以通过用中子照射锂而比较方便地得到。这项工作可在核武器装配之前，在核反应堆内进行。另
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
外，也可把锂装入核武器，借助裂变扳机的逸出中子，使锂产生氚。
本章中，我们从化学元素的原子基本结构出发，依次讨论了某些原子的内含能量，和利用这种能量制造核
武器等问题。下一章中，我们将介绍各类核武器的设计结构，并研究那些在制造可以在精确的预定时机达到所
需当量的高效能核武器时，必须考虑到的各种影响因素。核武器及其效应
第一章 基础原子物理学
原子结构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所有物质，都不外乎是由称为化学元素的92种基本物质构成的。这些基本物质存在于自然界。另外还有15
种化学元素，是由人工科学方法制得的。化学元素以气，液，固三种聚集状态存在，有些我们十分熟悉，如氢
气、氧气和氦气。汞和溴是液体，铝、铁和金是金属固体。化学元素的最小微粒称为原子。原子这个词，来源
于希腊文中“a”和“temnein”，意思是不可再分割的物质。尽管它是代表某种元素的最小粒子，但原子本身
仍可再分成更小的组成部分。图1．1所示为所有元素中最轻的元素——氢的原子结构。
图1．1 氢原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
从图上我们看到，氢是由原子核和一个电子构成的。电子围绕原子核不停地运动，宛如一个微观的太阳
系。质量最重的原子是铀原子，它在核能工业中占有重要的地位。比它还要重的，是人工制得的钚原子。一个
重原子的原子核，是由大量称为质子的微粒，和数目相等的、绕质子旋转的电子构成的。此外，原子核里还存
在着数目近乎与质子相同的另一种微粒——中子。
让我们看一下图1．2所示的氦原子结构图。
图1．2 氦原子示意图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
绕核运动的电子带负电荷，与质子所带正电荷刚好平衡。正像它的名字所赋予的意义一样，中子是不带电
的微粒。
我们可以拿原子核内的质子数目来标志各式各样的原子，将其称之为原子序数，用Z表示。例如：
氢=1H
碳：6C
铀：92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
另外，我们还可用质量数(以A表示)进一步标记原子，它是原子核中质子与中子的数目之和。核中质子和
中子统称为核子。
以这两种核子数目为特征的典型核素，或者说原子粒种，通常写成A/Z X的形式。例如：
氢：1/1H
碳：12/6C
铀：238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
同一种元素的每个原子，其质量并不完全一样。大约有70种天然元素有着多种原子形式，称之为同位素。
其他同位素是由人工方法制得的，我们称这些人工同位素，为不稳定同位素或放射性同位素。一般可以把同一
种原子的各种同位素标示成如下形式：
氢：1/1H,2/1H(叫做氘)
碳：12/6C；13/6C
铀：235/92U，238/92U
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
钚：232/94P,239/94Pu,241/94Pu
由此可知，在一个原子内，电子与质子总是数目相等，电量保持平衡，但中子数目却可以有差异。因此，
同位素是由中子数的不同所决定的。核素是由原子核中质子和中子的数目来规定的，我们往往用核素来规定原
子。
前面说过，原子是由原子核和绕核运动的电子组成的。但这些电子，并非是在一个特定平面内环绕原子核
运动的。事实上，它们是在不同层次或壳层中运行的，不同的壳层，分别对应于不同的能级。每一电子壳层中
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，都含有特定数目的电子。一个壳层被电子填满之后，离核较远的一个新的次外壳层又在形成。其形成状况见
图1．3。
在原子中，电子并不是被完全禁锢在原来壳层上的。一但某个电子发生迁移，此电子的位置，将会被处
在次外壳层中的电子，或者来自原子外部的一个电子所取代。这种过程一经发生，必将会有能量以可见光或X
射线的形式释放出来。
图1．3 汞原子的壳层结构图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
不过，使人们感到有兴趣、可做为能源的核物质，主要是不稳定物质的原子核，特别是那些我们叫做易裂
变元素的原子核。
原子核的结合能
为了弄清这种核能量的来源，我们先要搞清何谓原子核结合能。人们已经能非常精确地知道，某种原子核
中质子和中子的质量。因此，人们可以推算出该原子各种同位素的原子量。但在比较原子核的计算质量和测定
质量数值时，人们发现，计算质量值总是超过测定质量值一个微小差额。一般把这个差额称做原子核的质量亏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
损。
前面提到，一个原子各个组分的质量，可以得到高精确度的测定。原子组分的质量，用一种特殊计量单
位来衡量，叫做质量单位，用U表示。原子组分的质量分别是：
质子：1．0073u
中子：1．0087u
电子：0．0005u因而，我们可以计算出各种化学元素的原子核质量亏损。下面以氦为例加以说明。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
氦：4/2He，原子质量测定值=4．0026u。一个氦原子包含2个质子、2个中子和2个电子，它的计算原子量
是：
2X1．0073=2．0146(质子质量)
2X1．0087=2．0174(中子质量)
2X0．0005=0．0010(电子质量)
原子组分质量和：4．0330u计算得知，氦原子核的质量亏损是0．03u。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
对原子核这个明显的质量差额我们如何解释呢?原因在于一个具有能量的物体，其表观质量总是大于物体
中的物质量。在一般物体中，这种差量是十分微小的，以致不能被测定出来。但对于原子核来说，人们发现，
在核的裂变过程中发射出的亚原子粒子，其质量当量与该粒子的质量相比，是相当可观的。原子核的这种质量
亏损所代表的那部分能量，称为原子核的结合能。原子核的表观质量，小于其所有组分的质量和，所以结合能
的数值是负值。该值代表着原子核的稳定性。表征不同核素相对稳定性的一种实用方法，就是将一种原子核的
结合能，除以该原子核的核子数。所得结果称为每个核子的平均结合能。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
轻质元素，如氢和它的同位素氘，其每个核子的平均结合能是很低的。中等质量元素，如铁和锌的核子平
均结合能数值最大，所以它们是最稳定的物质。重质元素的核子平均结合能数值，则是随原子质量的增加而降
低的。重质原子的结合能，在裂变过程中要释放出来，其数值相当于重核结合能与两种产出核结合能的差值。
与重核相类似，两个轻核聚合成一个较重核的聚变过程，也会有能量释放。在核武器中，就是利用原子核裂变
和聚变这两种过程，来产生爆炸效应的。
裂变过程与链式反应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如上所述，当一个重核裂变，或者说分解成两块近乎相等的核裂碎片时，将有能量释放出来。所释放的能
量如此巨大，是一个进行化学反应而不发生核变化的原子所放出的反应能量的1百万倍。裂变反应是这样实现
的：使一个带有附加能量的中子，打入原子核，破坏核内排斥力与吸引力的平衡状态。这种反应，一般仅限于
那些质量最重的元素。在天然铀矿中含量为0。7％的 U235，是最适宜的裂变材料，在低能中子的轰击下，就
会发生裂变。而在天然铀矿中含量达99．3％的U238，只有在俘获到具有1百万电子伏特(国际代号MeV)或更高
能量的快中子时，才会产生裂变。这两种裂变材料，在核武器的结构设计中，都有重要意义，我们将在后面说
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到。
若想以一个U235原子核的裂变，做为武器来使用，它是没有任何威力的。要成其为核武器，实际需要许许
多多的裂变反应，在短暂的一瞬间，几乎同时放出能量。这个任务，是通过引发所谓链式反应来完成的。
当一个裂变反应发生时，不仅有能量释放，而且还发射出若干个快中子。U235裂变反应产生的快中子平均
数为2．5，Pu239产生的快中子平均数则为3。所产生的每个中子，又会击中另一个U235或Pu239原子核，从而
引发新的裂变，释放出更多的中子。这种中子增殖过程，就是设制核武器时所必须的链式反应。此种过程一直
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
到中子损失率超过裂变中子产生率时，才告结束。中子损失的原因，一是由于裂变材料的不断消耗；二是由于
在核武器爆炸时，其表面骤然膨胀而造成的中子泄漏。每一代裂变反应产生的中子数，称做该系统的增殖系数
，用K表示。如果系数K的数值小于1．0，即损失中子数超过裂殖中子数，系统则处于亚临界状态，链式反应不
能持续进行。当K值等于1时，系统被称作临界系统。当K值大于1时，则被称作超临界系统。
图1．4 U235的链式反应
当一枚核武器爆炸时，假如增殖系数K为常数2，裂变反应列将是1，2，4，8，16……。这种链锁裂变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
如图1．4所示。倘若发生裂变反应的核物质是1公斤U235，完成这种链锁，反应过程，将会发生大约80代裂变
。在大约1／1000000秒(即 1微秒)内，可产生相当20000吨梯恩梯炸药爆炸时所具有的能量。
裂变材料
天然矿物铀中含U235和U238的比例，大约为1：140。鉴于U238只有在能量超过l百万电子伏特的中子轰击
下才能发生核裂变，并且其裂变反应有许多要受到其他因素的制约而被减慢，故在仅采用U238做为核装药的核
武器中，链式反应不能维持。但是，在天然铀矿中，U235的含量又极小，因此我们应该了解，所谓以铀做为原
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
料制造的核武器，不过是U235所占的比例高些罢了。
核武器还可兼用Pu239和U235两种核材料来制造，但 U235的生产比起Pu239来，在工艺上要困难得多。因
此， U235不是一种实用而又适宜的核武器原料。Pu239大部分是做为核反应堆运行中的副产品生产出来的，所
以价格非常便宜。另外，核武器研制试验表明，Pu239具有不少优于U235的性能。我们可以看到，除早期的核
弹外，Pu239已被广泛应用于现代裂变武器的生产中。
聚变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
大家已经了解，重核的分解会产生高能量。而与之相反的核反应过程即使轻核结合或者说聚合成较重原子
核的过程，也能释放出反应物与产出物两者的结合能相差的那部分能量。
在聚变反应产出物是氦元素的场合，由于氦核的稳定性很高，在发生聚变时，参加反应的每个核子都将释
放出大量的结合能。因此，能量释放是极为可观的。最易于触发的聚变反应是氢的同位素2/1H(氘)与3/1H(氚)
之间发生的核反应。
因此，采用聚变反应原理制造的核武器，被叫做氢弹。乍看起来，这类核武器性能优异，其所用的氢同位
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
素一类的原料又很便宜，可说是再理想不过的了。但必须注意到氢弹热核燃料聚变过程的引发，并不是轻而易举的事。氢核在常温下不能聚合在一起，要想克服在它们彼此紧密靠拢时所出现的强大排斥力，需要用10000电子伏特的能量。这时的温度，相当于10°K。在第一枚原子武器诞生之前，这么高的温度，只有在自然界，即在太阳内部或其他星体上，才会出现。但在今日，在裂变武器装置的爆炸火球小，可再现类似于太阳的高温。因而，—枚裂变武器无疑可做为今天称之为热核装置的核扳机。
最适宜的核聚变反应是：
2/1H+3/1=>4/2He+1/0n+17．6百万电子伏特
氘 氚 氦 中子 能量
这是因为在核爆炸火球温度下，氘与氚反应进行得最快，产生的能量也最多。氘存在于自然界中，，容易
获得。氚也可以通过用中子照射锂而比较方便地得到。这项工作可在核武器装配之前，在核反应堆内进行。另
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
外，也可把锂装入核武器，借助裂变扳机的逸出中子，使锂产生氚。
本章中，我们从化学元素的原子基本结构出发，依次讨论了某些原子的内含能量，和利用这种能量制造核
武器等问题。下一章中，我们将介绍各类核武器的设计结构，并研究那些在制造可以在精确的预定时机达到所
需当量的高效能核武器时，必须考虑到的各种影响因素。
]]
]]
]]
核武器及其效应(五)
第五章 核辐射效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的一般特性
在核武器的所有毁伤效应中，一般为军人所最难理解的，就是核辐射效应。在学习核武器的其他各种效应
时，可联系使用他种兵器的经验和以往参加战斗所耳闻口睹的经历。只有核辐射，它不仅是一种看不见、摸不
着、无形中致人于死地的杀人手段，而且它还在其他各种效应不复存在以后的很长一段时间内，继续破坏器材
装备。具有军事意义的核辐射一共有四种。
第—种核辐射的危害性最小，称为a[阿尔法]辐射。a粒子是氦原子的原子核，是由两个质子和两个中子构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成的。在原子标度上它的质量数是4，带2个正电荷。
a辐射十只有轻微的穿透能力，一单张纸即能将其阻挡住。a射线对物质没有明显的破坏效果，只有当a放
射性物质经过呼吸道、消化道，或者通过伤口进入体内时，方会对人员产生危害。其危害是a射线的体内照射
，将对人体组织产生长期损伤作用。核弹头小的核裂变材料具有a放射性，但这种放射性没有多大军事意义。
第二种核辐射所携带的能量略微大一些，叫做b[贝塔]辐射。b辐射是由b粒子流，即电子流组成的。b粒子
的质量极小，可忽略不计，带一个单位负电荷。这类核辐射的穿透本领也同样很小。能量最大的b粒子，在空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气中也仅能传播数米远，刚刚能穿透皮肤。尽管b辐射在一些情况下，能灼伤人的皮肤，但这种核辐射的军事
意义也是微乎其微的。
第三种核辐射，我们把它称做y[伽玛]辐射。它与前两种核辐射不同，y辐射不是由粒子流构成的，而是由
形同X射线的电磁波组 成的。它的波长比X射线要短，但穿透能力较强。y辐射在空气中能够传播几千米，可以
穿过诸如金属和砖石结构建筑物之类的密实物体，但其自身强度也会因此而被削弱。这种核辐射，对人员和军
事装备具有极大的军事杀伤破坏作用。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
最后一种核辐射，人们称之为中子辐射。在第一章基础知识中，我们对中子已做过介绍。它是一种具有单
位质量数的粒子，不带电荷。中子是除了氢以外的所有原子的原子核组成部分。中子的穿透能力与y射线相近
，在军事上也有重要意义。
测量单位
拉德，是目标吸收核辐射能量的单位。它的定义是，任何一克受照物质所吸收核辐射能量为100尔格时，
辐射剂量即为1拉德。拉德是军事上公认的核辐射剂量单位、它是通过核辐射在1克目标物质上所产生的效应，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
来衡量核辐射大小的。由此可见，以拉德为单位的积累能量，将出现在暴露于核辐射下的每克目标物质中。核
辐射对目标的总效应，不仅取决于吸收剂量的多少，而且还取决于目标的辐照面积。目前，世界上正在推行一
种新的核辐射剂量国际单位，它最终将取代目前广泛使用的拉德。这个新国际单位叫做戈瑞。它的定义是，每
1千克受照物质吸收1焦耳核辐射能时，其核幅射剂量称为1戈瑞。因此， 1戈瑞等于 100拉德。
核辐射对物质材料的效应
在军事上，a辐射和b辐射不会产生重大的作用。但是，由 y辐射所引起的电离作用。可以影响物质材料的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
物理性能，尤其是它们的电性能。
中子和物质间的相互作用较为复杂，因为它与y辐射不同， y辐射是与目标物质原子里的电子发生作用的
，而中子却是与这些原子的原子核发生作用的。中子与原子核发生碰撞的结果，可能会把中子弹射向别处，在
这个过程中， 中子的前进速度被减慢。同时，中子也可能占据目标物质原子原来的位置。
另外，中子还可能被原子核吸收掉。原子核吸收中子后，就要释放出y射线，并且由于结构上加入了额外
的中子，原来的原子核将转变成另外一种同位素。所生成的同位素通常是放射性的，因此在其以后的蜕变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中，会进一步放出射线。
一般来说，y辐射也好， 中子辐射也好，在军事应用上的意义，仅仅是对某些半导体元器件的电性能产生
影响。如果要对这类材料的结构强度起到破坏作用，所需要的核辐射剂量是很大的。而在此时，任何电子技术
装备都会被作用范围更大的冲击波所摧毁。
核辐射的类型
在军事上，把核爆炸所产生的核辐射简便地分为两个问题来加以研究：一是瞬时核辐射，一是剩余核辐射
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。瞬时核辐射是指在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。剩余核辐射是指在核爆炸1分钟后所放出的各种射线
，它通常是由放射性沉降物形成的。
瞬时核辐射
瞬时核辐射的定义是，在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。我们可回忆起，核爆炸所放射出的射线种
类是很多的，其中有军事意义的只有两种：一种是y辐射，一种是中子辐射。
y辐射的成分，产生于不同的来源。核武器的初始裂变反应，可以引起y辐射。不过，它所释放出的y射线
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，大部分会被核弹头的核裂碎片所吸收。y辐射还来源于裂变产物的蜕变。裂变产物形成之时，便是其蜕变的
开始。这种y辐射，在裂变反应后的瞬间是极其强烈的。y辐射的最后—种来源，是核弹头核裂碎片的中子感生
放射性，以及周围大气分子尤其是氮分子的中子感生放射性。
中子辐射的组分，是核弹头裂变过程和聚变过程所产生的中子，出现在核爆炸第一个微秒前后。在这些中
子来源中，裂变产物的蜕变和中子感生放射性，将会无限期地持续下去，从而也构成了剩余核辐射的一部分。
在核爆炸后第一分钟终了时，爆炸火球已上升到距离地面足够远的地方，空气屏蔽作用使得由火球直接发出的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射，对于地面目标来说，已经不构成军事威胁了。这个事实，也是我们确定瞬时核辐射阶段以一分钟为限
的客观基础。
目标接受到的瞬时核辐射剂量，取决于目标距爆炸点的距离，以及空气的散射与吸收。这些因素统称核辐
射传播的路径效应。影响目标吸收剂量的，还有其他一些因素，例如，核辐射传播速率的快慢、照射时间的长
短以及可以使目标得到防护的屏蔽作用。
传播路径效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
随着距爆炸点距离的增加，目标受到的辐照剂量，将在两个因素的同时作用下而减少。第一个因素是，瞬
时核辐射的强度，将会象热辐射那样遵循平方反比定律，随着距离的增加而减少。例如，在距爆炸点两英里处
，核辐射强度仅是1英里处的 1／4。第二个因素是，在核辐射穿过空气的路程中，射线由于和空气分子发生碰
撞，因而向四面八方散射。在碰撞过程中，虽然空气分子在吸收一部分中子的同时，也辐射出相应的y射线，
但其结果是使核辐射能量减少，并且还吸收了一部分y射线。
在比较稠密的空气中，射线与空气分子的碰撞更为频繁，因为射线在穿过空气的路程上，会碰到更多的空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气分子。大气压力 的涨落，对于空气散射或者吸收射线的数量不会有重大影响。但是，由于冲击波在爆炸点
与目标之间，简直象一堵高压空气巨墙在移动，因而冲击波对于y辐射剂量产生了极为显著的影响。中子流在
冲击波到来之前已发射完毕，因此中子辐射剂量不会受到影响。与处在正常周围大气压下的空气中相比，核辐
射同空气分子的碰撞，在冲击波正压相期间较为频繁，正负压相期间较为稀疏。由于负压相持续时间较正压相
为长，其净结果是核辐射在冲击波情况下的透射，大于在常压空气中的透射。鉴于压力相的长短随爆炸当量的
增加而增加，冲击波对核辐射的强化效应就变得更加明显，而且照射到目标上的核辐射数量有更大比例的增长
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
图5．1给出了1千吨当量核爆炸时。核辐射剂量与距爆炸中心斜线距离的函数关系。由图上我们看到，在
距爆炸中心较近的地方。中子流在核辐射效应中占主要地位。而在较远的距离上，中子逐步地被吸收掉，这种
吸收效应使y辐射的剂量逐步增大。
对于超过10千吨当量的核爆炸来说， 由于其冲击波负压相持续时间较长。相应的空气吸收效应较小，因
此必须引入一个修正量。对于y射线剂量必须引用图5．2 中的换算系数。例如，如要计算100千吨当量核爆炸
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的y辐射效应。应依据1千吨当量核爆炸的辐射效应图，按以下步骤进行计算：
由图上查得，距1千吨当量核爆炸中心斜线距离为2公里的地方，y辐射剂量为1．3拉德、查阅图5．2中的
曲线，对于100千吨当量的核爆炸来说，可读到换算系数为130。
故此，距100千吨当量爆炸中心斜线距离2公里处的y辐射剂量为1．3*130拉德=169拉德。
图5．1 1千吨当量空中爆炸的瞬时核辐射效应
图5．2 瞬时y辐射剂量随核弹头当量而改变的换算关系图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
传递速率与照射时间
在中子辐射剂量具有军事意义的作用范围内，未被大气吸收的中子流，可在几分之一秒的时间内照射到目
标上，在这么短的时间内，要采取回避动作是不现实的。
不过，对y辐射的回避动作，在爆炸火球上升从而超出其作用距离之前，倒可能是安全有效的，这是因为y
辐射的持续时间较长。而且，在放射出较大剂量的距离上，这种效应对于高爆炸当量的弹头来说，较之低爆炸
当量的弹头，要来得显著。表5．1列出的典型效应试验结果，可以从数量上清楚地说明这个问题。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
表5．1 瞬时y辐射剂量传递速率的典型效应试验结果
从这个表格中我们可以领会到，在意识到发生了核爆炸的一瞬间，最好是立即采取就便的荫蔽措施，切忌
向距离较远的良好掩蔽处所转移。从而浪费了宝贵时间。换算定律
在计算瞬时核辐射效应时，为了能根据1千吨当量爆炸的关系曲线，换算出另一个爆炸当量的效应值，可
以采用以下基本定律：
I1/I2=W1/W2
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
式中，I1和I2表示爆炸当量分别为W1和W2的核弹头，在相同斜线距离内，所放出的核辐射剂量。
这个换算定律，不仅没有考虑核弹头内部构造上的差异，也
没有考虑高当量核弹头由于冲击波较强而带来的空气散射与吸收上的差值。对于后一种差异给总剂量中y辐射
部分所带来的影响，可利用图5．2中所列的换算系数加以修正。
下面举例加以说明。试估算一下100千吨当量核爆炸，在距离1．0公里处的瞬时核辐射剂量。由图5.1上我
们查得， 1千吨当量核爆炸在这个作用距离上，y辐射的剂量为100拉德，中子辐射的剂量也是100拉德，因此
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
总辐射剂量为200拉德。我们又从图5．2上读到，y辐射剂量的换算系数为130，因此100千吨当量核爆炸将向目
标投射的y辐射能量为： 130*100=13000拉德。
依据基本换算定律，中子辐射剂量是：
(I1/I2)=(W1/W2)
100/I2=1/100
I2=10000拉德
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所以，核辐射总剂量为： 13000(y辐射)+10000(中子辐射)=23000拉德。
核辐射对电子设备的效应
如前所述，所谓核辐射对物质材料的效应，主要是对电子元器件的效应。这种损伤效应的主要来源仍如前
述，是y射线和中子流。在核武器战术使用的条件下，这类核辐射可以达到1000拉德的数量级，并以较短的强
脉冲形式向外发射。特别是y射线，在总辐射剂量约为1000拉德的场合，其y射线的峰值剂量率可高达每秒钟
109拉德。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在战场上，这类瞬时辐射脉冲可能会对两类体系即人与半导体发生作用。对后者的损伤作用，称做电子元
器件的瞬时辐照效应，通常缩写成TREE。由于核辐射的两类射线对半导体装置的损伤作用一般是不同的，我们
下面分别予以讨论。
y射线的效应
当y射线与各种物质材料发生互相作用时，会使物质材料内部产生快电子。由于快电子的运动，通过原子
撞出二次电子，从而使物质原子发生电离。在半导体中，这种电离作用的结果，产生了电子-空穴对，因而形
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成了光电流。光电流对晶体管具有灾难性的损伤作用。会使晶体管军事技术装备中的装置或元器件失效。即使
不出现这类严重后果，由于双稳线路的稳态工作受到干扰，电源实际上发生短路，在集成电路中将会出现“闭
锁”现象。就目前来说，切实可行、安全有效的电子设备屏蔽方法，还是不多见的。因此，对于不允许出现工
作失灵或容易产生永久性损坏的电子设备，最好采取某种加固或者瞬时回避的保护方法。
加固电路的保护方法包括：在电路中避免使用可控硅整流器以及其他对核辐射特别敏感的装置；利用产生
电子-空穴对较少的硅半导体元器件取代锗半导体元器件；在可能会出现短路的电路上。加入极限电阻器。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
瞬时回避的防护方法是在回路中增加快核辐射探测器，以便在y脉冲发生干扰期间，使电路暂停工作。
中子流效应
中子脉冲虽然不会使半导体材料产生较为显著的光电流，但是却会使处在半导体晶格内的原子发生迁移，
从而对电子装置的工作特性产生严重的永久性效应。其确切损伤机制是十分复杂的，但最终结果是在禁带宽度
上发生了空穴与电子的深度复合，或者是形成了许多俘获中心。由于这些情况的发生，使多数载流 子的浓度
有所下降，并且使少数载流子的寿命有所降低。其最终效应，是使半导体二极管的正向电压降加大，使反向漏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
电流增高，并使晶体管的放大系数降低。
防护中子损伤的加固措施包括：选用抗中子辐射能力较强的电子元器件。最好采用由锗材料制造并将基区
做得很窄的管子。这就使得基区的少数载流子寿命变得很短。这类高频晶体管所受到的损伤作用，比起低频晶
体管和功率晶体管来，要小得多。采用负反馈等电子技术，可以降低电路对晶体三极管工作参数的依赖性。
如果对y射线和中子流这两种核辐射，未能采取加固防护措施，那么通信系统有可能出现暂时性或长久性
中断。更为严重的是，可能会使电子计算机的数据存储搞乱搞错。这种损伤作用，很类似电磁脉冲的效应。关
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
第五章 核辐射效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的一般特性
在核武器的所有毁伤效应中，一般为军人所最难理解的，就是核辐射效应。在学习核武器的其他各种效应
时，可联系使用他种兵器的经验和以往参加战斗所耳闻口睹的经历。只有核辐射，它不仅是一种看不见、摸不
着、无形中致人于死地的杀人手段，而且它还在其他各种效应不复存在以后的很长一段时间内，继续破坏器材
装备。具有军事意义的核辐射一共有四种。
第—种核辐射的危害性最小，称为a[阿尔法]辐射。a粒子是氦原子的原子核，是由两个质子和两个中子构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成的。在原子标度上它的质量数是4，带2个正电荷。
a辐射十只有轻微的穿透能力，一单张纸即能将其阻挡住。a射线对物质没有明显的破坏效果，只有当a放
射性物质经过呼吸道、消化道，或者通过伤口进入体内时，方会对人员产生危害。其危害是a射线的体内照射
，将对人体组织产生长期损伤作用。核弹头小的核裂变材料具有a放射性，但这种放射性没有多大军事意义。
第二种核辐射所携带的能量略微大一些，叫做b[贝塔]辐射。b辐射是由b粒子流，即电子流组成的。b粒子
的质量极小，可忽略不计，带一个单位负电荷。这类核辐射的穿透本领也同样很小。能量最大的b粒子，在空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气中也仅能传播数米远，刚刚能穿透皮肤。尽管b辐射在一些情况下，能灼伤人的皮肤，但这种核辐射的军事
意义也是微乎其微的。
第三种核辐射，我们把它称做y[伽玛]辐射。它与前两种核辐射不同，y辐射不是由粒子流构成的，而是由
形同X射线的电磁波组 成的。它的波长比X射线要短，但穿透能力较强。y辐射在空气中能够传播几千米，可以
穿过诸如金属和砖石结构建筑物之类的密实物体，但其自身强度也会因此而被削弱。这种核辐射，对人员和军
事装备具有极大的军事杀伤破坏作用。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
最后一种核辐射，人们称之为中子辐射。在第一章基础知识中，我们对中子已做过介绍。它是一种具有单
位质量数的粒子，不带电荷。中子是除了氢以外的所有原子的原子核组成部分。中子的穿透能力与y射线相近
，在军事上也有重要意义。
测量单位
拉德，是目标吸收核辐射能量的单位。它的定义是，任何一克受照物质所吸收核辐射能量为100尔格时，
辐射剂量即为1拉德。拉德是军事上公认的核辐射剂量单位、它是通过核辐射在1克目标物质上所产生的效应，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
来衡量核辐射大小的。由此可见，以拉德为单位的积累能量，将出现在暴露于核辐射下的每克目标物质中。核
辐射对目标的总效应，不仅取决于吸收剂量的多少，而且还取决于目标的辐照面积。目前，世界上正在推行一
种新的核辐射剂量国际单位，它最终将取代目前广泛使用的拉德。这个新国际单位叫做戈瑞。它的定义是，每
1千克受照物质吸收1焦耳核辐射能时，其核幅射剂量称为1戈瑞。因此， 1戈瑞等于 100拉德。
核辐射对物质材料的效应
在军事上，a辐射和b辐射不会产生重大的作用。但是，由 y辐射所引起的电离作用。可以影响物质材料的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
物理性能，尤其是它们的电性能。
中子和物质间的相互作用较为复杂，因为它与y辐射不同， y辐射是与目标物质原子里的电子发生作用的
，而中子却是与这些原子的原子核发生作用的。中子与原子核发生碰撞的结果，可能会把中子弹射向别处，在
这个过程中， 中子的前进速度被减慢。同时，中子也可能占据目标物质原子原来的位置。
另外，中子还可能被原子核吸收掉。原子核吸收中子后，就要释放出y射线，并且由于结构上加入了额外
的中子，原来的原子核将转变成另外一种同位素。所生成的同位素通常是放射性的，因此在其以后的蜕变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中，会进一步放出射线。
一般来说，y辐射也好， 中子辐射也好，在军事应用上的意义，仅仅是对某些半导体元器件的电性能产生
影响。如果要对这类材料的结构强度起到破坏作用，所需要的核辐射剂量是很大的。而在此时，任何电子技术
装备都会被作用范围更大的冲击波所摧毁。
核辐射的类型
在军事上，把核爆炸所产生的核辐射简便地分为两个问题来加以研究：一是瞬时核辐射，一是剩余核辐射
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。瞬时核辐射是指在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。剩余核辐射是指在核爆炸1分钟后所放出的各种射线
，它通常是由放射性沉降物形成的。
瞬时核辐射
瞬时核辐射的定义是，在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。我们可回忆起，核爆炸所放射出的射线种
类是很多的，其中有军事意义的只有两种：一种是y辐射，一种是中子辐射。
y辐射的成分，产生于不同的来源。核武器的初始裂变反应，可以引起y辐射。不过，它所释放出的y射线
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，大部分会被核弹头的核裂碎片所吸收。y辐射还来源于裂变产物的蜕变。裂变产物形成之时，便是其蜕变的
开始。这种y辐射，在裂变反应后的瞬间是极其强烈的。y辐射的最后—种来源，是核弹头核裂碎片的中子感生
放射性，以及周围大气分子尤其是氮分子的中子感生放射性。
中子辐射的组分，是核弹头裂变过程和聚变过程所产生的中子，出现在核爆炸第一个微秒前后。在这些中
子来源中，裂变产物的蜕变和中子感生放射性，将会无限期地持续下去，从而也构成了剩余核辐射的一部分。
在核爆炸后第一分钟终了时，爆炸火球已上升到距离地面足够远的地方，空气屏蔽作用使得由火球直接发出的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射，对于地面目标来说，已经不构成军事威胁了。这个事实，也是我们确定瞬时核辐射阶段以一分钟为限
的客观基础。
目标接受到的瞬时核辐射剂量，取决于目标距爆炸点的距离，以及空气的散射与吸收。这些因素统称核辐
射传播的路径效应。影响目标吸收剂量的，还有其他一些因素，例如，核辐射传播速率的快慢、照射时间的长
短以及可以使目标得到防护的屏蔽作用。
传播路径效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
随着距爆炸点距离的增加，目标受到的辐照剂量，将在两个因素的同时作用下而减少。第一个因素是，瞬
时核辐射的强度，将会象热辐射那样遵循平方反比定律，随着距离的增加而减少。例如，在距爆炸点两英里处
，核辐射强度仅是1英里处的 1／4。第二个因素是，在核辐射穿过空气的路程中，射线由于和空气分子发生碰
撞，因而向四面八方散射。在碰撞过程中，虽然空气分子在吸收一部分中子的同时，也辐射出相应的y射线，
但其结果是使核辐射能量减少，并且还吸收了一部分y射线。
在比较稠密的空气中，射线与空气分子的碰撞更为频繁，因为射线在穿过空气的路程上，会碰到更多的空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气分子。大气压力 的涨落，对于空气散射或者吸收射线的数量不会有重大影响。但是，由于冲击波在爆炸点
与目标之间，简直象一堵高压空气巨墙在移动，因而冲击波对于y辐射剂量产生了极为显著的影响。中子流在
冲击波到来之前已发射完毕，因此中子辐射剂量不会受到影响。与处在正常周围大气压下的空气中相比，核辐
射同空气分子的碰撞，在冲击波正压相期间较为频繁，正负压相期间较为稀疏。由于负压相持续时间较正压相
为长，其净结果是核辐射在冲击波情况下的透射，大于在常压空气中的透射。鉴于压力相的长短随爆炸当量的
增加而增加，冲击波对核辐射的强化效应就变得更加明显，而且照射到目标上的核辐射数量有更大比例的增长
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
图5．1给出了1千吨当量核爆炸时。核辐射剂量与距爆炸中心斜线距离的函数关系。由图上我们看到，在
距爆炸中心较近的地方。中子流在核辐射效应中占主要地位。而在较远的距离上，中子逐步地被吸收掉，这种
吸收效应使y辐射的剂量逐步增大。
对于超过10千吨当量的核爆炸来说， 由于其冲击波负压相持续时间较长。相应的空气吸收效应较小，因
此必须引入一个修正量。对于y射线剂量必须引用图5．2 中的换算系数。例如，如要计算100千吨当量核爆炸
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的y辐射效应。应依据1千吨当量核爆炸的辐射效应图，按以下步骤进行计算：
由图上查得，距1千吨当量核爆炸中心斜线距离为2公里的地方，y辐射剂量为1．3拉德、查阅图5．2中的
曲线，对于100千吨当量的核爆炸来说，可读到换算系数为130。
故此，距100千吨当量爆炸中心斜线距离2公里处的y辐射剂量为1．3*130拉德=169拉德。
图5．1 1千吨当量空中爆炸的瞬时核辐射效应
图5．2 瞬时y辐射剂量随核弹头当量而改变的换算关系图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
传递速率与照射时间
在中子辐射剂量具有军事意义的作用范围内，未被大气吸收的中子流，可在几分之一秒的时间内照射到目
标上，在这么短的时间内，要采取回避动作是不现实的。
不过，对y辐射的回避动作，在爆炸火球上升从而超出其作用距离之前，倒可能是安全有效的，这是因为y
辐射的持续时间较长。而且，在放射出较大剂量的距离上，这种效应对于高爆炸当量的弹头来说，较之低爆炸
当量的弹头，要来得显著。表5．1列出的典型效应试验结果，可以从数量上清楚地说明这个问题。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
表5．1 瞬时y辐射剂量传递速率的典型效应试验结果
从这个表格中我们可以领会到，在意识到发生了核爆炸的一瞬间，最好是立即采取就便的荫蔽措施，切忌
向距离较远的良好掩蔽处所转移。从而浪费了宝贵时间。换算定律
在计算瞬时核辐射效应时，为了能根据1千吨当量爆炸的关系曲线，换算出另一个爆炸当量的效应值，可
以采用以下基本定律：
I1/I2=W1/W2
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
式中，I1和I2表示爆炸当量分别为W1和W2的核弹头，在相同斜线距离内，所放出的核辐射剂量。
这个换算定律，不仅没有考虑核弹头内部构造上的差异，也
没有考虑高当量核弹头由于冲击波较强而带来的空气散射与吸收上的差值。对于后一种差异给总剂量中y辐射
部分所带来的影响，可利用图5．2中所列的换算系数加以修正。
下面举例加以说明。试估算一下100千吨当量核爆炸，在距离1．0公里处的瞬时核辐射剂量。由图5.1上我
们查得， 1千吨当量核爆炸在这个作用距离上，y辐射的剂量为100拉德，中子辐射的剂量也是100拉德，因此
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
总辐射剂量为200拉德。我们又从图5．2上读到，y辐射剂量的换算系数为130，因此100千吨当量核爆炸将向目
标投射的y辐射能量为： 130*100=13000拉德。
依据基本换算定律，中子辐射剂量是：
(I1/I2)=(W1/W2)
100/I2=1/100
I2=10000拉德
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所以，核辐射总剂量为： 13000(y辐射)+10000(中子辐射)=23000拉德。
核辐射对电子设备的效应
如前所述，所谓核辐射对物质材料的效应，主要是对电子元器件的效应。这种损伤效应的主要来源仍如前
述，是y射线和中子流。在核武器战术使用的条件下，这类核辐射可以达到1000拉德的数量级，并以较短的强
脉冲形式向外发射。特别是y射线，在总辐射剂量约为1000拉德的场合，其y射线的峰值剂量率可高达每秒钟
109拉德。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在战场上，这类瞬时辐射脉冲可能会对两类体系即人与半导体发生作用。对后者的损伤作用，称做电子元
器件的瞬时辐照效应，通常缩写成TREE。由于核辐射的两类射线对半导体装置的损伤作用一般是不同的，我们
下面分别予以讨论。
y射线的效应
当y射线与各种物质材料发生互相作用时，会使物质材料内部产生快电子。由于快电子的运动，通过原子
撞出二次电子，从而使物质原子发生电离。在半导体中，这种电离作用的结果，产生了电子-空穴对，因而形
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成了光电流。光电流对晶体管具有灾难性的损伤作用。会使晶体管军事技术装备中的装置或元器件失效。即使
不出现这类严重后果，由于双稳线路的稳态工作受到干扰，电源实际上发生短路，在集成电路中将会出现“闭
锁”现象。就目前来说，切实可行、安全有效的电子设备屏蔽方法，还是不多见的。因此，对于不允许出现工
作失灵或容易产生永久性损坏的电子设备，最好采取某种加固或者瞬时回避的保护方法。
加固电路的保护方法包括：在电路中避免使用可控硅整流器以及其他对核辐射特别敏感的装置；利用产生
电子-空穴对较少的硅半导体元器件取代锗半导体元器件；在可能会出现短路的电路上。加入极限电阻器。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
瞬时回避的防护方法是在回路中增加快核辐射探测器，以便在y脉冲发生干扰期间，使电路暂停工作。
中子流效应
中子脉冲虽然不会使半导体材料产生较为显著的光电流，但是却会使处在半导体晶格内的原子发生迁移，
从而对电子装置的工作特性产生严重的永久性效应。其确切损伤机制是十分复杂的，但最终结果是在禁带宽度
上发生了空穴与电子的深度复合，或者是形成了许多俘获中心。由于这些情况的发生，使多数载流 子的浓度
有所下降，并且使少数载流子的寿命有所降低。其最终效应，是使半导体二极管的正向电压降加大，使反向漏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
电流增高，并使晶体管的放大系数降低。
防护中子损伤的加固措施包括：选用抗中子辐射能力较强的电子元器件。最好采用由锗材料制造并将基区
做得很窄的管子。这就使得基区的少数载流子寿命变得很短。这类高频晶体管所受到的损伤作用，比起低频晶
体管和功率晶体管来，要小得多。采用负反馈等电子技术，可以降低电路对晶体三极管工作参数的依赖性。
如果对y射线和中子流这两种核辐射，未能采取加固防护措施，那么通信系统有可能出现暂时性或长久性
中断。更为严重的是，可能会使电子计算机的数据存储搞乱搞错。这种损伤作用，很类似电磁脉冲的效应。关
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
于电磁脉冲，我们将在第七章中具体介绍，但其效应是有局限性的。
核辐射对玻璃的效应
核辐射对电子元器件的瞬时辐照效应，是与它对玻璃和金属的效应密切相关的。核辐射会使玻璃的颜色发
生改变，从而引起光线传播中的损失。玻璃愈厚，这种损失愈大。核武器所发出的瞬时核辐射，可使某些光学
装置，例如观测仪器和各种瞄准器，出现各种技术问题，使正常作业发生严重困难。但更为重要的是，核辐射
可使光导纤维线路产生不透明效应。人们曾经设想，采用光导纤维线路代替电缆用于线路传输，以避免电磁脉
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
冲的干扰。然而对于它们的辐射敏感性仍存在疑问，目前正在进行大量的研究工作，以减轻此种效应。
核辐射对人体的效应
构成生命的基本单元是细胞。每个细胞都是一个高级的复杂系统，其平均直径只有10-5米。细胞基本上是
由两部分组成的，一是细胞核， 一是细胞质。细胞核内染色体的基本结构，是由基因组成的。其功能是控制
细胞的繁殖和细胞质的活动。细胞质是细胞的动力工厂，它可把食物转化成能量和简单分子。
所有动物的生长发育，都是通过细胞的增殖来实现的。细胞数目的增加，是细胞分裂的结果。这种细胞分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
裂过程，称之为有丝分裂。核辐射对细胞核的损伤作用，是可使它分裂细胞的功能减弱。正常的有丝分裂如果
受到这种作用，最终可能会引起细胞死亡。核辐射对细胞的另一种损伤作用，是使基因发生交替变化，但细胞
仍能进行有丝分裂。如果这种细胞是繁殖细胞(或生殖细胞)，那么这种损伤作用将产生卜分严重的后果。
由于细胞的特殊恢复机理，核辐射对生物机体的杀伤作用，不仅取决于总的核辐射剂量，而且取决于接受
射线辐照的速率。
人体组织受到核辐射的照射后，会受到电离作用的损伤。这种损伤作用，使人体的大多数细胞在组成和功
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
能两方面都受到影响。然而，核辐射电离作用的生物学后果，不仅取决于肌体组织所吸收能量的多少(即多少
拉德的吸收剂量)，而且还取决于核辐射引起细胞组织电离的方式以及核辐射的性质。某些射线在按拉德数来
衡量时，其生物杀伤作用要比另外一些射线大。因此，必须引入一个比较因数和一个新的测量单位。
品质因数的意义是，当所考虑的核辐射为1拉德时，其对人体的杀伤作用与若干拉德y辐射对人体杀伤作用
相同条件下所需 y辐射的拉德数。也就是说，品质因数越大，这种核辐射按拉德数换算的杀伤作用也就越大。
雷姆是核辐射生物杀伤效应的剂量单位。它的代号Rem是英文人体伦琴当量的缩写。以雷姆为单位的剂量
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
是这样换算得到的：用按拉德计算的吸收剂量乘以所受到的核辐射的品质因数。比如，10拉德品质因数为5的
核辐射剂量，等于50雷姆。列成公式是：剂量(雷姆)=吸收剂量(拉德)*品质因数。
日前，世界上又在推广使用一个新的反映核辐射生物效应的国际剂量单位，这就是希沃特(国际代号SV)。
1希沃特等于 100雷姆。在军事使用上，品质因数往往规定为1。
核辐射的生物效应，还与人体受核辐射照射的部位有关，特别是与那些对维持人体健康具有重要作用的细
胞的受损程度有关。人体对核辐射最敏感的组织部位是：
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
骨髓，制造新的血细胞的重要组织；
肠线，核辐射损伤会妨碍肠线按正常的方式进行自我更新；
脑细胞和肌细胞，脑细胞如果受到严重的损伤，会导致中枢神经系统功能衰竭。
在机体的这些组织部位当中，骨髓对核辐射的损伤作用是最敏感的，脑细胞则是最不敏感的。不过，从核
辐射损伤病症出现的时间来看，骨髓症状出现得最迟，而脑细胞损伤病状则出现得最早。这是因为减少新的血
细胞供给要经过一定时间才能对人体机能产生影响。而人体中枢神经系统的功能衰竭，是会立即显示出来的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在人体受到相对较小剂量的核辐射作用后，其症状将会迟延出现。原因即在于此。
核辐射对暴露人员健康状况的最终影响，还取决于人员肌体受到核辐射照射的部位有多大。如果机体只有
一部分受到辐照，那么仅仅是这部分机体的骨髓受到损伤。在一定限度内。人体未受损害的那部分组织，将会
继续维持机体的健康状况，甚至还能恢复受照机体被损伤组织的生理机能。
由于任何特定剂量的核辐射对机体的危害程度因人而异，因此不可能确切地说明给定剂量的生物效应，而
只能指明其预期的平均结果。下表列出了整个人体受核辐射照射后的各种症状。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
由于受照人员接受核辐射剂量达450拉德时约有50％的人死亡，因而就把这个剂量值称为50％致死剂量，
一般用LD50表示。
表5．2 人体受全身辐射照射时的效应
人体具有一定的自行恢复核辐射损伤的能力。现有的资料数据表明，在受核辐射照射后30天以内，受损伤
机体略有恢复，要使健康完全得到恢复可能需要1年时间。即使是在一年恢复期后，也会有10～20％的核辐射
损伤做为永久性效应而存在。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
除健康恢复期相当长外，还要考虑到核辐射剂量的累积效应。一个士兵假如连续3天每天受到100拉德的全
身照射，那么实际累积吸收剂量就是300拉德，从而会表现出相应程度的伤害症状。
为了向部队指挥官提供一个准则，以便其了解部队容许遭受的不危及战斗力的照射剂量，列出了以下的数
据。
这些数据是在24小时内，人员容许接受的吸收剂量。英国和美国现行的核突击目标分析安全标准，就是依
据这些数据确定的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
可不予考虑的轻微损伤 5拉德
(包括在连续30天内，接受最大累积吸收剂量75拉德)
中等损伤 20拉德
严重损伤 50拉德
请大家注意，这些容许吸收剂量，仅是针对战争时期制定的。在和平时期，部队人员的容许吸收剂量极限
是非常低的，与居民安全防护标准—致。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的遗传效应
遗传学是研究个体特性由上一代向下一代传递的科学。人体传递遗传特牲的能力，存在于基因中。基因是
细胞核内染色体的一个组成部分。
染色体在细胞内是成对排列的。一对染色体的两个部分，具行相同的基因排列。 下面用图5．3加以说明
。图5．3 染色体对
我们假定，图上P和Q代表一对染色体。在染色体P中，基因是按A、B等等排列的，其中，A是眼睛颜色的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
基因，B是头发颜色的基因，等等。那么，在染色体Q中，a也是眼睛颜色的基因，b也是头发颜色的基因，等等
。
核辐射可以使基因发生改变，这种改变称为基因突变。假如在繁殖的新细胞内有新基因存在，那么由新基
因所传递的遗传信息就也是新的。但是，新基因可能是显性基因，也可能不是显性基因。因此，由上一代传递
给下一代的新遗传特征，也许在许多代中都不会出现。
基因突变的根源，不仅仅是核辐射的伤害作用。某些化学战剂，例如芥子气，也可以引起明显的基因突变
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。据估计，自发基因突变率，在每一代中，大约是每100000个个体基因中有1个基因突变。
辐射照射的遗传作用
所谓加倍剂量，是指使自发基因突变率增加一倍的核辐射剂量。据估计，人员一次照射的加倍剂量大约是
30雷姆，连续照射的加倍剂量大约是90雷姆。关于自发基因突变率增加一倍可能存在的生理影响，遗传学专家
们的意见尚不统—。 一派认为，它将产生灾难性的后果；而另一派则认为，它对人的危害是易于发现的，而
不是灾难性的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
防护瞬时核辐射的屏蔽措施
虽然y辐射与中子辐射是紧密相关的，但对它们的屏蔽问题最好还是分别加以讨论。
在选择防护y辐射的军事屏蔽材料时，首先考虑到的，是采用实际可用的质量最重的物质材料。单就材料
重量来考虑，原子序数较大的元素，如铅等，在理论上具有许多胜过其他元素的优点。但是，从军事应用上讲
，机械强度之类的其他因素，往往是更为重要的因素。任何一种屏蔽材料的有效性，都是相对于核辐射能量而
言的。不管何种屏蔽材料，它对能量相对较高的瞬时y辐射的防护效果， 一般都劣于对剩余y辐射的防护效果
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
对中子流所采取的屏蔽措施，是建立在这样一个客观事实基础上的：即某些元素，诸如硼、镉以及较轻的
氢，都具有俘获中子的能力。不过，这些材料在俘获中子的过程中，还要放射出y射线，因此，也还需对y辐射
进行屏蔽。
这类材料俘获非常慢的中子，可能要比俘获较快的中子多得多。因此，防护瞬时中子辐射的屏蔽层，必须
包括能够俘获慢中子、中速中子和较快中子的材料。这些中子在通过防护材料时，与屏蔽层内的原子核发生弹
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
性碰撞或非弹性碰撞。原子序数小的元素，特别是氢元素，通过弹性碰撞，能够最有效地吸收中子所带的能量
。而对于能量非常高的中子，通过与原子序数较大的原子核发生非弹性碰撞，也可以有效地吸收中子能量。但
是，与此同时却要产生更多的y辐射。
在大多数军事应用场合，其他因素往往也是非常重要的。因此，在研究屏蔽措施时，必须综合地加以考虑
。改进装甲钢板对中子屏蔽性能的方法有很多种，例如，可在装甲钢板中加入硼元素，也可采用含氢元素的塑
料和钢板交替叠合的工艺来制造装甲。对于战地工事来说，湿土防中子辐射的能力要比干土大得多，因为水分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中含有大量的氢。
一般而言，一个士兵所能依赖的屏蔽层，不可能对称地围绕在他的周围。比如， 一个坦克驾驶员，从正
面来说，他只能得到一层装甲钢板的屏蔽保护。而从后面说，由于还有发动机和其他设备，因而可以得到若干
层屏蔽的保护。坦克内部的其他乘员则将分别得到不同程度的屏蔽防护。为了研究方便起见，一般把在相当标
准的情况下物质材料所能达到的平均防护程度，用防护因数这个概念来表示。但在已发表的防护因数数字间存
在着相当大的差异。表5．3中仅列出一部分典型防护因数。对表内列出的每一种情况，在掩蔽部或车辆中受到
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的瞬时核辐射剂量，等于其外部瞬时核辐射剂量除以防护因数所得到的商。例如，假定在坦克外面受到的y辐
射剂量为30拉德，则在坦克内部受到的平均y辐射剂量为：30/4=7．5拉德。
表5.3 用于瞬时核辐射的部分典型防护因数
剩余核辐射
剩余核辐射所包括的射线种类很多，但我们最关心的只有两种，一是y辐射， 一是b辐射。b辐射一般只会
使部队失去战斗力，而不会造成人员死亡。但是，如果处在很近的距离内，或者触摸到b放射性沾染的沉降物
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，在皮肤接触部位上就会产生生物损伤。这种由于b射线照射引起的皮肤坏死，有时被称作b烧伤。这个名称是
不确切的，因为实际上被灼伤的整个皮层会与皮下组织分开，脱离了暴露的神经末梢。治愈这种皮肤损伤虽然
需要几个月的时间，但这种伤害一般不会有生命危险。表5．4列了不同的b辐射剂量对人体皮肤组织的效应。
表5．4 不同的b辐射剂量对皮肤的平均效应
关于y辐射的损伤作用，我们在前面几节中已经讨论过了。
这两种剩余核辐射，是由放射性产物发射出来的。放射性产物散布在很大的地域上，其主要形式有：中子
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
感生放射性物质和放射性沉降物。当接近核爆炸地面零点的物质受到中子的轰击后，便产生了中子感生放射性
。这些受轰击的目标物质之所以会产生放射性，是由于中子与它们内部的一些原子核发生了反应，使这些原子
转变成为放射性同位素。因为这个缘故，核爆炸地零点附近的土壤，以及一切暴露的设备器材，都会产生感生
放射性，对这个问题，我们在后面的章节中再详细研究。
放射性沉降物，是指降落到地面上的放射性核裂碎片。放射性沉降物的核辐射，大半是由裂变产物发射出
来的。但核弹头和土壤中的中子感生放射性也占一定份额。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
剩余核辐射剂量的影响因素
中子感生放射性物质和裂变产物，都含有大量不同的放射性同位素，都向外发射b射线，其中大部分同位
素还发射y射线。
剩余放射性随时间而衰减。但是，由于这种辐射是由大量不同物质放射出的，因而它的衰减过程并不是一个
简单过程。
瞬时核辐射在相当短的时间释放出来，并仅从爆炸火球中有效地向外辐射。与瞬时核辐射相比较，剩余放
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
射性可以在广大地区内出现，并且持续很长时间。受到剩余放射性照射的人员，其累积剂量取决于他周围的放
射性强度，或者他自身沾染的放射性强度，一般按剂量率(即每小时多少拉德)与受照时间的长短来测定。举例
说，假如有一士兵，在剂量率为30拉德每小时的地方受到辐照，而且在那里停留了10分钟，那么累积剂量将为
5拉德。在计算相当长时间的累积剂量时，必须考虑放射性的蜕变。
尽管中子感生放射性物质和放射性沉降物都放射出b和y射线，但用来指示任何地点放射性强度的剂量率，
却是代表y辐射成分的强度。实际上，剩余b辐射要比剩余y辐射强得多，而且在很小的范围内，b辐射剂量率可
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
以是伴生y辐射的100倍。因此，如果一个人仅是双手受到剩余核辐射沾染，那么他遭受到的 b辐射对双手的皮
肤效应，要比伴生y辐射对他的全身辐照效应严重得多
核辐射对玻璃的效应
核辐射对电子元器件的瞬时辐照效应，是与它对玻璃和金属的效应密切相关的。核辐射会使玻璃的颜色发
生改变，从而引起光线传播中的损失。玻璃愈厚，这种损失愈大。核武器所发出的瞬时核辐射，可使某些光学
装置，例如观测仪器和各种瞄准器，出现各种技术问题，使正常作业发生严重困难。但更为重要的是，核辐射
可使光导纤维线路产生不透明效应。人们曾经设想，采用光导纤维线路代替电缆用于线路传输，以避免电磁脉
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
冲的干扰。然而对于它们的辐射敏感性仍存在疑问，目前正在进行大量的研究工作，以减轻此种效应。
核辐射对人体的效应
构成生命的基本单元是细胞。每个细胞都是一个高级的复杂系统，其平均直径只有10-5米。细胞基本上是
由两部分组成的，一是细胞核， 一是细胞质。细胞核内染色体的基本结构，是由基因组成的。其功能是控制
细胞的繁殖和细胞质的活动。细胞质是细胞的动力工厂，它可把食物转化成能量和简单分子。
所有动物的生长发育，都是通过细胞的增殖来实现的。细胞数目的增加，是细胞分裂的结果。这种细胞分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
裂过程，称之为有丝分裂。核辐射对细胞核的损伤作用，是可使它分裂细胞的功能减弱。正常的有丝分裂如果
受到这种作用，最终可能会引起细胞死亡。核辐射对细胞的另一种损伤作用，是使基因发生交替变化，但细胞
仍能进行有丝分裂。如果这种细胞是繁殖细胞(或生殖细胞)，那么这种损伤作用将产生卜分严重的后果。
由于细胞的特殊恢复机理，核辐射对生物机体的杀伤作用，不仅取决于总的核辐射剂量，而且取决于接受
射线辐照的速率。
人体组织受到核辐射的照射后，会受到电离作用的损伤。这种损伤作用，使人体的大多数细胞在组成和功
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
能两方面都受到影响。然而，核辐射电离作用的生物学后果，不仅取决于肌体组织所吸收能量的多少(即多少
拉德的吸收剂量)，而且还取决于核辐射引起细胞组织电离的方式以及核辐射的性质。某些射线在按拉德数来
衡量时，其生物杀伤作用要比另外一些射线大。因此，必须引入一个比较因数和一个新的测量单位。
品质因数的意义是，当所考虑的核辐射为1拉德时，其对人体的杀伤作用与若干拉德y辐射对人体杀伤作用
相同条件下所需 y辐射的拉德数。也就是说，品质因数越大，这种核辐射按拉德数换算的杀伤作用也就越大。
雷姆是核辐射生物杀伤效应的剂量单位。它的代号Rem是英文人体伦琴当量的缩写。以雷姆为单位的剂量
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
是这样换算得到的：用按拉德计算的吸收剂量乘以所受到的核辐射的品质因数。比如，10拉德品质因数为5的
核辐射剂量，等于50雷姆。列成公式是：剂量(雷姆)=吸收剂量(拉德)*品质因数。
日前，世界上又在推广使用一个新的反映核辐射生物效应的国际剂量单位，这就是希沃特(国际代号SV)。
1希沃特等于 100雷姆。在军事使用上，品质因数往往规定为1。
核辐射的生物效应，还与人体受核辐射照射的部位有关，特别是与那些对维持人体健康具有重要作用的细
胞的受损程度有关。人体对核辐射最敏感的组织部位是：
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
骨髓，制造新的血细胞的重要组织；
肠线，核辐射损伤会妨碍肠线按正常的方式进行自我更新；
脑细胞和肌细胞，脑细胞如果受到严重的损伤，会导致中枢神经系统功能衰竭。
在机体的这些组织部位当中，骨髓对核辐射的损伤作用是最敏感的，脑细胞则是最不敏感的。不过，从核
辐射损伤病症出现的时间来看，骨髓症状出现得最迟，而脑细胞损伤病状则出现得最早。这是因为减少新的血
细胞供给要经过一定时间才能对人体机能产生影响。而人体中枢神经系统的功能衰竭，是会立即显示出来的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在人体受到相对较小剂量的核辐射作用后，其症状将会迟延出现。原因即在于此。
核辐射对暴露人员健康状况的最终影响，还取决于人员肌体受到核辐射照射的部位有多大。如果机体只有
一部分受到辐照，那么仅仅是这部分机体的骨髓受到损伤。在一定限度内。人体未受损害的那部分组织，将会
继续维持机体的健康状况，甚至还能恢复受照机体被损伤组织的生理机能。
由于任何特定剂量的核辐射对机体的危害程度因人而异，因此不可能确切地说明给定剂量的生物效应，而
只能指明其预期的平均结果。下表列出了整个人体受核辐射照射后的各种症状。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
由于受照人员接受核辐射剂量达450拉德时约有50％的人死亡，因而就把这个剂量值称为50％致死剂量，
一般用LD50表示。
表5．2 人体受全身辐射照射时的效应
人体具有一定的自行恢复核辐射损伤的能力。现有的资料数据表明，在受核辐射照射后30天以内，受损伤
机体略有恢复，要使健康完全得到恢复可能需要1年时间。即使是在一年恢复期后，也会有10～20％的核辐射
损伤做为永久性效应而存在。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
除健康恢复期相当长外，还要考虑到核辐射剂量的累积效应。一个士兵假如连续3天每天受到100拉德的全
身照射，那么实际累积吸收剂量就是300拉德，从而会表现出相应程度的伤害症状。
为了向部队指挥官提供一个准则，以便其了解部队容许遭受的不危及战斗力的照射剂量，列出了以下的数
据。
这些数据是在24小时内，人员容许接受的吸收剂量。英国和美国现行的核突击目标分析安全标准，就是依
据这些数据确定的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
可不予考虑的轻微损伤 5拉德
(包括在连续30天内，接受最大累积吸收剂量75拉德)
中等损伤 20拉德
严重损伤 50拉德
请大家注意，这些容许吸收剂量，仅是针对战争时期制定的。在和平时期，部队人员的容许吸收剂量极限
是非常低的，与居民安全防护标准—致。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的遗传效应
遗传学是研究个体特性由上一代向下一代传递的科学。人体传递遗传特牲的能力，存在于基因中。基因是
细胞核内染色体的一个组成部分。
染色体在细胞内是成对排列的。一对染色体的两个部分，具行相同的基因排列。 下面用图5．3加以说明
。图5．3 染色体对
我们假定，图上P和Q代表一对染色体。在染色体P中，基因是按A、B等等排列的，其中，A是眼睛颜色的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
基因，B是头发颜色的基因，等等。那么，在染色体Q中，a也是眼睛颜色的基因，b也是头发颜色的基因，等等
。
核辐射可以使基因发生改变，这种改变称为基因突变。假如在繁殖的新细胞内有新基因存在，那么由新基
因所传递的遗传信息就也是新的。但是，新基因可能是显性基因，也可能不是显性基因。因此，由上一代传递
给下一代的新遗传特征，也许在许多代中都不会出现。
基因突变的根源，不仅仅是核辐射的伤害作用。某些化学战剂，例如芥子气，也可以引起明显的基因突变
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。据估计，自发基因突变率，在每一代中，大约是每100000个个体基因中有1个基因突变。
辐射照射的遗传作用
所谓加倍剂量，是指使自发基因突变率增加一倍的核辐射剂量。据估计，人员一次照射的加倍剂量大约是
30雷姆，连续照射的加倍剂量大约是90雷姆。关于自发基因突变率增加一倍可能存在的生理影响，遗传学专家
们的意见尚不统—。 一派认为，它将产生灾难性的后果；而另一派则认为，它对人的危害是易于发现的，而
不是灾难性的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
防护瞬时核辐射的屏蔽措施
虽然y辐射与中子辐射是紧密相关的，但对它们的屏蔽问题最好还是分别加以讨论。
在选择防护y辐射的军事屏蔽材料时，首先考虑到的，是采用实际可用的质量最重的物质材料。单就材料
重量来考虑，原子序数较大的元素，如铅等，在理论上具有许多胜过其他元素的优点。但是，从军事应用上讲
，机械强度之类的其他因素，往往是更为重要的因素。任何一种屏蔽材料的有效性，都是相对于核辐射能量而
言的。不管何种屏蔽材料，它对能量相对较高的瞬时y辐射的防护效果， 一般都劣于对剩余y辐射的防护效果
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
对中子流所采取的屏蔽措施，是建立在这样一个客观事实基础上的：即某些元素，诸如硼、镉以及较轻的
氢，都具有俘获中子的能力。不过，这些材料在俘获中子的过程中，还要放射出y射线，因此，也还需对y辐射
进行屏蔽。
这类材料俘获非常慢的中子，可能要比俘获较快的中子多得多。因此，防护瞬时中子辐射的屏蔽层，必须
包括能够俘获慢中子、中速中子和较快中子的材料。这些中子在通过防护材料时，与屏蔽层内的原子核发生弹
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
性碰撞或非弹性碰撞。原子序数小的元素，特别是氢元素，通过弹性碰撞，能够最有效地吸收中子所带的能量
。而对于能量非常高的中子，通过与原子序数较大的原子核发生非弹性碰撞，也可以有效地吸收中子能量。但
是，与此同时却要产生更多的y辐射。
在大多数军事应用场合，其他因素往往也是非常重要的。因此，在研究屏蔽措施时，必须综合地加以考虑
。改进装甲钢板对中子屏蔽性能的方法有很多种，例如，可在装甲钢板中加入硼元素，也可采用含氢元素的塑
料和钢板交替叠合的工艺来制造装甲。对于战地工事来说，湿土防中子辐射的能力要比干土大得多，因为水分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中含有大量的氢。
一般而言，一个士兵所能依赖的屏蔽层，不可能对称地围绕在他的周围。比如， 一个坦克驾驶员，从正
面来说，他只能得到一层装甲钢板的屏蔽保护。而从后面说，由于还有发动机和其他设备，因而可以得到若干
层屏蔽的保护。坦克内部的其他乘员则将分别得到不同程度的屏蔽防护。为了研究方便起见，一般把在相当标
准的情况下物质材料所能达到的平均防护程度，用防护因数这个概念来表示。但在已发表的防护因数数字间存
在着相当大的差异。表5．3中仅列出一部分典型防护因数。对表内列出的每一种情况，在掩蔽部或车辆中受到
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的瞬时核辐射剂量，等于其外部瞬时核辐射剂量除以防护因数所得到的商。例如，假定在坦克外面受到的y辐
射剂量为30拉德，则在坦克内部受到的平均y辐射剂量为：30/4=7．5拉德。
表5.3 用于瞬时核辐射的部分典型防护因数
剩余核辐射
剩余核辐射所包括的射线种类很多，但我们最关心的只有两种，一是y辐射， 一是b辐射。b辐射一般只会
使部队失去战斗力，而不会造成人员死亡。但是，如果处在很近的距离内，或者触摸到b放射性沾染的沉降物
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，在皮肤接触部位上就会产生生物损伤。这种由于b射线照射引起的皮肤坏死，有时被称作b烧伤。这个名称是
不确切的，因为实际上被灼伤的整个皮层会与皮下组织分开，脱离了暴露的神经末梢。治愈这种皮肤损伤虽然
需要几个月的时间，但这种伤害一般不会有生命危险。表5．4列了不同的b辐射剂量对人体皮肤组织的效应。
表5．4 不同的b辐射剂量对皮肤的平均效应
关于y辐射的损伤作用，我们在前面几节中已经讨论过了。
这两种剩余核辐射，是由放射性产物发射出来的。放射性产物散布在很大的地域上，其主要形式有：中子
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
感生放射性物质和放射性沉降物。当接近核爆炸地面零点的物质受到中子的轰击后，便产生了中子感生放射性
。这些受轰击的目标物质之所以会产生放射性，是由于中子与它们内部的一些原子核发生了反应，使这些原子
转变成为放射性同位素。因为这个缘故，核爆炸地零点附近的土壤，以及一切暴露的设备器材，都会产生感生
放射性，对这个问题，我们在后面的章节中再详细研究。
放射性沉降物，是指降落到地面上的放射性核裂碎片。放射性沉降物的核辐射，大半是由裂变产物发射出
来的。但核弹头和土壤中的中子感生放射性也占一定份额。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
剩余核辐射剂量的影响因素
中子感生放射性物质和裂变产物，都含有大量不同的放射性同位素，都向外发射b射线，其中大部分同位
素还发射y射线。
剩余放射性随时间而衰减。但是，由于这种辐射是由大量不同物质放射出的，因而它的衰减过程并不是一个
简单过程。
瞬时核辐射在相当短的时间释放出来，并仅从爆炸火球中有效地向外辐射。与瞬时核辐射相比较，剩余放
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
射性可以在广大地区内出现，并且持续很长时间。受到剩余放射性照射的人员，其累积剂量取决于他周围的放
射性强度，或者他自身沾染的放射性强度，一般按剂量率(即每小时多少拉德)与受照时间的长短来测定。举例
说，假如有一士兵，在剂量率为30拉德每小时的地方受到辐照，而且在那里停留了10分钟，那么累积剂量将为
5拉德。在计算相当长时间的累积剂量时，必须考虑放射性的蜕变。
尽管中子感生放射性物质和放射性沉降物都放射出b和y射线，但用来指示任何地点放射性强度的剂量率，
却是代表y辐射成分的强度。实际上，剩余b辐射要比剩余y辐射强得多，而且在很小的范围内，b辐射剂量率可
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
以是伴生y辐射的100倍。因此，如果一个人仅是双手受到剩余核辐射沾染，那么他遭受到的 b辐射对双手的皮
肤效应，要比伴生y辐射对他的全身辐照效应严重得多
核武器及其效应(五)
第五章 核辐射效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的一般特性
在核武器的所有毁伤效应中，一般为军人所最难理解的，就是核辐射效应。在学习核武器的其他各种效应
时，可联系使用他种兵器的经验和以往参加战斗所耳闻口睹的经历。只有核辐射，它不仅是一种看不见、摸不
着、无形中致人于死地的杀人手段，而且它还在其他各种效应不复存在以后的很长一段时间内，继续破坏器材
装备。具有军事意义的核辐射一共有四种。
第—种核辐射的危害性最小，称为a[阿尔法]辐射。a粒子是氦原子的原子核，是由两个质子和两个中子构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成的。在原子标度上它的质量数是4，带2个正电荷。
a辐射十只有轻微的穿透能力，一单张纸即能将其阻挡住。a射线对物质没有明显的破坏效果，只有当a放
射性物质经过呼吸道、消化道，或者通过伤口进入体内时，方会对人员产生危害。其危害是a射线的体内照射
，将对人体组织产生长期损伤作用。核弹头小的核裂变材料具有a放射性，但这种放射性没有多大军事意义。
第二种核辐射所携带的能量略微大一些，叫做b[贝塔]辐射。b辐射是由b粒子流，即电子流组成的。b粒子
的质量极小，可忽略不计，带一个单位负电荷。这类核辐射的穿透本领也同样很小。能量最大的b粒子，在空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气中也仅能传播数米远，刚刚能穿透皮肤。尽管b辐射在一些情况下，能灼伤人的皮肤，但这种核辐射的军事
意义也是微乎其微的。
第三种核辐射，我们把它称做y[伽玛]辐射。它与前两种核辐射不同，y辐射不是由粒子流构成的，而是由
形同X射线的电磁波组 成的。它的波长比X射线要短，但穿透能力较强。y辐射在空气中能够传播几千米，可以
穿过诸如金属和砖石结构建筑物之类的密实物体，但其自身强度也会因此而被削弱。这种核辐射，对人员和军
事装备具有极大的军事杀伤破坏作用。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
最后一种核辐射，人们称之为中子辐射。在第一章基础知识中，我们对中子已做过介绍。它是一种具有单
位质量数的粒子，不带电荷。中子是除了氢以外的所有原子的原子核组成部分。中子的穿透能力与y射线相近
，在军事上也有重要意义。
测量单位
拉德，是目标吸收核辐射能量的单位。它的定义是，任何一克受照物质所吸收核辐射能量为100尔格时，
辐射剂量即为1拉德。拉德是军事上公认的核辐射剂量单位、它是通过核辐射在1克目标物质上所产生的效应，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
来衡量核辐射大小的。由此可见，以拉德为单位的积累能量，将出现在暴露于核辐射下的每克目标物质中。核
辐射对目标的总效应，不仅取决于吸收剂量的多少，而且还取决于目标的辐照面积。目前，世界上正在推行一
种新的核辐射剂量国际单位，它最终将取代目前广泛使用的拉德。这个新国际单位叫做戈瑞。它的定义是，每
1千克受照物质吸收1焦耳核辐射能时，其核幅射剂量称为1戈瑞。因此， 1戈瑞等于 100拉德。
核辐射对物质材料的效应
在军事上，a辐射和b辐射不会产生重大的作用。但是，由 y辐射所引起的电离作用。可以影响物质材料的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
物理性能，尤其是它们的电性能。
中子和物质间的相互作用较为复杂，因为它与y辐射不同， y辐射是与目标物质原子里的电子发生作用的
，而中子却是与这些原子的原子核发生作用的。中子与原子核发生碰撞的结果，可能会把中子弹射向别处，在
这个过程中， 中子的前进速度被减慢。同时，中子也可能占据目标物质原子原来的位置。
另外，中子还可能被原子核吸收掉。原子核吸收中子后，就要释放出y射线，并且由于结构上加入了额外
的中子，原来的原子核将转变成另外一种同位素。所生成的同位素通常是放射性的，因此在其以后的蜕变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中，会进一步放出射线。
一般来说，y辐射也好， 中子辐射也好，在军事应用上的意义，仅仅是对某些半导体元器件的电性能产生
影响。如果要对这类材料的结构强度起到破坏作用，所需要的核辐射剂量是很大的。而在此时，任何电子技术
装备都会被作用范围更大的冲击波所摧毁。
核辐射的类型
在军事上，把核爆炸所产生的核辐射简便地分为两个问题来加以研究：一是瞬时核辐射，一是剩余核辐射
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。瞬时核辐射是指在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。剩余核辐射是指在核爆炸1分钟后所放出的各种射线
，它通常是由放射性沉降物形成的。
瞬时核辐射
瞬时核辐射的定义是，在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。我们可回忆起，核爆炸所放射出的射线种
类是很多的，其中有军事意义的只有两种：一种是y辐射，一种是中子辐射。
y辐射的成分，产生于不同的来源。核武器的初始裂变反应，可以引起y辐射。不过，它所释放出的y射线
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，大部分会被核弹头的核裂碎片所吸收。y辐射还来源于裂变产物的蜕变。裂变产物形成之时，便是其蜕变的
开始。这种y辐射，在裂变反应后的瞬间是极其强烈的。y辐射的最后—种来源，是核弹头核裂碎片的中子感生
放射性，以及周围大气分子尤其是氮分子的中子感生放射性。
中子辐射的组分，是核弹头裂变过程和聚变过程所产生的中子，出现在核爆炸第一个微秒前后。在这些中
子来源中，裂变产物的蜕变和中子感生放射性，将会无限期地持续下去，从而也构成了剩余核辐射的一部分。
在核爆炸后第一分钟终了时，爆炸火球已上升到距离地面足够远的地方，空气屏蔽作用使得由火球直接发出的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射，对于地面目标来说，已经不构成军事威胁了。这个事实，也是我们确定瞬时核辐射阶段以一分钟为限
的客观基础。
目标接受到的瞬时核辐射剂量，取决于目标距爆炸点的距离，以及空气的散射与吸收。这些因素统称核辐
射传播的路径效应。影响目标吸收剂量的，还有其他一些因素，例如，核辐射传播速率的快慢、照射时间的长
短以及可以使目标得到防护的屏蔽作用。
传播路径效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
随着距爆炸点距离的增加，目标受到的辐照剂量，将在两个因素的同时作用下而减少。第一个因素是，瞬
时核辐射的强度，将会象热辐射那样遵循平方反比定律，随着距离的增加而减少。例如，在距爆炸点两英里处
，核辐射强度仅是1英里处的 1／4。第二个因素是，在核辐射穿过空气的路程中，射线由于和空气分子发生碰
撞，因而向四面八方散射。在碰撞过程中，虽然空气分子在吸收一部分中子的同时，也辐射出相应的y射线，
但其结果是使核辐射能量减少，并且还吸收了一部分y射线。
在比较稠密的空气中，射线与空气分子的碰撞更为频繁，因为射线在穿过空气的路程上，会碰到更多的空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气分子。大气压力 的涨落，对于空气散射或者吸收射线的数量不会有重大影响。但是，由于冲击波在爆炸点
与目标之间，简直象一堵高压空气巨墙在移动，因而冲击波对于y辐射剂量产生了极为显著的影响。中子流在
冲击波到来之前已发射完毕，因此中子辐射剂量不会受到影响。与处在正常周围大气压下的空气中相比，核辐
射同空气分子的碰撞，在冲击波正压相期间较为频繁，正负压相期间较为稀疏。由于负压相持续时间较正压相
为长，其净结果是核辐射在冲击波情况下的透射，大于在常压空气中的透射。鉴于压力相的长短随爆炸当量的
增加而增加，冲击波对核辐射的强化效应就变得更加明显，而且照射到目标上的核辐射数量有更大比例的增长
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
图5．1给出了1千吨当量核爆炸时。核辐射剂量与距爆炸中心斜线距离的函数关系。由图上我们看到，在
距爆炸中心较近的地方。中子流在核辐射效应中占主要地位。而在较远的距离上，中子逐步地被吸收掉，这种
吸收效应使y辐射的剂量逐步增大。
对于超过10千吨当量的核爆炸来说， 由于其冲击波负压相持续时间较长。相应的空气吸收效应较小，因
此必须引入一个修正量。对于y射线剂量必须引用图5．2 中的换算系数。例如，如要计算100千吨当量核爆炸
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的y辐射效应。应依据1千吨当量核爆炸的辐射效应图，按以下步骤进行计算：
由图上查得，距1千吨当量核爆炸中心斜线距离为2公里的地方，y辐射剂量为1．3拉德、查阅图5．2中的
曲线，对于100千吨当量的核爆炸来说，可读到换算系数为130。
故此，距100千吨当量爆炸中心斜线距离2公里处的y辐射剂量为1．3*130拉德=169拉德。
图5．1 1千吨当量空中爆炸的瞬时核辐射效应
图5．2 瞬时y辐射剂量随核弹头当量而改变的换算关系图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
传递速率与照射时间
在中子辐射剂量具有军事意义的作用范围内，未被大气吸收的中子流，可在几分之一秒的时间内照射到目
标上，在这么短的时间内，要采取回避动作是不现实的。
不过，对y辐射的回避动作，在爆炸火球上升从而超出其作用距离之前，倒可能是安全有效的，这是因为y
辐射的持续时间较长。而且，在放射出较大剂量的距离上，这种效应对于高爆炸当量的弹头来说，较之低爆炸
当量的弹头，要来得显著。表5．1列出的典型效应试验结果，可以从数量上清楚地说明这个问题。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
表5．1 瞬时y辐射剂量传递速率的典型效应试验结果
从这个表格中我们可以领会到，在意识到发生了核爆炸的一瞬间，最好是立即采取就便的荫蔽措施，切忌
向距离较远的良好掩蔽处所转移。从而浪费了宝贵时间。换算定律
在计算瞬时核辐射效应时，为了能根据1千吨当量爆炸的关系曲线，换算出另一个爆炸当量的效应值，可
以采用以下基本定律：
I1/I2=W1/W2
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
式中，I1和I2表示爆炸当量分别为W1和W2的核弹头，在相同斜线距离内，所放出的核辐射剂量。
这个换算定律，不仅没有考虑核弹头内部构造上的差异，也
没有考虑高当量核弹头由于冲击波较强而带来的空气散射与吸收上的差值。对于后一种差异给总剂量中y辐射
部分所带来的影响，可利用图5．2中所列的换算系数加以修正。
下面举例加以说明。试估算一下100千吨当量核爆炸，在距离1．0公里处的瞬时核辐射剂量。由图5.1上我
们查得， 1千吨当量核爆炸在这个作用距离上，y辐射的剂量为100拉德，中子辐射的剂量也是100拉德，因此
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
总辐射剂量为200拉德。我们又从图5．2上读到，y辐射剂量的换算系数为130，因此100千吨当量核爆炸将向目
标投射的y辐射能量为： 130*100=13000拉德。
依据基本换算定律，中子辐射剂量是：
(I1/I2)=(W1/W2)
100/I2=1/100
I2=10000拉德
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所以，核辐射总剂量为： 13000(y辐射)+10000(中子辐射)=23000拉德。
核辐射对电子设备的效应
如前所述，所谓核辐射对物质材料的效应，主要是对电子元器件的效应。这种损伤效应的主要来源仍如前
述，是y射线和中子流。在核武器战术使用的条件下，这类核辐射可以达到1000拉德的数量级，并以较短的强
脉冲形式向外发射。特别是y射线，在总辐射剂量约为1000拉德的场合，其y射线的峰值剂量率可高达每秒钟
109拉德。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在战场上，这类瞬时辐射脉冲可能会对两类体系即人与半导体发生作用。对后者的损伤作用，称做电子元
器件的瞬时辐照效应，通常缩写成TREE。由于核辐射的两类射线对半导体装置的损伤作用一般是不同的，我们
下面分别予以讨论。
y射线的效应
当y射线与各种物质材料发生互相作用时，会使物质材料内部产生快电子。由于快电子的运动，通过原子
撞出二次电子，从而使物质原子发生电离。在半导体中，这种电离作用的结果，产生了电子-空穴对，因而形
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成了光电流。光电流对晶体管具有灾难性的损伤作用。会使晶体管军事技术装备中的装置或元器件失效。即使
不出现这类严重后果，由于双稳线路的稳态工作受到干扰，电源实际上发生短路，在集成电路中将会出现“闭
锁”现象。就目前来说，切实可行、安全有效的电子设备屏蔽方法，还是不多见的。因此，对于不允许出现工
作失灵或容易产生永久性损坏的电子设备，最好采取某种加固或者瞬时回避的保护方法。
加固电路的保护方法包括：在电路中避免使用可控硅整流器以及其他对核辐射特别敏感的装置；利用产生
第五章 核辐射效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的一般特性
在核武器的所有毁伤效应中，一般为军人所最难理解的，就是核辐射效应。在学习核武器的其他各种效应
时，可联系使用他种兵器的经验和以往参加战斗所耳闻口睹的经历。只有核辐射，它不仅是一种看不见、摸不
着、无形中致人于死地的杀人手段，而且它还在其他各种效应不复存在以后的很长一段时间内，继续破坏器材
装备。具有军事意义的核辐射一共有四种。
第—种核辐射的危害性最小，称为a[阿尔法]辐射。a粒子是氦原子的原子核，是由两个质子和两个中子构
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成的。在原子标度上它的质量数是4，带2个正电荷。
a辐射十只有轻微的穿透能力，一单张纸即能将其阻挡住。a射线对物质没有明显的破坏效果，只有当a放
射性物质经过呼吸道、消化道，或者通过伤口进入体内时，方会对人员产生危害。其危害是a射线的体内照射
，将对人体组织产生长期损伤作用。核弹头小的核裂变材料具有a放射性，但这种放射性没有多大军事意义。
第二种核辐射所携带的能量略微大一些，叫做b[贝塔]辐射。b辐射是由b粒子流，即电子流组成的。b粒子
的质量极小，可忽略不计，带一个单位负电荷。这类核辐射的穿透本领也同样很小。能量最大的b粒子，在空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气中也仅能传播数米远，刚刚能穿透皮肤。尽管b辐射在一些情况下，能灼伤人的皮肤，但这种核辐射的军事
意义也是微乎其微的。
第三种核辐射，我们把它称做y[伽玛]辐射。它与前两种核辐射不同，y辐射不是由粒子流构成的，而是由
形同X射线的电磁波组 成的。它的波长比X射线要短，但穿透能力较强。y辐射在空气中能够传播几千米，可以
穿过诸如金属和砖石结构建筑物之类的密实物体，但其自身强度也会因此而被削弱。这种核辐射，对人员和军
事装备具有极大的军事杀伤破坏作用。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
最后一种核辐射，人们称之为中子辐射。在第一章基础知识中，我们对中子已做过介绍。它是一种具有单
位质量数的粒子，不带电荷。中子是除了氢以外的所有原子的原子核组成部分。中子的穿透能力与y射线相近
，在军事上也有重要意义。
测量单位
拉德，是目标吸收核辐射能量的单位。它的定义是，任何一克受照物质所吸收核辐射能量为100尔格时，
辐射剂量即为1拉德。拉德是军事上公认的核辐射剂量单位、它是通过核辐射在1克目标物质上所产生的效应，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
来衡量核辐射大小的。由此可见，以拉德为单位的积累能量，将出现在暴露于核辐射下的每克目标物质中。核
辐射对目标的总效应，不仅取决于吸收剂量的多少，而且还取决于目标的辐照面积。目前，世界上正在推行一
种新的核辐射剂量国际单位，它最终将取代目前广泛使用的拉德。这个新国际单位叫做戈瑞。它的定义是，每
1千克受照物质吸收1焦耳核辐射能时，其核幅射剂量称为1戈瑞。因此， 1戈瑞等于 100拉德。
核辐射对物质材料的效应
在军事上，a辐射和b辐射不会产生重大的作用。但是，由 y辐射所引起的电离作用。可以影响物质材料的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
物理性能，尤其是它们的电性能。
中子和物质间的相互作用较为复杂，因为它与y辐射不同， y辐射是与目标物质原子里的电子发生作用的
，而中子却是与这些原子的原子核发生作用的。中子与原子核发生碰撞的结果，可能会把中子弹射向别处，在
这个过程中， 中子的前进速度被减慢。同时，中子也可能占据目标物质原子原来的位置。
另外，中子还可能被原子核吸收掉。原子核吸收中子后，就要释放出y射线，并且由于结构上加入了额外
的中子，原来的原子核将转变成另外一种同位素。所生成的同位素通常是放射性的，因此在其以后的蜕变过程
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中，会进一步放出射线。
一般来说，y辐射也好， 中子辐射也好，在军事应用上的意义，仅仅是对某些半导体元器件的电性能产生
影响。如果要对这类材料的结构强度起到破坏作用，所需要的核辐射剂量是很大的。而在此时，任何电子技术
装备都会被作用范围更大的冲击波所摧毁。
核辐射的类型
在军事上，把核爆炸所产生的核辐射简便地分为两个问题来加以研究：一是瞬时核辐射，一是剩余核辐射
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。瞬时核辐射是指在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。剩余核辐射是指在核爆炸1分钟后所放出的各种射线
，它通常是由放射性沉降物形成的。
瞬时核辐射
瞬时核辐射的定义是，在核爆炸后1分钟内所放出的各种射线。我们可回忆起，核爆炸所放射出的射线种
类是很多的，其中有军事意义的只有两种：一种是y辐射，一种是中子辐射。
y辐射的成分，产生于不同的来源。核武器的初始裂变反应，可以引起y辐射。不过，它所释放出的y射线
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，大部分会被核弹头的核裂碎片所吸收。y辐射还来源于裂变产物的蜕变。裂变产物形成之时，便是其蜕变的
开始。这种y辐射，在裂变反应后的瞬间是极其强烈的。y辐射的最后—种来源，是核弹头核裂碎片的中子感生
放射性，以及周围大气分子尤其是氮分子的中子感生放射性。
中子辐射的组分，是核弹头裂变过程和聚变过程所产生的中子，出现在核爆炸第一个微秒前后。在这些中
子来源中，裂变产物的蜕变和中子感生放射性，将会无限期地持续下去，从而也构成了剩余核辐射的一部分。
在核爆炸后第一分钟终了时，爆炸火球已上升到距离地面足够远的地方，空气屏蔽作用使得由火球直接发出的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射，对于地面目标来说，已经不构成军事威胁了。这个事实，也是我们确定瞬时核辐射阶段以一分钟为限
的客观基础。
目标接受到的瞬时核辐射剂量，取决于目标距爆炸点的距离，以及空气的散射与吸收。这些因素统称核辐
射传播的路径效应。影响目标吸收剂量的，还有其他一些因素，例如，核辐射传播速率的快慢、照射时间的长
短以及可以使目标得到防护的屏蔽作用。
传播路径效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
随着距爆炸点距离的增加，目标受到的辐照剂量，将在两个因素的同时作用下而减少。第一个因素是，瞬
时核辐射的强度，将会象热辐射那样遵循平方反比定律，随着距离的增加而减少。例如，在距爆炸点两英里处
，核辐射强度仅是1英里处的 1／4。第二个因素是，在核辐射穿过空气的路程中，射线由于和空气分子发生碰
撞，因而向四面八方散射。在碰撞过程中，虽然空气分子在吸收一部分中子的同时，也辐射出相应的y射线，
但其结果是使核辐射能量减少，并且还吸收了一部分y射线。
在比较稠密的空气中，射线与空气分子的碰撞更为频繁，因为射线在穿过空气的路程上，会碰到更多的空
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
气分子。大气压力 的涨落，对于空气散射或者吸收射线的数量不会有重大影响。但是，由于冲击波在爆炸点
与目标之间，简直象一堵高压空气巨墙在移动，因而冲击波对于y辐射剂量产生了极为显著的影响。中子流在
冲击波到来之前已发射完毕，因此中子辐射剂量不会受到影响。与处在正常周围大气压下的空气中相比，核辐
射同空气分子的碰撞，在冲击波正压相期间较为频繁，正负压相期间较为稀疏。由于负压相持续时间较正压相
为长，其净结果是核辐射在冲击波情况下的透射，大于在常压空气中的透射。鉴于压力相的长短随爆炸当量的
增加而增加，冲击波对核辐射的强化效应就变得更加明显，而且照射到目标上的核辐射数量有更大比例的增长
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
图5．1给出了1千吨当量核爆炸时。核辐射剂量与距爆炸中心斜线距离的函数关系。由图上我们看到，在
距爆炸中心较近的地方。中子流在核辐射效应中占主要地位。而在较远的距离上，中子逐步地被吸收掉，这种
吸收效应使y辐射的剂量逐步增大。
对于超过10千吨当量的核爆炸来说， 由于其冲击波负压相持续时间较长。相应的空气吸收效应较小，因
此必须引入一个修正量。对于y射线剂量必须引用图5．2 中的换算系数。例如，如要计算100千吨当量核爆炸
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的y辐射效应。应依据1千吨当量核爆炸的辐射效应图，按以下步骤进行计算：
由图上查得，距1千吨当量核爆炸中心斜线距离为2公里的地方，y辐射剂量为1．3拉德、查阅图5．2中的
曲线，对于100千吨当量的核爆炸来说，可读到换算系数为130。
故此，距100千吨当量爆炸中心斜线距离2公里处的y辐射剂量为1．3*130拉德=169拉德。
图5．1 1千吨当量空中爆炸的瞬时核辐射效应
图5．2 瞬时y辐射剂量随核弹头当量而改变的换算关系图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
传递速率与照射时间
在中子辐射剂量具有军事意义的作用范围内，未被大气吸收的中子流，可在几分之一秒的时间内照射到目
标上，在这么短的时间内，要采取回避动作是不现实的。
不过，对y辐射的回避动作，在爆炸火球上升从而超出其作用距离之前，倒可能是安全有效的，这是因为y
辐射的持续时间较长。而且，在放射出较大剂量的距离上，这种效应对于高爆炸当量的弹头来说，较之低爆炸
当量的弹头，要来得显著。表5．1列出的典型效应试验结果，可以从数量上清楚地说明这个问题。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
表5．1 瞬时y辐射剂量传递速率的典型效应试验结果
从这个表格中我们可以领会到，在意识到发生了核爆炸的一瞬间，最好是立即采取就便的荫蔽措施，切忌
向距离较远的良好掩蔽处所转移。从而浪费了宝贵时间。换算定律
在计算瞬时核辐射效应时，为了能根据1千吨当量爆炸的关系曲线，换算出另一个爆炸当量的效应值，可
以采用以下基本定律：
I1/I2=W1/W2
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
式中，I1和I2表示爆炸当量分别为W1和W2的核弹头，在相同斜线距离内，所放出的核辐射剂量。
这个换算定律，不仅没有考虑核弹头内部构造上的差异，也
没有考虑高当量核弹头由于冲击波较强而带来的空气散射与吸收上的差值。对于后一种差异给总剂量中y辐射
部分所带来的影响，可利用图5．2中所列的换算系数加以修正。
下面举例加以说明。试估算一下100千吨当量核爆炸，在距离1．0公里处的瞬时核辐射剂量。由图5.1上我
们查得， 1千吨当量核爆炸在这个作用距离上，y辐射的剂量为100拉德，中子辐射的剂量也是100拉德，因此
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
总辐射剂量为200拉德。我们又从图5．2上读到，y辐射剂量的换算系数为130，因此100千吨当量核爆炸将向目
标投射的y辐射能量为： 130*100=13000拉德。
依据基本换算定律，中子辐射剂量是：
(I1/I2)=(W1/W2)
100/I2=1/100
I2=10000拉德
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
所以，核辐射总剂量为： 13000(y辐射)+10000(中子辐射)=23000拉德。
核辐射对电子设备的效应
如前所述，所谓核辐射对物质材料的效应，主要是对电子元器件的效应。这种损伤效应的主要来源仍如前
述，是y射线和中子流。在核武器战术使用的条件下，这类核辐射可以达到1000拉德的数量级，并以较短的强
脉冲形式向外发射。特别是y射线，在总辐射剂量约为1000拉德的场合，其y射线的峰值剂量率可高达每秒钟
109拉德。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在战场上，这类瞬时辐射脉冲可能会对两类体系即人与半导体发生作用。对后者的损伤作用，称做电子元
器件的瞬时辐照效应，通常缩写成TREE。由于核辐射的两类射线对半导体装置的损伤作用一般是不同的，我们
下面分别予以讨论。
y射线的效应
当y射线与各种物质材料发生互相作用时，会使物质材料内部产生快电子。由于快电子的运动，通过原子
撞出二次电子，从而使物质原子发生电离。在半导体中，这种电离作用的结果，产生了电子-空穴对，因而形
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
成了光电流。光电流对晶体管具有灾难性的损伤作用。会使晶体管军事技术装备中的装置或元器件失效。即使
不出现这类严重后果，由于双稳线路的稳态工作受到干扰，电源实际上发生短路，在集成电路中将会出现“闭
锁”现象。就目前来说，切实可行、安全有效的电子设备屏蔽方法，还是不多见的。因此，对于不允许出现工
作失灵或容易产生永久性损坏的电子设备，最好采取某种加固或者瞬时回避的保护方法。
加固电路的保护方法包括：在电路中避免使用可控硅整流器以及其他对核辐射特别敏感的装置；利用产生
电子-空穴对较少的硅半导体元器件取代锗半导体元器件；在可能会出现短路的电路上。加入极限电阻器。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
瞬时回避的防护方法是在回路中增加快核辐射探测器，以便在y脉冲发生干扰期间，使电路暂停工作。
中子流效应
中子脉冲虽然不会使半导体材料产生较为显著的光电流，但是却会使处在半导体晶格内的原子发生迁移，
从而对电子装置的工作特性产生严重的永久性效应。其确切损伤机制是十分复杂的，但最终结果是在禁带宽度
上发生了空穴与电子的深度复合，或者是形成了许多俘获中心。由于这些情况的发生，使多数载流 子的浓度
有所下降，并且使少数载流子的寿命有所降低。其最终效应，是使半导体二极管的正向电压降加大，使反向漏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
电流增高，并使晶体管的放大系数降低。
防护中子损伤的加固措施包括：选用抗中子辐射能力较强的电子元器件。最好采用由锗材料制造并将基区
做得很窄的管子。这就使得基区的少数载流子寿命变得很短。这类高频晶体管所受到的损伤作用，比起低频晶
体管和功率晶体管来，要小得多。采用负反馈等电子技术，可以降低电路对晶体三极管工作参数的依赖性。
如果对y射线和中子流这两种核辐射，未能采取加固防护措施，那么通信系统有可能出现暂时性或长久性
中断。更为严重的是，可能会使电子计算机的数据存储搞乱搞错。这种损伤作用，很类似电磁脉冲的效应。关
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
于电磁脉冲，我们将在第七章中具体介绍，但其效应是有局限性的。
核辐射对玻璃的效应
核辐射对电子元器件的瞬时辐照效应，是与它对玻璃和金属的效应密切相关的。核辐射会使玻璃的颜色发
生改变，从而引起光线传播中的损失。玻璃愈厚，这种损失愈大。核武器所发出的瞬时核辐射，可使某些光学
装置，例如观测仪器和各种瞄准器，出现各种技术问题，使正常作业发生严重困难。但更为重要的是，核辐射
可使光导纤维线路产生不透明效应。人们曾经设想，采用光导纤维线路代替电缆用于线路传输，以避免电磁脉
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
冲的干扰。然而对于它们的辐射敏感性仍存在疑问，目前正在进行大量的研究工作，以减轻此种效应。
核辐射对人体的效应
构成生命的基本单元是细胞。每个细胞都是一个高级的复杂系统，其平均直径只有10-5米。细胞基本上是
由两部分组成的，一是细胞核， 一是细胞质。细胞核内染色体的基本结构，是由基因组成的。其功能是控制
细胞的繁殖和细胞质的活动。细胞质是细胞的动力工厂，它可把食物转化成能量和简单分子。
所有动物的生长发育，都是通过细胞的增殖来实现的。细胞数目的增加，是细胞分裂的结果。这种细胞分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
裂过程，称之为有丝分裂。核辐射对细胞核的损伤作用，是可使它分裂细胞的功能减弱。正常的有丝分裂如果
受到这种作用，最终可能会引起细胞死亡。核辐射对细胞的另一种损伤作用，是使基因发生交替变化，但细胞
仍能进行有丝分裂。如果这种细胞是繁殖细胞(或生殖细胞)，那么这种损伤作用将产生卜分严重的后果。
由于细胞的特殊恢复机理，核辐射对生物机体的杀伤作用，不仅取决于总的核辐射剂量，而且取决于接受
射线辐照的速率。
人体组织受到核辐射的照射后，会受到电离作用的损伤。这种损伤作用，使人体的大多数细胞在组成和功
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
能两方面都受到影响。然而，核辐射电离作用的生物学后果，不仅取决于肌体组织所吸收能量的多少(即多少
拉德的吸收剂量)，而且还取决于核辐射引起细胞组织电离的方式以及核辐射的性质。某些射线在按拉德数来
衡量时，其生物杀伤作用要比另外一些射线大。因此，必须引入一个比较因数和一个新的测量单位。
品质因数的意义是，当所考虑的核辐射为1拉德时，其对人体的杀伤作用与若干拉德y辐射对人体杀伤作用
相同条件下所需 y辐射的拉德数。也就是说，品质因数越大，这种核辐射按拉德数换算的杀伤作用也就越大。
雷姆是核辐射生物杀伤效应的剂量单位。它的代号Rem是英文人体伦琴当量的缩写。以雷姆为单位的剂量
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
是这样换算得到的：用按拉德计算的吸收剂量乘以所受到的核辐射的品质因数。比如，10拉德品质因数为5的
核辐射剂量，等于50雷姆。列成公式是：剂量(雷姆)=吸收剂量(拉德)*品质因数。
日前，世界上又在推广使用一个新的反映核辐射生物效应的国际剂量单位，这就是希沃特(国际代号SV)。
1希沃特等于 100雷姆。在军事使用上，品质因数往往规定为1。
核辐射的生物效应，还与人体受核辐射照射的部位有关，特别是与那些对维持人体健康具有重要作用的细
胞的受损程度有关。人体对核辐射最敏感的组织部位是：
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
骨髓，制造新的血细胞的重要组织；
肠线，核辐射损伤会妨碍肠线按正常的方式进行自我更新；
脑细胞和肌细胞，脑细胞如果受到严重的损伤，会导致中枢神经系统功能衰竭。
在机体的这些组织部位当中，骨髓对核辐射的损伤作用是最敏感的，脑细胞则是最不敏感的。不过，从核
辐射损伤病症出现的时间来看，骨髓症状出现得最迟，而脑细胞损伤病状则出现得最早。这是因为减少新的血
细胞供给要经过一定时间才能对人体机能产生影响。而人体中枢神经系统的功能衰竭，是会立即显示出来的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在人体受到相对较小剂量的核辐射作用后，其症状将会迟延出现。原因即在于此。
核辐射对暴露人员健康状况的最终影响，还取决于人员肌体受到核辐射照射的部位有多大。如果机体只有
一部分受到辐照，那么仅仅是这部分机体的骨髓受到损伤。在一定限度内。人体未受损害的那部分组织，将会
继续维持机体的健康状况，甚至还能恢复受照机体被损伤组织的生理机能。
由于任何特定剂量的核辐射对机体的危害程度因人而异，因此不可能确切地说明给定剂量的生物效应，而
只能指明其预期的平均结果。下表列出了整个人体受核辐射照射后的各种症状。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
由于受照人员接受核辐射剂量达450拉德时约有50％的人死亡，因而就把这个剂量值称为50％致死剂量，
一般用LD50表示。
表5．2 人体受全身辐射照射时的效应
人体具有一定的自行恢复核辐射损伤的能力。现有的资料数据表明，在受核辐射照射后30天以内，受损伤
机体略有恢复，要使健康完全得到恢复可能需要1年时间。即使是在一年恢复期后，也会有10～20％的核辐射
损伤做为永久性效应而存在。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
除健康恢复期相当长外，还要考虑到核辐射剂量的累积效应。一个士兵假如连续3天每天受到100拉德的全
身照射，那么实际累积吸收剂量就是300拉德，从而会表现出相应程度的伤害症状。
为了向部队指挥官提供一个准则，以便其了解部队容许遭受的不危及战斗力的照射剂量，列出了以下的数
据。
这些数据是在24小时内，人员容许接受的吸收剂量。英国和美国现行的核突击目标分析安全标准，就是依
据这些数据确定的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
可不予考虑的轻微损伤 5拉德
(包括在连续30天内，接受最大累积吸收剂量75拉德)
中等损伤 20拉德
严重损伤 50拉德
请大家注意，这些容许吸收剂量，仅是针对战争时期制定的。在和平时期，部队人员的容许吸收剂量极限
是非常低的，与居民安全防护标准—致。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的遗传效应
遗传学是研究个体特性由上一代向下一代传递的科学。人体传递遗传特牲的能力，存在于基因中。基因是
细胞核内染色体的一个组成部分。
染色体在细胞内是成对排列的。一对染色体的两个部分，具行相同的基因排列。 下面用图5．3加以说明
。图5．3 染色体对
我们假定，图上P和Q代表一对染色体。在染色体P中，基因是按A、B等等排列的，其中，A是眼睛颜色的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
基因，B是头发颜色的基因，等等。那么，在染色体Q中，a也是眼睛颜色的基因，b也是头发颜色的基因，等等
。
核辐射可以使基因发生改变，这种改变称为基因突变。假如在繁殖的新细胞内有新基因存在，那么由新基
因所传递的遗传信息就也是新的。但是，新基因可能是显性基因，也可能不是显性基因。因此，由上一代传递
给下一代的新遗传特征，也许在许多代中都不会出现。
基因突变的根源，不仅仅是核辐射的伤害作用。某些化学战剂，例如芥子气，也可以引起明显的基因突变
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。据估计，自发基因突变率，在每一代中，大约是每100000个个体基因中有1个基因突变。
辐射照射的遗传作用
所谓加倍剂量，是指使自发基因突变率增加一倍的核辐射剂量。据估计，人员一次照射的加倍剂量大约是
30雷姆，连续照射的加倍剂量大约是90雷姆。关于自发基因突变率增加一倍可能存在的生理影响，遗传学专家
们的意见尚不统—。 一派认为，它将产生灾难性的后果；而另一派则认为，它对人的危害是易于发现的，而
不是灾难性的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
防护瞬时核辐射的屏蔽措施
虽然y辐射与中子辐射是紧密相关的，但对它们的屏蔽问题最好还是分别加以讨论。
在选择防护y辐射的军事屏蔽材料时，首先考虑到的，是采用实际可用的质量最重的物质材料。单就材料
重量来考虑，原子序数较大的元素，如铅等，在理论上具有许多胜过其他元素的优点。但是，从军事应用上讲
，机械强度之类的其他因素，往往是更为重要的因素。任何一种屏蔽材料的有效性，都是相对于核辐射能量而
言的。不管何种屏蔽材料，它对能量相对较高的瞬时y辐射的防护效果， 一般都劣于对剩余y辐射的防护效果
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
对中子流所采取的屏蔽措施，是建立在这样一个客观事实基础上的：即某些元素，诸如硼、镉以及较轻的
氢，都具有俘获中子的能力。不过，这些材料在俘获中子的过程中，还要放射出y射线，因此，也还需对y辐射
进行屏蔽。
这类材料俘获非常慢的中子，可能要比俘获较快的中子多得多。因此，防护瞬时中子辐射的屏蔽层，必须
包括能够俘获慢中子、中速中子和较快中子的材料。这些中子在通过防护材料时，与屏蔽层内的原子核发生弹
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
性碰撞或非弹性碰撞。原子序数小的元素，特别是氢元素，通过弹性碰撞，能够最有效地吸收中子所带的能量
。而对于能量非常高的中子，通过与原子序数较大的原子核发生非弹性碰撞，也可以有效地吸收中子能量。但
是，与此同时却要产生更多的y辐射。
在大多数军事应用场合，其他因素往往也是非常重要的。因此，在研究屏蔽措施时，必须综合地加以考虑
。改进装甲钢板对中子屏蔽性能的方法有很多种，例如，可在装甲钢板中加入硼元素，也可采用含氢元素的塑
料和钢板交替叠合的工艺来制造装甲。对于战地工事来说，湿土防中子辐射的能力要比干土大得多，因为水分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中含有大量的氢。
一般而言，一个士兵所能依赖的屏蔽层，不可能对称地围绕在他的周围。比如， 一个坦克驾驶员，从正
面来说，他只能得到一层装甲钢板的屏蔽保护。而从后面说，由于还有发动机和其他设备，因而可以得到若干
层屏蔽的保护。坦克内部的其他乘员则将分别得到不同程度的屏蔽防护。为了研究方便起见，一般把在相当标
准的情况下物质材料所能达到的平均防护程度，用防护因数这个概念来表示。但在已发表的防护因数数字间存
在着相当大的差异。表5．3中仅列出一部分典型防护因数。对表内列出的每一种情况，在掩蔽部或车辆中受到
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的瞬时核辐射剂量，等于其外部瞬时核辐射剂量除以防护因数所得到的商。例如，假定在坦克外面受到的y辐
射剂量为30拉德，则在坦克内部受到的平均y辐射剂量为：30/4=7．5拉德。
表5.3 用于瞬时核辐射的部分典型防护因数
剩余核辐射
剩余核辐射所包括的射线种类很多，但我们最关心的只有两种，一是y辐射， 一是b辐射。b辐射一般只会
使部队失去战斗力，而不会造成人员死亡。但是，如果处在很近的距离内，或者触摸到b放射性沾染的沉降物
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，在皮肤接触部位上就会产生生物损伤。这种由于b射线照射引起的皮肤坏死，有时被称作b烧伤。这个名称是
不确切的，因为实际上被灼伤的整个皮层会与皮下组织分开，脱离了暴露的神经末梢。治愈这种皮肤损伤虽然
需要几个月的时间，但这种伤害一般不会有生命危险。表5．4列了不同的b辐射剂量对人体皮肤组织的效应。
表5．4 不同的b辐射剂量对皮肤的平均效应
关于y辐射的损伤作用，我们在前面几节中已经讨论过了。
这两种剩余核辐射，是由放射性产物发射出来的。放射性产物散布在很大的地域上，其主要形式有：中子
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
感生放射性物质和放射性沉降物。当接近核爆炸地面零点的物质受到中子的轰击后，便产生了中子感生放射性
。这些受轰击的目标物质之所以会产生放射性，是由于中子与它们内部的一些原子核发生了反应，使这些原子
转变成为放射性同位素。因为这个缘故，核爆炸地零点附近的土壤，以及一切暴露的设备器材，都会产生感生
放射性，对这个问题，我们在后面的章节中再详细研究。
放射性沉降物，是指降落到地面上的放射性核裂碎片。放射性沉降物的核辐射，大半是由裂变产物发射出
来的。但核弹头和土壤中的中子感生放射性也占一定份额。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
剩余核辐射剂量的影响因素
中子感生放射性物质和裂变产物，都含有大量不同的放射性同位素，都向外发射b射线，其中大部分同位
素还发射y射线。
剩余放射性随时间而衰减。但是，由于这种辐射是由大量不同物质放射出的，因而它的衰减过程并不是一个
简单过程。
瞬时核辐射在相当短的时间释放出来，并仅从爆炸火球中有效地向外辐射。与瞬时核辐射相比较，剩余放
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
射性可以在广大地区内出现，并且持续很长时间。受到剩余放射性照射的人员，其累积剂量取决于他周围的放
射性强度，或者他自身沾染的放射性强度，一般按剂量率(即每小时多少拉德)与受照时间的长短来测定。举例
说，假如有一士兵，在剂量率为30拉德每小时的地方受到辐照，而且在那里停留了10分钟，那么累积剂量将为
5拉德。在计算相当长时间的累积剂量时，必须考虑放射性的蜕变。
尽管中子感生放射性物质和放射性沉降物都放射出b和y射线，但用来指示任何地点放射性强度的剂量率，
却是代表y辐射成分的强度。实际上，剩余b辐射要比剩余y辐射强得多，而且在很小的范围内，b辐射剂量率可
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
以是伴生y辐射的100倍。因此，如果一个人仅是双手受到剩余核辐射沾染，那么他遭受到的 b辐射对双手的皮
肤效应，要比伴生y辐射对他的全身辐照效应严重得多。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
瞬时回避的防护方法是在回路中增加快核辐射探测器，以便在y脉冲发生干扰期间，使电路暂停工作。
中子流效应
中子脉冲虽然不会使半导体材料产生较为显著的光电流，但是却会使处在半导体晶格内的原子发生迁移，
从而对电子装置的工作特性产生严重的永久性效应。其确切损伤机制是十分复杂的，但最终结果是在禁带宽度
上发生了空穴与电子的深度复合，或者是形成了许多俘获中心。由于这些情况的发生，使多数载流 子的浓度
有所下降，并且使少数载流子的寿命有所降低。其最终效应，是使半导体二极管的正向电压降加大，使反向漏
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
电流增高，并使晶体管的放大系数降低。
防护中子损伤的加固措施包括：选用抗中子辐射能力较强的电子元器件。最好采用由锗材料制造并将基区
做得很窄的管子。这就使得基区的少数载流子寿命变得很短。这类高频晶体管所受到的损伤作用，比起低频晶
体管和功率晶体管来，要小得多。采用负反馈等电子技术，可以降低电路对晶体三极管工作参数的依赖性。
如果对y射线和中子流这两种核辐射，未能采取加固防护措施，那么通信系统有可能出现暂时性或长久性
中断。更为严重的是，可能会使电子计算机的数据存储搞乱搞错。这种损伤作用，很类似电磁脉冲的效应。关
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
于电磁脉冲，我们将在第七章中具体介绍，但其效应是有局限性的。
核辐射对玻璃的效应
核辐射对电子元器件的瞬时辐照效应，是与它对玻璃和金属的效应密切相关的。核辐射会使玻璃的颜色发
生改变，从而引起光线传播中的损失。玻璃愈厚，这种损失愈大。核武器所发出的瞬时核辐射，可使某些光学
装置，例如观测仪器和各种瞄准器，出现各种技术问题，使正常作业发生严重困难。但更为重要的是，核辐射
可使光导纤维线路产生不透明效应。人们曾经设想，采用光导纤维线路代替电缆用于线路传输，以避免电磁脉
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
冲的干扰。然而对于它们的辐射敏感性仍存在疑问，目前正在进行大量的研究工作，以减轻此种效应。
核辐射对人体的效应
构成生命的基本单元是细胞。每个细胞都是一个高级的复杂系统，其平均直径只有10-5米。细胞基本上是
由两部分组成的，一是细胞核， 一是细胞质。细胞核内染色体的基本结构，是由基因组成的。其功能是控制
细胞的繁殖和细胞质的活动。细胞质是细胞的动力工厂，它可把食物转化成能量和简单分子。
所有动物的生长发育，都是通过细胞的增殖来实现的。细胞数目的增加，是细胞分裂的结果。这种细胞分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
裂过程，称之为有丝分裂。核辐射对细胞核的损伤作用，是可使它分裂细胞的功能减弱。正常的有丝分裂如果
受到这种作用，最终可能会引起细胞死亡。核辐射对细胞的另一种损伤作用，是使基因发生交替变化，但细胞
仍能进行有丝分裂。如果这种细胞是繁殖细胞(或生殖细胞)，那么这种损伤作用将产生卜分严重的后果。
由于细胞的特殊恢复机理，核辐射对生物机体的杀伤作用，不仅取决于总的核辐射剂量，而且取决于接受
射线辐照的速率。
人体组织受到核辐射的照射后，会受到电离作用的损伤。这种损伤作用，使人体的大多数细胞在组成和功
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
能两方面都受到影响。然而，核辐射电离作用的生物学后果，不仅取决于肌体组织所吸收能量的多少(即多少
拉德的吸收剂量)，而且还取决于核辐射引起细胞组织电离的方式以及核辐射的性质。某些射线在按拉德数来
衡量时，其生物杀伤作用要比另外一些射线大。因此，必须引入一个比较因数和一个新的测量单位。
品质因数的意义是，当所考虑的核辐射为1拉德时，其对人体的杀伤作用与若干拉德y辐射对人体杀伤作用
相同条件下所需 y辐射的拉德数。也就是说，品质因数越大，这种核辐射按拉德数换算的杀伤作用也就越大。
雷姆是核辐射生物杀伤效应的剂量单位。它的代号Rem是英文人体伦琴当量的缩写。以雷姆为单位的剂量
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
是这样换算得到的：用按拉德计算的吸收剂量乘以所受到的核辐射的品质因数。比如，10拉德品质因数为5的
核辐射剂量，等于50雷姆。列成公式是：剂量(雷姆)=吸收剂量(拉德)*品质因数。
日前，世界上又在推广使用一个新的反映核辐射生物效应的国际剂量单位，这就是希沃特(国际代号SV)。
1希沃特等于 100雷姆。在军事使用上，品质因数往往规定为1。
核辐射的生物效应，还与人体受核辐射照射的部位有关，特别是与那些对维持人体健康具有重要作用的细
胞的受损程度有关。人体对核辐射最敏感的组织部位是：
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
骨髓，制造新的血细胞的重要组织；
肠线，核辐射损伤会妨碍肠线按正常的方式进行自我更新；
脑细胞和肌细胞，脑细胞如果受到严重的损伤，会导致中枢神经系统功能衰竭。
在机体的这些组织部位当中，骨髓对核辐射的损伤作用是最敏感的，脑细胞则是最不敏感的。不过，从核
辐射损伤病症出现的时间来看，骨髓症状出现得最迟，而脑细胞损伤病状则出现得最早。这是因为减少新的血
细胞供给要经过一定时间才能对人体机能产生影响。而人体中枢神经系统的功能衰竭，是会立即显示出来的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在人体受到相对较小剂量的核辐射作用后，其症状将会迟延出现。原因即在于此。
核辐射对暴露人员健康状况的最终影响，还取决于人员肌体受到核辐射照射的部位有多大。如果机体只有
一部分受到辐照，那么仅仅是这部分机体的骨髓受到损伤。在一定限度内。人体未受损害的那部分组织，将会
继续维持机体的健康状况，甚至还能恢复受照机体被损伤组织的生理机能。
由于任何特定剂量的核辐射对机体的危害程度因人而异，因此不可能确切地说明给定剂量的生物效应，而
只能指明其预期的平均结果。下表列出了整个人体受核辐射照射后的各种症状。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
由于受照人员接受核辐射剂量达450拉德时约有50％的人死亡，因而就把这个剂量值称为50％致死剂量，
一般用LD50表示。
表5．2 人体受全身辐射照射时的效应
人体具有一定的自行恢复核辐射损伤的能力。现有的资料数据表明，在受核辐射照射后30天以内，受损伤
机体略有恢复，要使健康完全得到恢复可能需要1年时间。即使是在一年恢复期后，也会有10～20％的核辐射
损伤做为永久性效应而存在。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
除健康恢复期相当长外，还要考虑到核辐射剂量的累积效应。一个士兵假如连续3天每天受到100拉德的全
身照射，那么实际累积吸收剂量就是300拉德，从而会表现出相应程度的伤害症状。
为了向部队指挥官提供一个准则，以便其了解部队容许遭受的不危及战斗力的照射剂量，列出了以下的数
据。
这些数据是在24小时内，人员容许接受的吸收剂量。英国和美国现行的核突击目标分析安全标准，就是依
据这些数据确定的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
可不予考虑的轻微损伤 5拉德
(包括在连续30天内，接受最大累积吸收剂量75拉德)
中等损伤 20拉德
严重损伤 50拉德
请大家注意，这些容许吸收剂量，仅是针对战争时期制定的。在和平时期，部队人员的容许吸收剂量极限
是非常低的，与居民安全防护标准—致。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核辐射的遗传效应
遗传学是研究个体特性由上一代向下一代传递的科学。人体传递遗传特牲的能力，存在于基因中。基因是
细胞核内染色体的一个组成部分。
染色体在细胞内是成对排列的。一对染色体的两个部分，具行相同的基因排列。 下面用图5．3加以说明
。图5．3 染色体对
我们假定，图上P和Q代表一对染色体。在染色体P中，基因是按A、B等等排列的，其中，A是眼睛颜色的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
基因，B是头发颜色的基因，等等。那么，在染色体Q中，a也是眼睛颜色的基因，b也是头发颜色的基因，等等
。
核辐射可以使基因发生改变，这种改变称为基因突变。假如在繁殖的新细胞内有新基因存在，那么由新基
因所传递的遗传信息就也是新的。但是，新基因可能是显性基因，也可能不是显性基因。因此，由上一代传递
给下一代的新遗传特征，也许在许多代中都不会出现。
基因突变的根源，不仅仅是核辐射的伤害作用。某些化学战剂，例如芥子气，也可以引起明显的基因突变
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。据估计，自发基因突变率，在每一代中，大约是每100000个个体基因中有1个基因突变。
辐射照射的遗传作用
所谓加倍剂量，是指使自发基因突变率增加一倍的核辐射剂量。据估计，人员一次照射的加倍剂量大约是
30雷姆，连续照射的加倍剂量大约是90雷姆。关于自发基因突变率增加一倍可能存在的生理影响，遗传学专家
们的意见尚不统—。 一派认为，它将产生灾难性的后果；而另一派则认为，它对人的危害是易于发现的，而
不是灾难性的。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
防护瞬时核辐射的屏蔽措施
虽然y辐射与中子辐射是紧密相关的，但对它们的屏蔽问题最好还是分别加以讨论。
在选择防护y辐射的军事屏蔽材料时，首先考虑到的，是采用实际可用的质量最重的物质材料。单就材料
重量来考虑，原子序数较大的元素，如铅等，在理论上具有许多胜过其他元素的优点。但是，从军事应用上讲
，机械强度之类的其他因素，往往是更为重要的因素。任何一种屏蔽材料的有效性，都是相对于核辐射能量而
言的。不管何种屏蔽材料，它对能量相对较高的瞬时y辐射的防护效果， 一般都劣于对剩余y辐射的防护效果
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。
对中子流所采取的屏蔽措施，是建立在这样一个客观事实基础上的：即某些元素，诸如硼、镉以及较轻的
氢，都具有俘获中子的能力。不过，这些材料在俘获中子的过程中，还要放射出y射线，因此，也还需对y辐射
进行屏蔽。
这类材料俘获非常慢的中子，可能要比俘获较快的中子多得多。因此，防护瞬时中子辐射的屏蔽层，必须
包括能够俘获慢中子、中速中子和较快中子的材料。这些中子在通过防护材料时，与屏蔽层内的原子核发生弹
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
性碰撞或非弹性碰撞。原子序数小的元素，特别是氢元素，通过弹性碰撞，能够最有效地吸收中子所带的能量
。而对于能量非常高的中子，通过与原子序数较大的原子核发生非弹性碰撞，也可以有效地吸收中子能量。但
是，与此同时却要产生更多的y辐射。
在大多数军事应用场合，其他因素往往也是非常重要的。因此，在研究屏蔽措施时，必须综合地加以考虑
。改进装甲钢板对中子屏蔽性能的方法有很多种，例如，可在装甲钢板中加入硼元素，也可采用含氢元素的塑
料和钢板交替叠合的工艺来制造装甲。对于战地工事来说，湿土防中子辐射的能力要比干土大得多，因为水分
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
中含有大量的氢。
一般而言，一个士兵所能依赖的屏蔽层，不可能对称地围绕在他的周围。比如， 一个坦克驾驶员，从正
面来说，他只能得到一层装甲钢板的屏蔽保护。而从后面说，由于还有发动机和其他设备，因而可以得到若干
层屏蔽的保护。坦克内部的其他乘员则将分别得到不同程度的屏蔽防护。为了研究方便起见，一般把在相当标
准的情况下物质材料所能达到的平均防护程度，用防护因数这个概念来表示。但在已发表的防护因数数字间存
在着相当大的差异。表5．3中仅列出一部分典型防护因数。对表内列出的每一种情况，在掩蔽部或车辆中受到
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的瞬时核辐射剂量，等于其外部瞬时核辐射剂量除以防护因数所得到的商。例如，假定在坦克外面受到的y辐
射剂量为30拉德，则在坦克内部受到的平均y辐射剂量为：30/4=7．5拉德。
表5.3 用于瞬时核辐射的部分典型防护因数
剩余核辐射
剩余核辐射所包括的射线种类很多，但我们最关心的只有两种，一是y辐射， 一是b辐射。b辐射一般只会
使部队失去战斗力，而不会造成人员死亡。但是，如果处在很近的距离内，或者触摸到b放射性沾染的沉降物
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，在皮肤接触部位上就会产生生物损伤。这种由于b射线照射引起的皮肤坏死，有时被称作b烧伤。这个名称是
不确切的，因为实际上被灼伤的整个皮层会与皮下组织分开，脱离了暴露的神经末梢。治愈这种皮肤损伤虽然
需要几个月的时间，但这种伤害一般不会有生命危险。表5．4列了不同的b辐射剂量对人体皮肤组织的效应。
表5．4 不同的b辐射剂量对皮肤的平均效应
关于y辐射的损伤作用，我们在前面几节中已经讨论过了。
这两种剩余核辐射，是由放射性产物发射出来的。放射性产物散布在很大的地域上，其主要形式有：中子
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
感生放射性物质和放射性沉降物。当接近核爆炸地面零点的物质受到中子的轰击后，便产生了中子感生放射性
。这些受轰击的目标物质之所以会产生放射性，是由于中子与它们内部的一些原子核发生了反应，使这些原子
转变成为放射性同位素。因为这个缘故，核爆炸地零点附近的土壤，以及一切暴露的设备器材，都会产生感生
放射性，对这个问题，我们在后面的章节中再详细研究。
放射性沉降物，是指降落到地面上的放射性核裂碎片。放射性沉降物的核辐射，大半是由裂变产物发射出
来的。但核弹头和土壤中的中子感生放射性也占一定份额。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
剩余核辐射剂量的影响因素
中子感生放射性物质和裂变产物，都含有大量不同的放射性同位素，都向外发射b射线，其中大部分同位
素还发射y射线。
剩余放射性随时间而衰减。但是，由于这种辐射是由大量不同物质放射出的，因而它的衰减过程并不是一个
简单过程。
瞬时核辐射在相当短的时间释放出来，并仅从爆炸火球中有效地向外辐射。与瞬时核辐射相比较，剩余放
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
射性可以在广大地区内出现，并且持续很长时间。受到剩余放射性照射的人员，其累积剂量取决于他周围的放
射性强度，或者他自身沾染的放射性强度，一般按剂量率(即每小时多少拉德)与受照时间的长短来测定。举例
说，假如有一士兵，在剂量率为30拉德每小时的地方受到辐照，而且在那里停留了10分钟，那么累积剂量将为
5拉德。在计算相当长时间的累积剂量时，必须考虑放射性的蜕变。
尽管中子感生放射性物质和放射性沉降物都放射出b和y射线，但用来指示任何地点放射性强度的剂量率，
却是代表y辐射成分的强度。实际上，剩余b辐射要比剩余y辐射强得多，而且在很小的范围内，b辐射剂量率可
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
以是伴生y辐射的100倍。因此，如果一个人仅是双手受到剩余核辐射沾染，那么他遭受到的 b辐射对双手的皮
肤效应，要比伴生y辐射对他的全身辐照效应严重得多。
核武器及其效应(六)
第六章 冲击波效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
引 言
本章讨论冲击波的成因和性质，以及它对军事目标的效应。我们将了解到，核爆炸的冲击波与化学爆炸或者常规爆炸很类似，但其持续时间较长，当然爆炸威力也要大许多倍。和高爆炮弹或炸弹不同的是，核武器不是依靠炸裂弹片产生毁伤效果的，尽管冲击波也可能使炸裂碎片和松动物质抛掷或移动而引起杀伤破坏作用。冲击波的毁伤效应细节是十分复杂的，我们在研究时目前仍以经验方法为主。这样做的主要原因有二：第一，冲击波是在空气中传播的，空气象其他任何气体一样，具有可压缩性；第二，地形地物和目标本身会与冲击波发生作用。第二点的意思是说，目标所受到的破坏作用取决于目标的形状、姿态和相对于核爆炸的位置，以及相对于其他有关目标的位置和所处地形地貌等许多因素。
冲击波的成因和性质
成因
在核爆炸后的一瞬间，处于汽化状态的核弹头内的各个原子，以动能形式释放出来的能量。大约占总能量85％。在第四章中我们已介绍过，在全部能量中，有一部分是以热脉冲形式释放出来，而其余能量将使原子的核裂碎片从爆炸中心处以极高速度向外飞散。
在30000米以下高度进行的核爆炸，四周被相当稠密的空气所包围。高速飞射出的原子，好象重型压力机的活塞一样，作用在最靠近爆炸中心的一层空气上。这种冲击作用不仅使这层空气被推离核爆炸中心，而且还将爆炸能量传递给它。内层空气也类似地对靠近的外层空气发生冲击作用，如此一层接一层地传递下去。当这种能量传递历程脱离爆炸火球区时，它便具备了称之为冲击波的一切属性。性质
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核爆炸的这种冲击力传递过程，产生向四外传播的空气移动，冲击压力足以使空气运动速度超过声速。这里提醒大家，声速是随空气温度和压力而变化的。在海平面上，声音传播速度大约是340米／秒，也就是大约5秒钟传播1英里。这里提及声速的意义是，空气只能传递低于声速的简单压力波。如果这种空气扰动以大于声音的速度传播，空气则不能脱离扰动的传播路径，从而形成冲击波阵面。关于这个问题，我们可以拿超声速炮弹或飞机所产生的激波对照加以理解。
图6．1 冲击波阵面峰值静超压随时间衰减的示意图
所形成的冲击波阵面，可以认为是空气两种静态压强之间的边界面。冲击波阵面前面的气压，是一般的大气静态压强，为 15磅／英寸2。在冲击阵面处和它的后面，压力处于极高水平，
因为它们包含着急剧扩张的压强，并且当空气简直不能脱离冲击波传播路径时，冲击波还在不断地压缩空气。我们把冲击波阵面后面的静态压强超过周围大气压的量值，称为静超压。静超压的最大值或者说峰值，出现在冲击波阵面上，随着冲击波阵面向前传播。静超压在其后逐渐降低，变成负值。这一过程如图6．1所示。
冲 击 风
动压
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
除冲击波阵面之外，从核爆炸中心还向外涌出高压气浪，它和冲击波阵面运动速度是一样的，并紧接在冲击波阵面的后面，这就是所谓冲击风，又称曳力风。在效应上，它和其他任何一种风都相似，对目标朝向风刮来方向的正面，施加一个压力。因此我们说，这种风对目标施加了动压或曳力压。
图6．2 超压与动压的关系值
我们可以拿沉在河底的箱子为例，以解释冲击波对目标的两种作用。箱子顶面以上的河水，对箱体施加一个流体静压，我们可把它比做静超压。流过箱体四周的水流，对箱子施加了一个曳力压或者说动压。动压或曳力压对目标的作用时间，比静超压要长。这是因为运动空气具有质量，因此其动量使空气持续运动较长时间才告停止。动压的峰值与静超压有关，当静超压大约在 70磅／英寸2或超过此数值时，动压值较大。图6.2列出它们之间的关系值。
用磅／英寸2表示的动压，无法给出明确的风速图，而且也很难想象，由10磅／英寸2超压所产生的约290英里／时狂风的景象。我们将此与一般台风产生的100英里／时的风速相对比，便不难看出，核武器所产生的冲击力要比台风大得多，尽管其持续时间要短得多。
正压相与负压相
图6．3 在一固定点上静超压和动压随时间的变化图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
前面我们讨论了从核爆炸点向外刮出的强风。我们知道，这 种强风的持续时间比静超压的持续时间要长。当超压值下降为零并当动压风不断衰减时，冲击波就会产生类似于拉伸过度的弹簧趋向重新建立其平衡状态的那种作用。这时，静超压值实际转变成负值，即低于15磅／英寸2的普通大气压。在这个压力相作用期间，冲击风又返回刮向核爆炸点，但其风力不足以产生军事作用。
这两种压力相分别称作冲击波的正压相和负压相。图6．3为这两种压力相的变化图。距核爆炸地面零点的距离对冲击风的效应
对于分析冲击波来说，要认识到冲击波阵面的速度、超压和冲击风是直接相关的这一点是十分重要的。由于种种原因，我们讨论时，用冲击波阵面来描述冲击波的传播运动，用峰值静超压来描述冲击波强度，是比较便捷的。当然，冲击波还有其他一些特性。
图6．4 距离对峰值静超压和两种压力相持续时间的效应
就特定的核爆炸当量而言，峰值静超压随距离的增加而减少，就好象投入水塘的石子一样，它所激起的水波纹高度，随着它的向外传播而降低。可是，和水塘中的波纹波长随着向外传播的距离增大而增加一样，正压相和负压相的持续时间却随着距离的增大而增加。由于冲击波对目标的杀伤破坏作用，一般是随着压强和作用时间的乘积而改变的，因此在相同变化率的情况下，即使超压值减少了，潜在的危害也并不会减轻。
另外，在特定的距离上，峰值静超压和两种压力相的持续时间，是随核爆炸当量的增加而增加的。请看图6．4示例的情况。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
地面对冲击波的效应
马赫茎
如果核爆炸高度对冲击波来说是最佳爆炸高度，则冲击波强度便会由于地面的反射和尔后产生的所谓“马赫茎”而得到极大的加强。
马赫茎是通过以下过程而形成的：具有特定压强的球形冲击波阵面和冲击风，由爆炸火球中发射出以后，首先撞击到地面零点的地面上。地面挡住了冲击波。特别是冲击风正压相的传播。其结果，由地面反射回来的那部分球状冲击波，增强了所形成的巨大超压。
在靠近核爆炸地面零点的地方，入射冲击波阵面和反射冲击波阵面始终保持分离状态。不过，传播反射冲击波阵面的空气，已经被初始冲击波所加热和压缩。由图6．5上我们看到，在已被加热的空气中，反射波的传播速度要比原始波快得多，因而便追上了原始波，形成近乎垂直的加强冲击波阵面，一般把它称作马赫茎。
原始冲击波阵面和反射冲击波阵面的合成点，一般叫做三相点，它位于马赫茎的顶部。随着冲击波向四处不断传播，三相点的高度也不断增加，在整个有效作用范围内，一般都高达数十米。马赫茎的形成过程是相当复杂的，它的强度，比原始波和反射波简单叠加所得到的冲击波强度要大得多。其增强效应一般比所预期的要大得多。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在一定程度上，地面的性质也影响着马赫茎的强度。坚硬地面对入射波能量的吸收，比象沙子一类的松软地面要少得多，因此它是比较有效的反射层。坚硬地面可以产生强度很高的马赫茎，并且可以使它能扩展到较远的距离上。图6.5表明马赫茎的形成过程。
图6．5 马赫茎的形成过程
距离效应
图6．6 距地面零点的距离对地面压力的效应
在冲击波阵面的后面，地面零点周围的地面压力有着极大的差异。当冲击波阵面过后，其压强随距离的增加而减小。这是由于入射冲击波的峰值超压是不断减少的。与此同时，地面与冲击波的夹角逐渐减小，因此反射压力系数也在减小。但进而由于马赫茎的形成， —霎间，地面压力又骤然回升。随着距地面零点距离的加大，压力再一次下降。图6．6表明了此种效应。
核爆炸高度效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
爆炸高度对冲击波破坏地面目标的作用，也具有重大影响。为了实现最大的杀伤破坏作用，目标分析人员必须计算出可产生最有效马赫茎的爆炸高度。这个高度称为最佳爆炸高度，对于坚固的目标来说，最好采取较低的爆炸高度。低爆炸高度不仅可以在比较接近地面零点处产生马赫茎，而且还具有能够产生弹坑的地面冲击效应。图6．7给出了1千吨级当量的核武器，其爆炸高度与给定峰值静超压条件F距离的关系曲线。
图6．7 1千吨级当量核爆炸在地面上形成的峰值静超压
从图6．7上我们看到，爆炸高度为195米时，在地面零点处，地面的静超压为50磅／英寸2。爆炸高度为155米时，产生相同的静超压值则在距地面零点110米处。观察静超压值为50磅／英寸2的曲线，我们还看到，在距地面零点110米处形成的马赫茎，直到170米以外，其静超压值一直维持在50磅／英寸2。当爆炸高度下降时，50磅／英寸2超压的作用距离也随之减小，其最低限为140米。利用此图，我们还可以找出所要求峰值静超压条件下的爆炸距离和爆炸高度。
显然，冲击波阵面不仅从地面上反射，而且还从它所经过的任何目标的表面上反射。反射冲击波的压强和其作用在目标上的压强，大于原始入射冲击波的超压。
图6．8表明， 当冲击波按90°角垂直于入射路径反射时，其超压的增加是相当巨大的。
图6．8 与入射路径成90°角的反射效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
换句话说，也就是当入射冲击波以偏离原路径一定角度冲击目标表面时，反射冲击压强随入射角的减小而减小。
冲击波对目标的效应
在前面几节中，我们介绍了冲击波是怎样传播的，是如何通过马赫茎的形式得到增强并通过在目标上的反射又得到进一步增强的。下面我们介绍一下这些效应对目标的作用。
为了使问题简化起见，我们以地面上的一个箱形目标为例，讨论当马赫茎由它的左侧冲击过来时，对目标所产生的一系列作用。首先研究冲击波阵面接近并冲击目标左侧表面的情况。由于峰值静超压在一瞬间只是作用在目标左侧表面并且冲击风对这个表面施加了一个动压，因而目标右侧受到从左侧传递来的剧烈冲击。
由于空气激波在目标左侧表面发生反射，产生向回传播的冲击波，使得这个综合破坏效应得到加强。在发生反射的一瞬间，反射冲击波与原始冲击波混合为一体，从而使静超压和相应冲击风的强度增加到8倍。
接着，原始冲击波阵面沿着目标表面继续传播，目标各侧面逐一受到超压作用。冲击风虽然也逐一通过了目标各个侧面，但对它们不产生重大破坏效应。而此时，目标正面仍承受着静超压与冲击风的作用，但其量值稍有减少。
第六章 冲击波效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
引 言
本章讨论冲击波的成因和性质，以及它对军事目标的效应。我们将了解到，核爆炸的冲击波与化学爆炸或者常规爆炸很类似，但其持续时间较长，当然爆炸威力也要大许多倍。和高爆炮弹或炸弹不同的是，核武器不是依靠炸裂弹片产生毁伤效果的，尽管冲击波也可能使炸裂碎片和松动物质抛掷或移动而引起杀伤破坏作用。冲击波的毁伤效应细节是十分复杂的，我们在研究时目前仍以经验方法为主。这样做的主要原因有二：第一，冲击波是在空气中传播的，空气象其他任何气体一样，具有可压缩性；第二，地形地物和目标本身会与冲击波发生作用。第二点的意思是说，目标所受到的破坏作用取决于目标的形状、姿态和相对于核爆炸的位置，以及相对于其他有关目标的位置和所处地形地貌等许多因素。
冲击波的成因和性质
成因
在核爆炸后的一瞬间，处于汽化状态的核弹头内的各个原子，以动能形式释放出来的能量。大约占总能量85％。在第四章中我们已介绍过，在全部能量中，有一部分是以热脉冲形式释放出来，而其余能量将使原子的核裂碎片从爆炸中心处以极高速度向外飞散。
在30000米以下高度进行的核爆炸，四周被相当稠密的空气所包围。高速飞射出的原子，好象重型压力机的活塞一样，作用在最靠近爆炸中心的一层空气上。这种冲击作用不仅使这层空气被推离核爆炸中心，而且还将爆炸能量传递给它。内层空气也类似地对靠近的外层空气发生冲击作用，如此一层接一层地传递下去。当这种能量传递历程脱离爆炸火球区时，它便具备了称之为冲击波的一切属性。性质
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核爆炸的这种冲击力传递过程，产生向四外传播的空气移动，冲击压力足以使空气运动速度超过声速。这里提醒大家，声速是随空气温度和压力而变化的。在海平面上，声音传播速度大约是340米／秒，也就是大约5秒钟传播1英里。这里提及声速的意义是，空气只能传递低于声速的简单压力波。如果这种空气扰动以大于声音的速度传播，空气则不能脱离扰动的传播路径，从而形成冲击波阵面。关于这个问题，我们可以拿超声速炮弹或飞机所产生的激波对照加以理解。
图6．1 冲击波阵面峰值静超压随时间衰减的示意图
所形成的冲击波阵面，可以认为是空气两种静态压强之间的边界面。冲击波阵面前面的气压，是一般的大气静态压强，为 15磅／英寸2。在冲击阵面处和它的后面，压力处于极高水平，
因为它们包含着急剧扩张的压强，并且当空气简直不能脱离冲击波传播路径时，冲击波还在不断地压缩空气。我们把冲击波阵面后面的静态压强超过周围大气压的量值，称为静超压。静超压的最大值或者说峰值，出现在冲击波阵面上，随着冲击波阵面向前传播。静超压在其后逐渐降低，变成负值。这一过程如图6．1所示。
冲 击 风
动压
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
除冲击波阵面之外，从核爆炸中心还向外涌出高压气浪，它和冲击波阵面运动速度是一样的，并紧接在冲击波阵面的后面，这就是所谓冲击风，又称曳力风。在效应上，它和其他任何一种风都相似，对目标朝向风刮来方向的正面，施加一个压力。因此我们说，这种风对目标施加了动压或曳力压。
图6．2 超压与动压的关系值
我们可以拿沉在河底的箱子为例，以解释冲击波对目标的两种作用。箱子顶面以上的河水，对箱体施加一个流体静压，我们可把它比做静超压。流过箱体四周的水流，对箱子施加了一个曳力压或者说动压。动压或曳力压对目标的作用时间，比静超压要长。这是因为运动空气具有质量，因此其动量使空气持续运动较长时间才告停止。动压的峰值与静超压有关，当静超压大约在 70磅／英寸2或超过此数值时，动压值较大。图6.2列出它们之间的关系值。
用磅／英寸2表示的动压，无法给出明确的风速图，而且也很难想象，由10磅／英寸2超压所产生的约290英里／时狂风的景象。我们将此与一般台风产生的100英里／时的风速相对比，便不难看出，核武器所产生的冲击力要比台风大得多，尽管其持续时间要短得多。
正压相与负压相
图6．3 在一固定点上静超压和动压随时间的变化图
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
前面我们讨论了从核爆炸点向外刮出的强风。我们知道，这 种强风的持续时间比静超压的持续时间要长。当超压值下降为零并当动压风不断衰减时，冲击波就会产生类似于拉伸过度的弹簧趋向重新建立其平衡状态的那种作用。这时，静超压值实际转变成负值，即低于15磅／英寸2的普通大气压。在这个压力相作用期间，冲击风又返回刮向核爆炸点，但其风力不足以产生军事作用。
这两种压力相分别称作冲击波的正压相和负压相。图6．3为这两种压力相的变化图。距核爆炸地面零点的距离对冲击风的效应
对于分析冲击波来说，要认识到冲击波阵面的速度、超压和冲击风是直接相关的这一点是十分重要的。由于种种原因，我们讨论时，用冲击波阵面来描述冲击波的传播运动，用峰值静超压来描述冲击波强度，是比较便捷的。当然，冲击波还有其他一些特性。
图6．4 距离对峰值静超压和两种压力相持续时间的效应
就特定的核爆炸当量而言，峰值静超压随距离的增加而减少，就好象投入水塘的石子一样，它所激起的水波纹高度，随着它的向外传播而降低。可是，和水塘中的波纹波长随着向外传播的距离增大而增加一样，正压相和负压相的持续时间却随着距离的增大而增加。由于冲击波对目标的杀伤破坏作用，一般是随着压强和作用时间的乘积而改变的，因此在相同变化率的情况下，即使超压值减少了，潜在的危害也并不会减轻。
另外，在特定的距离上，峰值静超压和两种压力相的持续时间，是随核爆炸当量的增加而增加的。请看图6．4示例的情况。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
地面对冲击波的效应
马赫茎
如果核爆炸高度对冲击波来说是最佳爆炸高度，则冲击波强度便会由于地面的反射和尔后产生的所谓“马赫茎”而得到极大的加强。
马赫茎是通过以下过程而形成的：具有特定压强的球形冲击波阵面和冲击风，由爆炸火球中发射出以后，首先撞击到地面零点的地面上。地面挡住了冲击波。特别是冲击风正压相的传播。其结果，由地面反射回来的那部分球状冲击波，增强了所形成的巨大超压。
在靠近核爆炸地面零点的地方，入射冲击波阵面和反射冲击波阵面始终保持分离状态。不过，传播反射冲击波阵面的空气，已经被初始冲击波所加热和压缩。由图6．5上我们看到，在已被加热的空气中，反射波的传播速度要比原始波快得多，因而便追上了原始波，形成近乎垂直的加强冲击波阵面，一般把它称作马赫茎。
原始冲击波阵面和反射冲击波阵面的合成点，一般叫做三相点，它位于马赫茎的顶部。随着冲击波向四处不断传播，三相点的高度也不断增加，在整个有效作用范围内，一般都高达数十米。马赫茎的形成过程是相当复杂的，它的强度，比原始波和反射波简单叠加所得到的冲击波强度要大得多。其增强效应一般比所预期的要大得多。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在一定程度上，地面的性质也影响着马赫茎的强度。坚硬地面对入射波能量的吸收，比象沙子一类的松软地面要少得多，因此它是比较有效的反射层。坚硬地面可以产生强度很高的马赫茎，并且可以使它能扩展到较远的距离上。图6.5表明马赫茎的形成过程。
图6．5 马赫茎的形成过程
距离效应
图6．6 距地面零点的距离对地面压力的效应
在冲击波阵面的后面，地面零点周围的地面压力有着极大的差异。当冲击波阵面过后，其压强随距离的增加而减小。这是由于入射冲击波的峰值超压是不断减少的。与此同时，地面与冲击波的夹角逐渐减小，因此反射压力系数也在减小。但进而由于马赫茎的形成， —霎间，地面压力又骤然回升。随着距地面零点距离的加大，压力再一次下降。图6．6表明了此种效应。
核爆炸高度效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
爆炸高度对冲击波破坏地面目标的作用，也具有重大影响。为了实现最大的杀伤破坏作用，目标分析人员必须计算出可产生最有效马赫茎的爆炸高度。这个高度称为最佳爆炸高度，对于坚固的目标来说，最好采取较低的爆炸高度。低爆炸高度不仅可以在比较接近地面零点处产生马赫茎，而且还具有能够产生弹坑的地面冲击效应。图6．7给出了1千吨级当量的核武器，其爆炸高度与给定峰值静超压条件F距离的关系曲线。
图6．7 1千吨级当量核爆炸在地面上形成的峰值静超压
从图6．7上我们看到，爆炸高度为195米时，在地面零点处，地面的静超压为50磅／英寸2。爆炸高度为155米时，产生相同的静超压值则在距地面零点110米处。观察静超压值为50磅／英寸2的曲线，我们还看到，在距地面零点110米处形成的马赫茎，直到170米以外，其静超压值一直维持在50磅／英寸2。当爆炸高度下降时，50磅／英寸2超压的作用距离也随之减小，其最低限为140米。利用此图，我们还可以找出所要求峰值静超压条件下的爆炸距离和爆炸高度。
显然，冲击波阵面不仅从地面上反射，而且还从它所经过的任何目标的表面上反射。反射冲击波的压强和其作用在目标上的压强，大于原始入射冲击波的超压。
图6．8表明， 当冲击波按90°角垂直于入射路径反射时，其超压的增加是相当巨大的。
图6．8 与入射路径成90°角的反射效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
换句话说，也就是当入射冲击波以偏离原路径一定角度冲击目标表面时，反射冲击压强随入射角的减小而减小。
冲击波对目标的效应
在前面几节中，我们介绍了冲击波是怎样传播的，是如何通过马赫茎的形式得到增强并通过在目标上的反射又得到进一步增强的。下面我们介绍一下这些效应对目标的作用。
为了使问题简化起见，我们以地面上的一个箱形目标为例，讨论当马赫茎由它的左侧冲击过来时，对目标所产生的一系列作用。首先研究冲击波阵面接近并冲击目标左侧表面的情况。由于峰值静超压在一瞬间只是作用在目标左侧表面并且冲击风对这个表面施加了一个动压，因而目标右侧受到从左侧传递来的剧烈冲击。
由于空气激波在目标左侧表面发生反射，产生向回传播的冲击波，使得这个综合破坏效应得到加强。在发生反射的一瞬间，反射冲击波与原始冲击波混合为一体，从而使静超压和相应冲击风的强度增加到8倍。
接着，原始冲击波阵面沿着目标表面继续传播，目标各侧面逐一受到超压作用。冲击风虽然也逐一通过了目标各个侧面，但对它们不产生重大破坏效应。而此时，目标正面仍承受着静超压与冲击风的作用，但其量值稍有减少。
再接着，冲击波阵面通过了目标右侧末端，开始绕射向右侧表面。冲击波绕射整个右侧表面所需时间的长短，与目标的宽度和高度有关。因此，静超压并不能在瞬间完全作用在目标整个表面上，同时由这个压强所产生的全部力量，也要花一定时间才能施加在整个目标上。
最后，冲击波阵面完全通过了该目标并恢复了它的连续性。此时，整个目标完全处在静超压的作用之下。围绕目标刮过的冲击风形成许多旋涡，对目标右侧或背面产生吸力。图6．9表示了这一系列作用的过程。
该目标受到冲击波两种独特的破坏效应。第一为静超压的挤压效应。这种破坏作用的危害程度取决于这个压强能否通过窗户一类的敞口传递到目标内部。如果有这种可能性，目标内部和外部的压力相等，则挤压破坏效应较小。如果该目标是封闭物体，将会遭受到挤压破坏。第二种破坏效应称为曳力负载。它是在冲击风刮到右侧时所产生的一个力，它可使目标出现向右整体挪动的趋向。在冲击波阵面到达目标背面以前，静超压对目标正面已经施加了一个冲击压力。冲击波阵面对目标背面所施加的压力，称为绕射负载。由于原始冲击波要被左侧表面所反射，因而绕射负载有一个特性：它对右侧的突然冲击伴随着持续的推力。
图6。9 冲击波对箱形目标作用的平面示意图
第二种效应对目标的破坏作用，与冲击波的强度及对目标的作用时间有关。这里的道理好比是树木和钓鱼杆的情况。树木虽然能经得起一阵大风的冲击力，但如果受到狂风的连续袭击就会连根拔起。钓鱼杆能够经受住抛甩鱼线的弯曲作用，但在大鱼的连续重力作用下就会被折断。绕射负载对目标的危害程度取决于目标体积的大小，其大小又与冲击波阵面绕射从而完全环绕整个目标所需要的时间有关，即如图6．9 b-e所示的那种情况。曳力负载所产生的危害作用取决于冲击波正压相的持续时间和强度。
前面已经说过，从军事观点来看，我们可以忽略负压相的危害作用。在一般情况下，这个评价是正确的。负压相的持续时间比正压相要长，但它的静压和动压，却要比正压相低得多。因此，它不可能对在正压相经过时期幸免遇难的目标，产生破坏效应。但偶然也会有这种情况：在正压相作用下，目标已受到损坏，而在回风的致命一击之下，目标才完全被摧毁。不过，这种破坏效应往往发生在建筑物上，对军用车辆及装备来说却不常见。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
战场上的个体军事目标—般都是小型的，可以预计，它们受到曳力负载的作用，可能要比绕射负载大得多。不过，有一些抗压能力较差的目标，例如中空结构的储油罐等，则可能要受到绕射负载的严重破坏。但无论是哪一种情况，对目标的危害程度，都取决于破坏效应的持续时间，也就是正压相的波长。
图6．10给出了一些典型军事目标的某些概略参数值。
图6．10 使典型军事目标遭受中度冲击波破坏的核爆炸参数概略值
由于在给定距离上，正压相的波长与核爆炸当量有关。因此，在考虑摧毁典型的军事目标时，就必须考虑爆炸当量以及冲击波的某个参数。为了使用方便起见，通常所引用的冲击波数值，是峰值静超压。它是指在冲击波阵面到达目标之前，即在目标由于绕射冲击波引起破坏效应之前的一瞬间，静超压所达到的峰值。
表内所列为最佳核爆炸高度以及50％的目标将会受到冲击波的中度破坏时，也就是说，在再次使用前，需要先送进车间修理情况下的作用距离。作用距离越小，受到此种程度破坏的目标的百分率就越高。对于森林来说，中度破坏效应能刮倒折断树木的范围足以妨碍部队和车辆的运动。前面，我们只是分析了冲击波的直接破坏效应。当冲击波使砂石和砖瓦飞射起来时，它还会产生额外的破坏效应，例如，可毁坏非装甲车辆的散热器等。在 1千吨当量核爆炸的情况下，在较远的距离上，坦克乘员将会被瞬时核辐射所杀死，关于这个问题，我们放在以后的章节中讨论。 上表清楚地表明，当量较高的核爆炸，所产生的正压相持续时间较长；但在另一方面，对于给定效应，1百万吨当量核爆炸的峰值静超压数值，只有1千吨当量核爆炸的一半。
冲击波对人员的效应静超压效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
人体具有惊人的抗冲击波静超压伤害的能力。当静超压为7 -15磅／英寸2时，部队中大约有50％的人员，会产生耳鼓膜破裂的症状，但这不一定会降低部队的战斗力。如要对人的心、肺等内脏器官产生比较严重的损害，需要高达40磅／英寸2以上的静超压。这是因为由肋骨等所形成的胸廓富有一定的弹性。对于这种弹性的强度，我们通过计算能得到更好的认识。例如，如果一个人的躯干为1．5英尺*2英尺，在40磅／英寸2压强
下，他身体上部所承受的压力将是17280磅。但是，需要指出，要想躲避这种静超压的损伤作用，是极其困难的。冲击波将会吞没它传播路径上的—切目标和所有障碍物。如果堑壕、装甲人员输送车和坦克有孔洞或缝隙的话，通过这些孔洞进入的冲击波，也会杀伤其内部的人员。假如装甲车辆的舱盖是敞开的，或者，如果人员隐蔽在堑壕内和建筑物的后面，冲击波的挤压效应会由于反射而得到成倍的增强、从而在短短一瞬间产生特别高的压强，造成挤压伤亡。
冲击波的次级效应
没有采取防护措施的人员，还非常容易受到冲击波次级效应的伤害。例如，冲击波会将他们推掷到固体上，或者使碎石迸到他们身上，这种杀伤作用是很难划分轻重等级的，因为它取决于具体的环境条件。为了使这项工作简便起见，我们假定： 当一个训练有素的士兵察觉到核爆炸闪光时，他会迅速就地卧倒，当冲击波到达时，他已面向地面俯卧好。另外，我们还假定：如果冲击波强度足以将这个土兵从原位置抛开，撞击在装备、树木或其他物体上，那么冲击波就具有施害于这个士兵的有效冲击力。我们用“俯卧士兵的迁移运动”这个术语来描述上述效应。
由以上分析不难看出，未采取防护的人员所受到的曳力负载伤害，要比绕射负载大得多也容易得多。图6．11给出了在不考虑瞬时核辐射情况下，造成人员50％伤亡率的冲击波参数概略值。附带指出，造成人员耳鼓膜破裂的静超压值是一样的。
图6。11 可使处于俯卧位置的人员受到迁移运动伤害(即丧失战斗力)的冲击波参数概略值
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
总结本节讨论的内容，我们可以看到，对于冲击波效应采取了防护措施的人员与未加防护的人员相比，通常要安全得多。这种防护措施还具有其他优点，譬如不易受热脉冲的灼伤，在某些情况下还可减轻核辐射的损伤作用。
空中核爆炸的换算定律
当空中核爆炸距离地面足够远，以致冲击波不发生反射时，峰值静超压的斜线作用距离之比便等于核爆炸当量立方根之比。这个定律的表达式为：
R2/R1=(W2/W1)^1/3
式中：R2是当量为W2千吨的核爆炸在具有所要求冲击波效应时的作用距离；R1是当量为W1千吨的核爆炸在具有相同冲击波效应时的作用距离。
这个定律，只能用于计算给定相等压强时的两种作用距离，而不能用于求取在相同作用距离时两种压强的差值。不过，这个定律可用于换算冲击波阵面的到达时间，以及相等超压下正压相与负压相的持续时间。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
持续时间2/持续时间1=到达时间2/到达时间1=R2/R1=(W2/W1)^1/3
假如我们将数据代入公式，就可证明：在相等压强条件下，高当量核武器的作用距离和持续时间，均比低当量核武器长得多，因此可产生更大的杀伤破坏作用。
当核爆炸出现地面反射时，这个定律还能以同样方式换算得到爆炸高度。
H2/H1=(W2/W1)^1/3
式中：H2是当量为W2千吨级核武器的爆炸高度；H1是当量为 W1千吨级核武器的爆炸高度。
大家已经了解到，大型目标，例如建筑物，最易受到绕射负载的破坏作用，并且这种冲击波的危害效应，主要是受峰值静超压的支配和影响。假如我们已知一次给定当量的核爆炸的毁伤半径，利用上述立方根定律，就可计算出另一次特定当量核爆炸的毁伤半径。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
小型目标，包括实际存在的所有军事目标，所受到的杀伤破坏作用主要来自曳力负载。动压风的最大速度和正压相的持续时间，是曳力负载的两大影响因素。如果我们假定：这类小型目标还受到马赫茎的冲击，那么应采用以下两个换算定律进行计算。
H2/H1=(W2/W1)^1/3; R2/R1=(W2/W1)^0.4
式中：R2是当量为W2千吨、爆炸高度为H2的核武器，所产生规定杀伤破坏程度的作用距离。
R1是当量为W1千吨、爆炸高度为H1的核武器，产生相同杀伤破坏程度的作用距离。在本章末尾的自我测验题中，举出了几个应用这些空中核爆炸换算定律的实例。
撞击核爆炸与成坑作用
为了摧毁硬目标，可采用低空或地面爆炸方式的核打击。与真正的空中爆炸相比，在当量相同时，这类爆炸在接近地面零点地区所产生的冲击波效应，总是比较强烈的。不过，随着目标作用距离的增加，这种效应的减弱速度也较空中爆炸快得多。另外，我们还应记得，马赫茎总是形成于撞击核爆炸或低空爆炸中。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
超硬目标在接近于这类核爆炸的中心附近会受到严重破坏，
但其中度毁伤的作用范围将更大。此外，这类爆炸还将产生地震波，但一般认为它没有军事意义，因为我们已经讨论过，空气冲击波将对军事目标造成更有效的破坏。
在发生撞击核爆炸的场合，将会出现弹坑，因为地表面上大量的诸如土壤和岩石一类的物质，会被加热汽化，或者被冲击波向四外抛散。典型的弹坑如图6．12所示。
图6．12 撞击核爆炸所形成的典型弹坑
图6．13 列出了两种当量核武器的典型弹坑尺度数据。
图6．13 1千吨和1百万吨当量地面核爆炸弹坑的典型尺度数据
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
需要指出，此时在龟裂区的土壤和岩石中，有大量通向塑性变形区的径向裂缝；塑性变形区内的土壤和岩石由于被压缩，要比周围相应土层密实得多。象其他类型的爆炸所产生的所有弹坑一样，弹坑及四周的表面被一层称为回落物的疏松碎片所覆盖，回落物还在弹坑周边上形成—圈凸缘。
这些弹坑尺度数据，是针对干燥土壤和低硬度岩石来说的。如果核武器是在坚硬岩石上进行爆炸，全部弹坑尺度数据可能要减小五分之一。另外，如果是湿饱和土壤，弹坑会变得更大，但深度较浅。
结 论
在本章，我们讨论了核武器最明显的杀伤破坏效应，大多数土兵都能够识别这种效应，并且可以最容易地想象到这种效应的危害。我们已经了解，大多数军事目标是曳力目标，而大型民用目标，如建筑物和储气罐或储油罐等，则最易遭受绕射负载的破坏。
我们还讨论了反射压强的杀伤破坏效应，以及处在通道敞开的地下掩蔽部和舱盖敞开的坦克内的士兵易遭受冲击波峰值静超压伤害等问题。在自我测验题部分，给出了几个冲击波换算定律的计算例题。在最后，我们还简要地讨论了核武器地面爆炸时的效应。
在下一章，我们将讨论由放射性辐射引起的比较不易认清的伤害效应。由于这种危害具有不可见性，因此很难向部队预警此种伤害。然而这种效应却是一种主要的毁伤因素，特别是在使用弱冲击波核武器的场合下更是如此。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
自我测验题例题
请仔细研究如下例题解法，以便于解答后面的自我测验题。
为了计算方便起见，例题小所有基本数据都引自图6．7，并且均以50千吨的爆炸当量为准。
(例1)一枚50千吨当量的核武器，在最佳爆炸高度上进行爆炸时，所产生的峰值静超压为20磅／英寸2，试计算它的作用距离和最佳爆炸高度。
(解)由图6．7，沿峰值静超压为20磅／英寸2的曲线我们查得：最佳爆炸高度为180米，最大作用距离为280米。
对于50千吨级核武器，换算系数为：(50/1)^1/3=3.68
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
因此，50千吨级核武器作用距离为：280* 368=1030米。
最佳爆炸高度为：180*3．68=660米。
(例2)一次50千吨当量的核爆炸，爆炸高度为300米，所产生的峰值静超压为20磅／英寸2，试问其作用距离是多少?
(解)在本例中，我们必须先将图6．7中读数用换算系数缩小，然后再由换算定律放大求取所需的要求值。1千吨级核武器的爆炸高度，按换算系数可缩小为：300/3．68=82米。在此爆炸高度上，20磅／英寸2压强的 作用距离为230米。
因此，50千吨级核爆炸的作用距离，按换算定律可放大为：230* 3．68=850米。
(例3)当一次50千吨当量的核爆炸的爆炸高度为500米时，试求在距地面零点500米处，它所产生的峰值静超压?
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
(解)将1千吨当量核爆炸的作用距离按换算定律缩小为： 500/3．68=137米。
类似地，爆炸高度将为：500/3．68=137米。
据此，由图6.7上查得，峰值静超压是70磅／英寸2。
(例4)一个曳力目标，在200米的距离上，被一枚1千吨级核
武器的爆炸所摧毁，其最佳爆炸高度为100米。试问
它将在多大距离上，被在最佳爆炸高度上进行的50
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
千吨级核爆炸所摧毁，这个最佳爆炸高度为何值?
(解)由图6．7_上查得，1千吨核武器摧毁目标的峰值静超压
为27磅／英寸2。这个压强值对应的最大作用距离为
225米，而最佳爆炸高度约为175米。由于是受曳力
负载作用的小型目标，因此在求取指定最佳爆炸高度
时，我们可采用立方根定律：175*3．68=：640米。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
但是，在求取作用距离时，必须采用0．4定律进行换
算：
(W2/W1)^0.4=(50/1)^0.4=4.78*225=1080米。
最后，冲击波阵面完全通过了该目标并恢复了它的连续性。此时，整个目标完全处在静超压的作用之下。围绕目标刮过的冲击风形成许多旋涡，对目标右侧或背面产生吸力。图6．9表示了这一系列作用的过程。
该目标受到冲击波两种独特的破坏效应。第一为静超压的挤压效应。这种破坏作用的危害程度取决于这个压强能否通过窗户一类的敞口传递到目标内部。如果有这种可能性，目标内部和外部的压力相等，则挤压破坏效应较小。如果该目标是封闭物体，将会遭受到挤压破坏。第二种破坏效应称为曳力负载。它是在冲击风刮到右侧时所产生的一个力，它可使目标出现向右整体挪动的趋向。在冲击波阵面到达目标背面以前，静超压对目标正面已经施加了一个冲击压力。冲击波阵面对目标背面所施加的压力，称为绕射负载。由于原始冲击波要被左侧表面所反射，因而绕射负载有一个特性：它对右侧的突然冲击伴随着持续的推力。
图6。9 冲击波对箱形目标作用的平面示意图
第二种效应对目标的破坏作用，与冲击波的强度及对目标的作用时间有关。这里的道理好比是树木和钓鱼杆的情况。树木虽然能经得起一阵大风的冲击力，但如果受到狂风的连续袭击就会连根拔起。钓鱼杆能够经受住抛甩鱼线的弯曲作用，但在大鱼的连续重力作用下就会被折断。绕射负载对目标的危害程度取决于目标体积的大小，其大小又与冲击波阵面绕射从而完全环绕整个目标所需要的时间有关，即如图6．9 b-e所示的那种情况。曳力负载所产生的危害作用取决于冲击波正压相的持续时间和强度。
前面已经说过，从军事观点来看，我们可以忽略负压相的危害作用。在一般情况下，这个评价是正确的。负压相的持续时间比正压相要长，但它的静压和动压，却要比正压相低得多。因此，它不可能对在正压相经过时期幸免遇难的目标，产生破坏效应。但偶然也会有这种情况：在正压相作用下，目标已受到损坏，而在回风的致命一击之下，目标才完全被摧毁。不过，这种破坏效应往往发生在建筑物上，对军用车辆及装备来说却不常见。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
战场上的个体军事目标—般都是小型的，可以预计，它们受到曳力负载的作用，可能要比绕射负载大得多。不过，有一些抗压能力较差的目标，例如中空结构的储油罐等，则可能要受到绕射负载的严重破坏。但无论是哪一种情况，对目标的危害程度，都取决于破坏效应的持续时间，也就是正压相的波长。
图6．10给出了一些典型军事目标的某些概略参数值。
图6．10 使典型军事目标遭受中度冲击波破坏的核爆炸参数概略值
由于在给定距离上，正压相的波长与核爆炸当量有关。因此，在考虑摧毁典型的军事目标时，就必须考虑爆炸当量以及冲击波的某个参数。为了使用方便起见，通常所引用的冲击波数值，是峰值静超压。它是指在冲击波阵面到达目标之前，即在目标由于绕射冲击波引起破坏效应之前的一瞬间，静超压所达到的峰值。
表内所列为最佳核爆炸高度以及50％的目标将会受到冲击波的中度破坏时，也就是说，在再次使用前，需要先送进车间修理情况下的作用距离。作用距离越小，受到此种程度破坏的目标的百分率就越高。对于森林来说，中度破坏效应能刮倒折断树木的范围足以妨碍部队和车辆的运动。前面，我们只是分析了冲击波的直接破坏效应。当冲击波使砂石和砖瓦飞射起来时，它还会产生额外的破坏效应，例如，可毁坏非装甲车辆的散热器等。在 1千吨当量核爆炸的情况下，在较远的距离上，坦克乘员将会被瞬时核辐射所杀死，关于这个问题，我们放在以后的章节中讨论。 上表清楚地表明，当量较高的核爆炸，所产生的正压相持续时间较长；但在另一方面，对于给定效应，1百万吨当量核爆炸的峰值静超压数值，只有1千吨当量核爆炸的一半。
冲击波对人员的效应静超压效应
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
人体具有惊人的抗冲击波静超压伤害的能力。当静超压为7 -15磅／英寸2时，部队中大约有50％的人员，会产生耳鼓膜破裂的症状，但这不一定会降低部队的战斗力。如要对人的心、肺等内脏器官产生比较严重的损害，需要高达40磅／英寸2以上的静超压。这是因为由肋骨等所形成的胸廓富有一定的弹性。对于这种弹性的强度，我们通过计算能得到更好的认识。例如，如果一个人的躯干为1．5英尺*2英尺，在40磅／英寸2压强
下，他身体上部所承受的压力将是17280磅。但是，需要指出，要想躲避这种静超压的损伤作用，是极其困难的。冲击波将会吞没它传播路径上的—切目标和所有障碍物。如果堑壕、装甲人员输送车和坦克有孔洞或缝隙的话，通过这些孔洞进入的冲击波，也会杀伤其内部的人员。假如装甲车辆的舱盖是敞开的，或者，如果人员隐蔽在堑壕内和建筑物的后面，冲击波的挤压效应会由于反射而得到成倍的增强、从而在短短一瞬间产生特别高的压强，造成挤压伤亡。
冲击波的次级效应
没有采取防护措施的人员，还非常容易受到冲击波次级效应的伤害。例如，冲击波会将他们推掷到固体上，或者使碎石迸到他们身上，这种杀伤作用是很难划分轻重等级的，因为它取决于具体的环境条件。为了使这项工作简便起见，我们假定： 当一个训练有素的士兵察觉到核爆炸闪光时，他会迅速就地卧倒，当冲击波到达时，他已面向地面俯卧好。另外，我们还假定：如果冲击波强度足以将这个土兵从原位置抛开，撞击在装备、树木或其他物体上，那么冲击波就具有施害于这个士兵的有效冲击力。我们用“俯卧士兵的迁移运动”这个术语来描述上述效应。
由以上分析不难看出，未采取防护的人员所受到的曳力负载伤害，要比绕射负载大得多也容易得多。图6．11给出了在不考虑瞬时核辐射情况下，造成人员50％伤亡率的冲击波参数概略值。附带指出，造成人员耳鼓膜破裂的静超压值是一样的。
图6。11 可使处于俯卧位置的人员受到迁移运动伤害(即丧失战斗力)的冲击波参数概略值
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
总结本节讨论的内容，我们可以看到，对于冲击波效应采取了防护措施的人员与未加防护的人员相比，通常要安全得多。这种防护措施还具有其他优点，譬如不易受热脉冲的灼伤，在某些情况下还可减轻核辐射的损伤作用。
空中核爆炸的换算定律
当空中核爆炸距离地面足够远，以致冲击波不发生反射时，峰值静超压的斜线作用距离之比便等于核爆炸当量立方根之比。这个定律的表达式为：
R2/R1=(W2/W1)^1/3
式中：R2是当量为W2千吨的核爆炸在具有所要求冲击波效应时的作用距离；R1是当量为W1千吨的核爆炸在具有相同冲击波效应时的作用距离。
这个定律，只能用于计算给定相等压强时的两种作用距离，而不能用于求取在相同作用距离时两种压强的差值。不过，这个定律可用于换算冲击波阵面的到达时间，以及相等超压下正压相与负压相的持续时间。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
持续时间2/持续时间1=到达时间2/到达时间1=R2/R1=(W2/W1)^1/3
假如我们将数据代入公式，就可证明：在相等压强条件下，高当量核武器的作用距离和持续时间，均比低当量核武器长得多，因此可产生更大的杀伤破坏作用。
当核爆炸出现地面反射时，这个定律还能以同样方式换算得到爆炸高度。
H2/H1=(W2/W1)^1/3
式中：H2是当量为W2千吨级核武器的爆炸高度；H1是当量为 W1千吨级核武器的爆炸高度。
大家已经了解到，大型目标，例如建筑物，最易受到绕射负载的破坏作用，并且这种冲击波的危害效应，主要是受峰值静超压的支配和影响。假如我们已知一次给定当量的核爆炸的毁伤半径，利用上述立方根定律，就可计算出另一次特定当量核爆炸的毁伤半径。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
小型目标，包括实际存在的所有军事目标，所受到的杀伤破坏作用主要来自曳力负载。动压风的最大速度和正压相的持续时间，是曳力负载的两大影响因素。如果我们假定：这类小型目标还受到马赫茎的冲击，那么应采用以下两个换算定律进行计算。
H2/H1=(W2/W1)^1/3; R2/R1=(W2/W1)^0.4
式中：R2是当量为W2千吨、爆炸高度为H2的核武器，所产生规定杀伤破坏程度的作用距离。
R1是当量为W1千吨、爆炸高度为H1的核武器，产生相同杀伤破坏程度的作用距离。在本章末尾的自我测验题中，举出了几个应用这些空中核爆炸换算定律的实例。
撞击核爆炸与成坑作用
为了摧毁硬目标，可采用低空或地面爆炸方式的核打击。与真正的空中爆炸相比，在当量相同时，这类爆炸在接近地面零点地区所产生的冲击波效应，总是比较强烈的。不过，随着目标作用距离的增加，这种效应的减弱速度也较空中爆炸快得多。另外，我们还应记得，马赫茎总是形成于撞击核爆炸或低空爆炸中。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
超硬目标在接近于这类核爆炸的中心附近会受到严重破坏，
但其中度毁伤的作用范围将更大。此外，这类爆炸还将产生地震波，但一般认为它没有军事意义，因为我们已经讨论过，空气冲击波将对军事目标造成更有效的破坏。
在发生撞击核爆炸的场合，将会出现弹坑，因为地表面上大量的诸如土壤和岩石一类的物质，会被加热汽化，或者被冲击波向四外抛散。典型的弹坑如图6．12所示。
图6．12 撞击核爆炸所形成的典型弹坑
图6．13 列出了两种当量核武器的典型弹坑尺度数据。
图6．13 1千吨和1百万吨当量地面核爆炸弹坑的典型尺度数据
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
需要指出，此时在龟裂区的土壤和岩石中，有大量通向塑性变形区的径向裂缝；塑性变形区内的土壤和岩石由于被压缩，要比周围相应土层密实得多。象其他类型的爆炸所产生的所有弹坑一样，弹坑及四周的表面被一层称为回落物的疏松碎片所覆盖，回落物还在弹坑周边上形成—圈凸缘。
这些弹坑尺度数据，是针对干燥土壤和低硬度岩石来说的。如果核武器是在坚硬岩石上进行爆炸，全部弹坑尺度数据可能要减小五分之一。另外，如果是湿饱和土壤，弹坑会变得更大，但深度较浅。
结 论
在本章，我们讨论了核武器最明显的杀伤破坏效应，大多数土兵都能够识别这种效应，并且可以最容易地想象到这种效应的危害。我们已经了解，大多数军事目标是曳力目标，而大型民用目标，如建筑物和储气罐或储油罐等，则最易遭受绕射负载的破坏。
我们还讨论了反射压强的杀伤破坏效应，以及处在通道敞开的地下掩蔽部和舱盖敞开的坦克内的士兵易遭受冲击波峰值静超压伤害等问题。在自我测验题部分，给出了几个冲击波换算定律的计算例题。在最后，我们还简要地讨论了核武器地面爆炸时的效应。
在下一章，我们将讨论由放射性辐射引起的比较不易认清的伤害效应。由于这种危害具有不可见性，因此很难向部队预警此种伤害。然而这种效应却是一种主要的毁伤因素，特别是在使用弱冲击波核武器的场合下更是如此。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
自我测验题例题
请仔细研究如下例题解法，以便于解答后面的自我测验题。
为了计算方便起见，例题小所有基本数据都引自图6．7，并且均以50千吨的爆炸当量为准。
(例1)一枚50千吨当量的核武器，在最佳爆炸高度上进行爆炸时，所产生的峰值静超压为20磅／英寸2，试计算它的作用距离和最佳爆炸高度。
(解)由图6．7，沿峰值静超压为20磅／英寸2的曲线我们查得：最佳爆炸高度为180米，最大作用距离为280米。
对于50千吨级核武器，换算系数为：(50/1)^1/3=3.68
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
因此，50千吨级核武器作用距离为：280* 368=1030米。
最佳爆炸高度为：180*3．68=660米。
(例2)一次50千吨当量的核爆炸，爆炸高度为300米，所产生的峰值静超压为20磅／英寸2，试问其作用距离是多少?
(解)在本例中，我们必须先将图6．7中读数用换算系数缩小，然后再由换算定律放大求取所需的要求值。1千吨级核武器的爆炸高度，按换算系数可缩小为：300/3．68=82米。在此爆炸高度上，20磅／英寸2压强的 作用距离为230米。
因此，50千吨级核爆炸的作用距离，按换算定律可放大为：230* 3．68=850米。
(例3)当一次50千吨当量的核爆炸的爆炸高度为500米时，试求在距地面零点500米处，它所产生的峰值静超压?
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
(解)将1千吨当量核爆炸的作用距离按换算定律缩小为： 500/3．68=137米。
类似地，爆炸高度将为：500/3．68=137米。
据此，由图6.7上查得，峰值静超压是70磅／英寸2。
(例4)一个曳力目标，在200米的距离上，被一枚1千吨级核
武器的爆炸所摧毁，其最佳爆炸高度为100米。试问
它将在多大距离上，被在最佳爆炸高度上进行的50
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
千吨级核爆炸所摧毁，这个最佳爆炸高度为何值?
(解)由图6．7_上查得，1千吨核武器摧毁目标的峰值静超压
为27磅／英寸2。这个压强值对应的最大作用距离为
225米，而最佳爆炸高度约为175米。由于是受曳力
负载作用的小型目标，因此在求取指定最佳爆炸高度
时，我们可采用立方根定律：175*3．68=：640米。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
但是，在求取作用距离时，必须采用0．4定律进行换
算：
(W2/W1)^0.4=(50/1)^0.4=4.78*225=1080米。
比起其他电磁波(比如说闪电)来，核电磁脉冲的上升时间非常短，而所占据的频谱范围又非常宽。因此，
保护仪器设备免遭核电磁脉冲的损坏，是一项非常困难的工作。闪电发生的光束和光线，可以给驾驶员一个主
要的袭击警报信号，促使他迅速采取某种防护措施。而对于核电磁脉冲来说，就不容易研制出一种早期报警系
统。
危害
如果不能挡住核电磁脉冲进入仪器设备，它就会产生损坏作用。电磁脉冲的电场与易损性设备发生耦合的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
主要原因，是由于屏蔽措施不够完善和电路接地系统失效。设备的屏蔽出现缺陷，是由于门和人孔未能关好，
或是由于门和人孔的绝缘密封材料被破坏，甚至说根本没有。接地失效或者电缆与设备连接不良，也都会加大
电磁脉冲危害的可能性并增大其危害程度。连接多套设备的大型回路，由于输入电缆很长，特别容易受到电磁
脉冲的损坏。不少部队为加强同上级司令部的联系，建立了无线电群。无线电群的无线电收发设备与发电机的
导线非常长，天线连接系统相隔也很遥远。因此，电磁脉冲极易使这类无线电群遭受暂时性甚至是永久性损坏
。至于远距离送受话器联络系统，其所受到的危害更是可想而知了。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
许多条长长的接地导线和天线引线，要通过一些孔眼引入指挥车辆，这就给电磁脉冲提供了一条破坏通
信指挥系统的便利途径。由于电磁脉冲可以用上述同样方式进入电缆配置系统，因而电子计算机存储器将会发
生错误动作，并使数据传输系统工作状态出现紊乱。在战场上，这种破坏效应可以由一连串的战术核打击来形
成，也可只由一枚几百万吨级核武器在高空爆炸来实现。前面我们已经讲过，后一种爆炸方式可在非常广大的
地域内产生此种破坏效应。有些防护电磁脉冲破坏效应的方法是切实可行的，这些方法分成一般性预防措施和
技术性保护措施两大类。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
一般性预防措施
我们要讨论的第一种情况，是假设己军自己实施核打击，各部队可收到足够的报警信息。在这种情况下，
采取如下一些简易的预防措施，就可以大大减轻核武器电磁脉冲的危害。一经接到报警信号，应当立即拆卸天
线装置，或者切断它同设备器材的连接导线；对于安装有易损性设备的车辆与建筑工事，应立即关闭门窗，并
封闭人孔。在核袭击以前的几分钟，到核袭击后的一分钟左右之内，采取以上防护措施，均可有效地保护仪器
设备不受损害。极易受损伤的电子设备，例如指挥与控制电子计算机以及数据中心，在得到警报后，应立即停
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
机，并且切断电源。甚至在采取这些防护措施之前，就应事先慎重考虑电路的合理布局，以确保所采用的连接
电缆长度达到最低限度，并使连接电缆避免形成回路。这样就可减少连接电缆充当脉冲接收天线所带来的危害
。对于通信中心，应当认真严格选择电源与传输电缆的连接方式，力求避免蛛网效应，以期减少电磁破坏作用
。
飞行中的有线制导反坦克导弹，是最容易遭受核电磁脉冲损伤的技术兵器，它可能会偏离预定的打击目标
，甚至被摧毁。不过，损失一枚导弹，同电磁脉冲对导弹发射器的破坏作用相比，还是微不足道的。这就促使
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
我们来讨论避免电磁脉冲危害的技术性保护措施。
技术性保护措施或加固
现在，人们对核电磁脉冲已经有了相当的了解，军事装备或其他设备的设计师们。已经开始注意到它的危
害作用。通过采用优秀的设计技术和经过特别选择的、抗电磁脉冲能力较强的元器件，可以生产出我们称之为
抗电磁脉冲的“加固型”设备。采用能够在电磁脉冲急剧上升阶段开始时立即自动跳闸的快速开关，在天线与
接收装置输入线路之间采取先进的滤波技术，这些方法都可以极大地削弱电磁脉冲的损伤效应。目前，在抗电
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
磁脉冲加固方面，仍在继续开展大量的研究试制工作。另外，还有人提出采用光学纤维进行通信和传输数据。
不过，这种材料虽然不受电磁脉冲的影响，但却对核辐射十分敏感，因此尚需进一步研究加固这种材料，以对
抗核辐射效应。
只要采取了上述预防措施并采用加固型设备，即便是敌人实施了我方事先一无所知的核打击，其电磁脉冲
效应，也将会比前面第一种情况下所能估计到的危害要小得多。
大气的电离
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
大气的电离和核爆炸对大气的效应是一个很复杂的过程。核爆炸使大气电离层内许多区域发生变化，这种
变化类似于在太阳能作用下所发生的剧烈变化。核爆炸火球发出的核辐射，改变了大气的自然电离状态，从而
干扰了电磁波的传播。与其他许多效应一样，核爆炸的当量和爆高亦是此种效应强度与持续时间的影响因素。
核武器的这种效应，可以使雷达和无线电通信或长或短地中断一个时期。举例说，爆高为60公里的核爆炸
，将会使广大地域内的短波通信，完全中断约数小时。无线电通信不仅取决于发射波通过大气的传播，而且还
取决于通过所谓地波和天波这两种途径传播时的频率。地波只能有效地传播甚低频信号。而天波却恰恰相反，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
由于它是借电离层再反射到地面上的。因此对于传播高频带信号最为有效。甚高频和超高频电波可以穿透大气
电离层，而电离层的扰动并不影响近乎在距范围内的通信方法。
图7．11列出了现代通信设备所用的频率和波长，以及核爆炸电磁脉冲效应对它们的各种影响。
图7．11 核爆炸电磁脉冲效应对通信设备的影响
通过以上讨论我们总结出两点，在战争中核武器电磁脉冲很可能产生巨大危害，但若采取了技术性加固措
施。再辅之以战场上的一般性预防措施，就可以保证易损性设备得到可靠的保护。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
保护仪器设备免遭核电磁脉冲的损坏，是一项非常困难的工作。闪电发生的光束和光线，可以给驾驶员一个主
要的袭击警报信号，促使他迅速采取某种防护措施。而对于核电磁脉冲来说，就不容易研制出一种早期报警系
统。
危害
如果不能挡住核电磁脉冲进入仪器设备，它就会产生损坏作用。电磁脉冲的电场与易损性设备发生耦合的
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
主要原因，是由于屏蔽措施不够完善和电路接地系统失效。设备的屏蔽出现缺陷，是由于门和人孔未能关好，
或是由于门和人孔的绝缘密封材料被破坏，甚至说根本没有。接地失效或者电缆与设备连接不良，也都会加大
电磁脉冲危害的可能性并增大其危害程度。连接多套设备的大型回路，由于输入电缆很长，特别容易受到电磁
脉冲的损坏。不少部队为加强同上级司令部的联系，建立了无线电群。无线电群的无线电收发设备与发电机的
导线非常长，天线连接系统相隔也很遥远。因此，电磁脉冲极易使这类无线电群遭受暂时性甚至是永久性损坏
。至于远距离送受话器联络系统，其所受到的危害更是可想而知了。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
许多条长长的接地导线和天线引线，要通过一些孔眼引入指挥车辆，这就给电磁脉冲提供了一条破坏通
信指挥系统的便利途径。由于电磁脉冲可以用上述同样方式进入电缆配置系统，因而电子计算机存储器将会发
生错误动作，并使数据传输系统工作状态出现紊乱。在战场上，这种破坏效应可以由一连串的战术核打击来形
成，也可只由一枚几百万吨级核武器在高空爆炸来实现。前面我们已经讲过，后一种爆炸方式可在非常广大的
地域内产生此种破坏效应。有些防护电磁脉冲破坏效应的方法是切实可行的，这些方法分成一般性预防措施和
技术性保护措施两大类。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
一般性预防措施
我们要讨论的第一种情况，是假设己军自己实施核打击，各部队可收到足够的报警信息。在这种情况下，
采取如下一些简易的预防措施，就可以大大减轻核武器电磁脉冲的危害。一经接到报警信号，应当立即拆卸天
线装置，或者切断它同设备器材的连接导线；对于安装有易损性设备的车辆与建筑工事，应立即关闭门窗，并
封闭人孔。在核袭击以前的几分钟，到核袭击后的一分钟左右之内，采取以上防护措施，均可有效地保护仪器
设备不受损害。极易受损伤的电子设备，例如指挥与控制电子计算机以及数据中心，在得到警报后，应立即停
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
机，并且切断电源。甚至在采取这些防护措施之前，就应事先慎重考虑电路的合理布局，以确保所采用的连接
电缆长度达到最低限度，并使连接电缆避免形成回路。这样就可减少连接电缆充当脉冲接收天线所带来的危害
。对于通信中心，应当认真严格选择电源与传输电缆的连接方式，力求避免蛛网效应，以期减少电磁破坏作用
。
飞行中的有线制导反坦克导弹，是最容易遭受核电磁脉冲损伤的技术兵器，它可能会偏离预定的打击目标
，甚至被摧毁。不过，损失一枚导弹，同电磁脉冲对导弹发射器的破坏作用相比，还是微不足道的。这就促使
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
我们来讨论避免电磁脉冲危害的技术性保护措施。
技术性保护措施或加固
现在，人们对核电磁脉冲已经有了相当的了解，军事装备或其他设备的设计师们。已经开始注意到它的危
害作用。通过采用优秀的设计技术和经过特别选择的、抗电磁脉冲能力较强的元器件，可以生产出我们称之为
抗电磁脉冲的“加固型”设备。采用能够在电磁脉冲急剧上升阶段开始时立即自动跳闸的快速开关，在天线与
接收装置输入线路之间采取先进的滤波技术，这些方法都可以极大地削弱电磁脉冲的损伤效应。目前，在抗电
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
磁脉冲加固方面，仍在继续开展大量的研究试制工作。另外，还有人提出采用光学纤维进行通信和传输数据。
不过，这种材料虽然不受电磁脉冲的影响，但却对核辐射十分敏感，因此尚需进一步研究加固这种材料，以对
抗核辐射效应。
只要采取了上述预防措施并采用加固型设备，即便是敌人实施了我方事先一无所知的核打击，其电磁脉冲
效应，也将会比前面第一种情况下所能估计到的危害要小得多。
大气的电离
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
大气的电离和核爆炸对大气的效应是一个很复杂的过程。核爆炸使大气电离层内许多区域发生变化，这种
变化类似于在太阳能作用下所发生的剧烈变化。核爆炸火球发出的核辐射，改变了大气的自然电离状态，从而
干扰了电磁波的传播。与其他许多效应一样，核爆炸的当量和爆高亦是此种效应强度与持续时间的影响因素。
核武器的这种效应，可以使雷达和无线电通信或长或短地中断一个时期。举例说，爆高为60公里的核爆炸
，将会使广大地域内的短波通信，完全中断约数小时。无线电通信不仅取决于发射波通过大气的传播，而且还
取决于通过所谓地波和天波这两种途径传播时的频率。地波只能有效地传播甚低频信号。而天波却恰恰相反，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
由于它是借电离层再反射到地面上的。因此对于传播高频带信号最为有效。甚高频和超高频电波可以穿透大气
电离层，而电离层的扰动并不影响近乎在距范围内的通信方法。
图7．11列出了现代通信设备所用的频率和波长，以及核爆炸电磁脉冲效应对它们的各种影响。
图7．11 核爆炸电磁脉冲效应对通信设备的影响
通过以上讨论我们总结出两点，在战争中核武器电磁脉冲很可能产生巨大危害，但若采取了技术性加固措
施。再辅之以战场上的一般性预防措施，就可以保证易损性设备得到可靠的保护。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核武器及其效应(八)
第八章 核 加 固
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
引 言
在前面几章中，我们介绍了各种类型核武器及其对人员和军事装备的杀伤破坏效应；择要讨论了各种减轻
和降低这些效应的方法。本章，我们将根据正式公布的、较常采用的技术装备核加固规范和标准，来探讨各种
加固措施。在必要情况下应进行完全加固。
抗核能力这个术语的定义是：一个系统，在经历了核环境的作用之后，完成预定任务的本领不致遭受损害
的能力。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
按照国防部的政策规定：新式武器和新型装备的“参谋人员须知”。应当明确说明是否考虑到抗核能力；
如果系统具备这种功能，则应详细说明所能经受的核环境细节情况。国防部战术要求局根据与使用者共同协商
的结果，负责做出有关器材装备是否有必要规定抗核能力的决定。对系统规定抗核能力的决定一经做出，对大
部分军事装备来说、拟定核环境的繁复工作过程，可以简化成选择一组适宜的、预先计算好的核武器效应参数
。但在某些情况下，则要求军事装备具有特定的抗核能力参数，因此其计算就比较困难。
英国现行抗核能力准则
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在发生全面战争时，核武器会做为战略武器使用，同时还可做为打击地面部队的战术武器使用，从而构成
一种严重威胁。如果能有足够数量的人员，幸免于核武器瞬时杀伤效应的伤害，那么对核袭击后的作战具有重
要作用的军事装备，也就应具有很高 程度的抗核破坏能力。对此可依照人员和装备两方面的要求说明于下：
“军事装备在暴露于核环境之后，仍应保持很高的
战斗使用价值的几率。而这种核环境可使50％以上幸
存的作战人员仍可继续作战至少在1小时以上。切记：
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
生存人员仍能继续保持战斗力的时间愈长，核环境的危
害水平就愈低，因此对军事装备抗核能力的技术要求也
就愈宽。”
这项政策的理论依据是： 一般来说，在核攻击后，遭受 50％伤亡的单位，应当能够完成上级交给它的
作战任务，最短作业时间为1小时。在这段时间内，这个单位可能会接到执行作战任务的指令。目前，英国和
北约组织成员国的大多数现行抗核能力规范，都是以此准则做为基础的。不过，在个别有正当理由的情况下，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
抗核能力规范是按不同的伤亡百分率或防护时间计算的。这项抗核能力基本准则，不完全适用于战术性军事装
备，因为这类装备在战场上是互相关联的，应另有类似的抗核能力准则。
平衡抗核能力的目的，是为了使军事装备能够在距核爆炸地面零点规定距离内的抗核能力，刚好能防护一
枚特定当量的核武器所产生的所有瞬时破坏效应。显而易见，在不必要的过分加固装备以抗御某种效应的设计
上付出很高代价，是得不偿失的。而遗漏掉对某种效应的加固，使装备在能有效地防其他所有核效应的范围内
，却对这种效应的破坏作用十分脆弱，也是非常有害的。军事装备抗核能力标准的计算方法，涉及到权衡核环
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
境的技术条件。
有关规定抗核能力的决择
为什么要使我方部队和敌人都知道，我军技术装备都设计成能抵御核武器各种破坏效应，是有其重要和明
显原因的。英国现行军事装备采购政策，是鼓励生产优质但数额有限的器材设备。这样，军事装备的成本就不
免很高，而且补充装备的储备百分比只能很低。另外，核战争条件使战场补充即使不是不可能的话，也是非常
困难的。因此，对装备器材的一个基本要求是：在各种核条件下，都具有很高的抗核能力，而上述核条件系指
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
仍保存有足够数量能继续操作装备器材的人员时的核环境。
军事装备的核加固系指所采用的能防止或者减弱核环境有害破坏效应的所有工艺技术。装备的核加固需要
花费不少时间和人力物力，因此，在决定是否要规定装备抗核能力时，要受到经济和其他因素的制约，其中包
括：
(1)该装备可能会用于核战场吗？
(2)该装备对核袭击后作战是否至关重要?
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
(3)该装备如果没有防核能力，它能否在核战争条件下迅速方便地被更换?
(4)该装备是否只与一部据悉不能抗御核打击的旧装备连接使用?如果确实如此，这部旧装备是否能为具有
抗核能力的装备所更换?
在军事装备的核加固中，首先需要做出决择的是：规定装备的抗核能力在经济上的必要性；在技术上的可
行性；在价值上的合理性。在设计用于满足特殊军事需要的设备器材时，一般总是首先对以上问题进行论证。
在生产主要供应民用市场的设备和购买“正在服役”的设备时，对设备规定充分的抗核能力等级是不符合经济
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
观点的，尽管可以通过对特别易于受核武器效应损伤的元器件进行简易改进，就有可能提高设备器材的整体加
固水平。不过，如果由于某些其他原因而要将这类设备器材改做军品，这倒是一项很有经济意义的改进措施。
如若决定对军事装备抗核能力不做任何规定，对其后果就必须有充分的估计。这种决定意味着备用元器件储备
量的增加，储备规模甚至扩大到成套地替换设备。
抗核能力仅考虑到核武器对器材设备的瞬时破坏效应，也就是仅考虑到爆炸后第一分钟内核武器的早期能
量输出。放射性沉降物和剩余放射性物质，均不在考虑范围之内。增强人员防护核杀伤能力的各种措施，仅仅
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在于利用设备所能提供的固有防护能力，例如，借助光学观测装置防护射向人体的热辐射的措施，就是如此。
核环境的定义
在特定作用范围内，给定当量核武器破坏效应的大小，是随所引爆的核武器当量的不同而改变的。考虑到
仪器设备可能会暴露于各种当量的核爆炸，采用了由低当量到高当量的威胁当量范围这一概念。核爆炸当量范
围的选定，是对敌人可能会使用的核武器当量及其可能的使用方式，进行综合情报估计的结果。在这种核环境
中，设备装置必须不遭受破坏，与此同时具有1小时以上作战能力的幸免人员的几率应达50％。核环境由导致
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
人员失能的核杀伤效应的临界值来确定，包括核辐射、热辐射和冲击波三种效应的临界值。假定每种效应都是
单独发生作用的。这三种效应的近似临界值如下：
核辐射。总的(n+y)全身吸收剂量为2600拉德。
热辐射。对于穿着全套核生化防护服处于暴露状态的人员，总热注量为1．3兆焦／米2(30卡／厘米2)。一
般认为，轮式车辆对人员只能提供部分热防护，而装甲车辆则可提供完全的热防护(其观测仪器安装有某种类
型的保护装置)。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
冲击波。在以下两种条件下，假定人员遭受失能性伤害的几率为50％：
(1)未采取防护措施的人员 被冲击风抛掷起来的俯卧士兵
遭受整体撞击，即所谓“俯卧士兵的迁移”的几率为 50％。
(2)采取防护措施的人员 隐蔽在车辆或掩蔽部中具有中等
防护的人员，遭受中度外伤的几率为50％。
能否免遭核武器的失能性伤害，取决于人员距核爆炸地面零点的距离。对于特定当量来说，在最大作用范
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
围内，造成人员失能性伤害的几率为50％的核武器效应，称为该当量核武器的支配效应。
在作用距离与核爆炸当量的坐标图上，依据点绘的距离坐标，便可对特定的防护水平绘制出相对于威胁当
量范围的临界效应曲线，如图8．1所示。
图8．1 支配效应临界曲线
该图所规定的人员防护水平，是按人员在装甲战斗车辆中计算的。如果装甲战斗车辆系装甲人员输送车，
轻型装甲钢板则不能提供有效的核辐射防护，因此车内外的核辐射剂量相等，达到所规定的2600拉德。图中冲
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
击波线段系按可使装甲人员输送车遭受中度损坏的冲击波水平来确定的。热辐射水平不做为一个限制因素，因
为车中乘员不会遭受热辐射效应。一般要求装甲人员输送车应避开图上A、B、C三点连线封闭区域所代表的核
环境。因此，就核爆炸当量D来说，在大于或等于点A的所有作用距离上，装甲人员输送车必须能够防护该爆炸
当量核武器的所有效应。
军事装备抗核能力标准
武器设计师虽然无需知道他所设计的军事装备究竟能在多大范围内免遭破坏，但他必须了解，对他所设计
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的装备来说，可产生破坏作用的所有核武器效应的最大危害值。例如，就冲击波效应来说，设计师们需要知道
：可产生挤压破坏作用的峰值静超压，以及可产生类似风灾破坏作用的动压脉冲值。有助于设计师确定核环境
并具有实际：工程意义的所有量值，都可按临界曲线上的各个点推导出来。与特定技术装备有关的各种核效应
最大危害值，都列成表格纳入了该装备的抗核能力标准。
适宜标准的选择
确定适宜抗核能力标准的工作程序已经简化，仅从大多数装备常用的五种标准情况中选取合适的一种即可
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。有关标准选择的最后决定取决于以下三点：
(1)抗核能力标准是否已经制定?
(2)“标准情况”下的抗核能力标准是否能被恰当运用?如果
仪器装备的使用操作牵涉到人员，或者牵涉到位于车辆
内的人员，答案一般都是“肯定的”。但假如该装备的操
作与人员没有关系，或者实行特殊操作，甚至远距离遥
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
控，答案则是“否定的”，并应请教专家。后—种情况的
例子如地雷和自动地面传感器。
(3) 五种标准情况中哪一种最合适?
从前面几节关于制定抗核能力标准的讨论中大家知道，标准的建立涉及到许多不确定因素，从理论上说，
每一种军事装备应建立它自己单独的抗核能力标准。但如果这样去做，也许就要执行许多，而在许多情况下只
是略有差异的抗核能力标准。绝大多数军事装备，在战场上都是山人来操作控制的。战斗人员既可能未采取防
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
护措施，并“处于暴露状态”， 也可能乘坐在某种车辆内。装备可能是车辆的一个组成部分， 也可能装在
车内或车上。车辆视其类型的不同对于核武器的毁伤破坏效应可给操作人员提供不同程度的防护。军用车辆分
成三大类：即轮式车辆；轻型装甲战斗车辆、装甲人员输送车；坦克、重型装甲战斗车辆。对于每类军用车辆
来说，各种型号车辆对核武器每一种毁伤破坏效应的承受程度，以及所提供的防护能力都大体相仿。
综上所述，我们可以将军事装备的核环境，等同于乘坐在军用车辆内操作人员的核环境， 或者是无车辆
时操作人员的核环境，从而将各种核环境大致分成五种标准情况。然后，我们只须确定出军事装备使用中的四
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
种最严历的核环境，尔后便可确定出标准情况下适宜的抗核能力标准。在这一标准中，还包括北约组织军事部
门制定的电磁脉冲值。
第八章 核 加 固
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
引 言
在前面几章中，我们介绍了各种类型核武器及其对人员和军事装备的杀伤破坏效应；择要讨论了各种减轻
和降低这些效应的方法。本章，我们将根据正式公布的、较常采用的技术装备核加固规范和标准，来探讨各种
加固措施。在必要情况下应进行完全加固。
抗核能力这个术语的定义是：一个系统，在经历了核环境的作用之后，完成预定任务的本领不致遭受损害
的能力。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
按照国防部的政策规定：新式武器和新型装备的“参谋人员须知”。应当明确说明是否考虑到抗核能力；
如果系统具备这种功能，则应详细说明所能经受的核环境细节情况。国防部战术要求局根据与使用者共同协商
的结果，负责做出有关器材装备是否有必要规定抗核能力的决定。对系统规定抗核能力的决定一经做出，对大
部分军事装备来说、拟定核环境的繁复工作过程，可以简化成选择一组适宜的、预先计算好的核武器效应参数
。但在某些情况下，则要求军事装备具有特定的抗核能力参数，因此其计算就比较困难。
英国现行抗核能力准则
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在发生全面战争时，核武器会做为战略武器使用，同时还可做为打击地面部队的战术武器使用，从而构成
一种严重威胁。如果能有足够数量的人员，幸免于核武器瞬时杀伤效应的伤害，那么对核袭击后的作战具有重
要作用的军事装备，也就应具有很高 程度的抗核破坏能力。对此可依照人员和装备两方面的要求说明于下：
“军事装备在暴露于核环境之后，仍应保持很高的
战斗使用价值的几率。而这种核环境可使50％以上幸
存的作战人员仍可继续作战至少在1小时以上。切记：
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
生存人员仍能继续保持战斗力的时间愈长，核环境的危
害水平就愈低，因此对军事装备抗核能力的技术要求也
就愈宽。”
这项政策的理论依据是： 一般来说，在核攻击后，遭受 50％伤亡的单位，应当能够完成上级交给它的
作战任务，最短作业时间为1小时。在这段时间内，这个单位可能会接到执行作战任务的指令。目前，英国和
北约组织成员国的大多数现行抗核能力规范，都是以此准则做为基础的。不过，在个别有正当理由的情况下，
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
抗核能力规范是按不同的伤亡百分率或防护时间计算的。这项抗核能力基本准则，不完全适用于战术性军事装
备，因为这类装备在战场上是互相关联的，应另有类似的抗核能力准则。
平衡抗核能力的目的，是为了使军事装备能够在距核爆炸地面零点规定距离内的抗核能力，刚好能防护一
枚特定当量的核武器所产生的所有瞬时破坏效应。显而易见，在不必要的过分加固装备以抗御某种效应的设计
上付出很高代价，是得不偿失的。而遗漏掉对某种效应的加固，使装备在能有效地防其他所有核效应的范围内
，却对这种效应的破坏作用十分脆弱，也是非常有害的。军事装备抗核能力标准的计算方法，涉及到权衡核环
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
境的技术条件。
有关规定抗核能力的决择
为什么要使我方部队和敌人都知道，我军技术装备都设计成能抵御核武器各种破坏效应，是有其重要和明
显原因的。英国现行军事装备采购政策，是鼓励生产优质但数额有限的器材设备。这样，军事装备的成本就不
免很高，而且补充装备的储备百分比只能很低。另外，核战争条件使战场补充即使不是不可能的话，也是非常
困难的。因此，对装备器材的一个基本要求是：在各种核条件下，都具有很高的抗核能力，而上述核条件系指
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
仍保存有足够数量能继续操作装备器材的人员时的核环境。
军事装备的核加固系指所采用的能防止或者减弱核环境有害破坏效应的所有工艺技术。装备的核加固需要
花费不少时间和人力物力，因此，在决定是否要规定装备抗核能力时，要受到经济和其他因素的制约，其中包
括：
(1)该装备可能会用于核战场吗？
(2)该装备对核袭击后作战是否至关重要?
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
(3)该装备如果没有防核能力，它能否在核战争条件下迅速方便地被更换?
(4)该装备是否只与一部据悉不能抗御核打击的旧装备连接使用?如果确实如此，这部旧装备是否能为具有
抗核能力的装备所更换?
在军事装备的核加固中，首先需要做出决择的是：规定装备的抗核能力在经济上的必要性；在技术上的可
行性；在价值上的合理性。在设计用于满足特殊军事需要的设备器材时，一般总是首先对以上问题进行论证。
在生产主要供应民用市场的设备和购买“正在服役”的设备时，对设备规定充分的抗核能力等级是不符合经济
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
观点的，尽管可以通过对特别易于受核武器效应损伤的元器件进行简易改进，就有可能提高设备器材的整体加
固水平。不过，如果由于某些其他原因而要将这类设备器材改做军品，这倒是一项很有经济意义的改进措施。
如若决定对军事装备抗核能力不做任何规定，对其后果就必须有充分的估计。这种决定意味着备用元器件储备
量的增加，储备规模甚至扩大到成套地替换设备。
抗核能力仅考虑到核武器对器材设备的瞬时破坏效应，也就是仅考虑到爆炸后第一分钟内核武器的早期能
量输出。放射性沉降物和剩余放射性物质，均不在考虑范围之内。增强人员防护核杀伤能力的各种措施，仅仅
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
在于利用设备所能提供的固有防护能力，例如，借助光学观测装置防护射向人体的热辐射的措施，就是如此。
核环境的定义
在特定作用范围内，给定当量核武器破坏效应的大小，是随所引爆的核武器当量的不同而改变的。考虑到
仪器设备可能会暴露于各种当量的核爆炸，采用了由低当量到高当量的威胁当量范围这一概念。核爆炸当量范
围的选定，是对敌人可能会使用的核武器当量及其可能的使用方式，进行综合情报估计的结果。在这种核环境
中，设备装置必须不遭受破坏，与此同时具有1小时以上作战能力的幸免人员的几率应达50％。核环境由导致
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
人员失能的核杀伤效应的临界值来确定，包括核辐射、热辐射和冲击波三种效应的临界值。假定每种效应都是
单独发生作用的。这三种效应的近似临界值如下：
核辐射。总的(n+y)全身吸收剂量为2600拉德。
热辐射。对于穿着全套核生化防护服处于暴露状态的人员，总热注量为1．3兆焦／米2(30卡／厘米2)。一
般认为，轮式车辆对人员只能提供部分热防护，而装甲车辆则可提供完全的热防护(其观测仪器安装有某种类
型的保护装置)。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
冲击波。在以下两种条件下，假定人员遭受失能性伤害的几率为50％：
(1)未采取防护措施的人员 被冲击风抛掷起来的俯卧士兵
遭受整体撞击，即所谓“俯卧士兵的迁移”的几率为 50％。
(2)采取防护措施的人员 隐蔽在车辆或掩蔽部中具有中等
防护的人员，遭受中度外伤的几率为50％。
能否免遭核武器的失能性伤害，取决于人员距核爆炸地面零点的距离。对于特定当量来说，在最大作用范
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
围内，造成人员失能性伤害的几率为50％的核武器效应，称为该当量核武器的支配效应。
在作用距离与核爆炸当量的坐标图上，依据点绘的距离坐标，便可对特定的防护水平绘制出相对于威胁当
量范围的临界效应曲线，如图8．1所示。
图8．1 支配效应临界曲线
该图所规定的人员防护水平，是按人员在装甲战斗车辆中计算的。如果装甲战斗车辆系装甲人员输送车，
轻型装甲钢板则不能提供有效的核辐射防护，因此车内外的核辐射剂量相等，达到所规定的2600拉德。图中冲
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
击波线段系按可使装甲人员输送车遭受中度损坏的冲击波水平来确定的。热辐射水平不做为一个限制因素，因
为车中乘员不会遭受热辐射效应。一般要求装甲人员输送车应避开图上A、B、C三点连线封闭区域所代表的核
环境。因此，就核爆炸当量D来说，在大于或等于点A的所有作用距离上，装甲人员输送车必须能够防护该爆炸
当量核武器的所有效应。
军事装备抗核能力标准
武器设计师虽然无需知道他所设计的军事装备究竟能在多大范围内免遭破坏，但他必须了解，对他所设计
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
的装备来说，可产生破坏作用的所有核武器效应的最大危害值。例如，就冲击波效应来说，设计师们需要知道
：可产生挤压破坏作用的峰值静超压，以及可产生类似风灾破坏作用的动压脉冲值。有助于设计师确定核环境
并具有实际：工程意义的所有量值，都可按临界曲线上的各个点推导出来。与特定技术装备有关的各种核效应
最大危害值，都列成表格纳入了该装备的抗核能力标准。
适宜标准的选择
确定适宜抗核能力标准的工作程序已经简化，仅从大多数装备常用的五种标准情况中选取合适的一种即可
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
。有关标准选择的最后决定取决于以下三点：
(1)抗核能力标准是否已经制定?
(2)“标准情况”下的抗核能力标准是否能被恰当运用?如果
仪器装备的使用操作牵涉到人员，或者牵涉到位于车辆
内的人员，答案一般都是“肯定的”。但假如该装备的操
作与人员没有关系，或者实行特殊操作，甚至远距离遥
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
控，答案则是“否定的”，并应请教专家。后—种情况的
例子如地雷和自动地面传感器。
(3) 五种标准情况中哪一种最合适?
从前面几节关于制定抗核能力标准的讨论中大家知道，标准的建立涉及到许多不确定因素，从理论上说，
每一种军事装备应建立它自己单独的抗核能力标准。但如果这样去做，也许就要执行许多，而在许多情况下只
是略有差异的抗核能力标准。绝大多数军事装备，在战场上都是山人来操作控制的。战斗人员既可能未采取防
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
护措施，并“处于暴露状态”， 也可能乘坐在某种车辆内。装备可能是车辆的一个组成部分， 也可能装在
车内或车上。车辆视其类型的不同对于核武器的毁伤破坏效应可给操作人员提供不同程度的防护。军用车辆分
成三大类：即轮式车辆；轻型装甲战斗车辆、装甲人员输送车；坦克、重型装甲战斗车辆。对于每类军用车辆
来说，各种型号车辆对核武器每一种毁伤破坏效应的承受程度，以及所提供的防护能力都大体相仿。
综上所述，我们可以将军事装备的核环境，等同于乘坐在军用车辆内操作人员的核环境， 或者是无车辆
时操作人员的核环境，从而将各种核环境大致分成五种标准情况。然后，我们只须确定出军事装备使用中的四
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
种最严历的核环境，尔后便可确定出标准情况下适宜的抗核能力标准。在这一标准中，还包括北约组织军事部
门制定的电磁脉冲值。
核环境标准情况
情况一：与处与暴露状态的操作人员共同执行任务的军事装备。假定操作人员在全套战斗服装的外面着有
核生化防护服，但未采取其他任何防护措施。
情况二： 与乘坐在轮式军用车辆中的操作人员共同执行任务的军事装备。假定操作人员会得到车辆对热
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
辐射效应的防护，并假定差不多任何种类的车篷都会起到此种防护作用。
情况三：与乘坐在轻型装甲战斗车辆／装甲人员输送车中的操作人员共同执行任务的军事装备。假定操作
人员得到对热辐射和直接冲击波毁伤效应的防护，但由于这类车辆的装甲钢板很薄，对早期核辐射效应不能提
供充分有效的防护。
情况四：与乘坐在重型装甲战斗车辆中的操作人员共同执行任务的军事装备。这种情况只适合于可提供抵
御热辐射和直接冲击波毁伤效应的完全防护以及一定程度对早期核辐射的防护的主战坦克及其同类战车。依据
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
计算抗核能力标准的核武器效应临界曲线图，可得出这类车辆外部核环境的最大危害允许值，车辆内部乘员这
时的核辐射剂量仍限定为2600拉德。
情况五：储存在仓库里的军事装备。这也是一种特殊情况，它只适用于外大气层电磁脉冲效应。由于电磁
脉冲对人员没有危害，并且由于外大气层电磁脉冲的作用范围，大大超过核武器其他所有破坏效应，因而会出
现人员没有危险而军事装备遭到损坏的情况。在这种情况下，使军事装备具有对各种核武器效应完全相等的充
分的抗核能力，是不合适和不经济的，故应单独规定抗外大气层电磁脉冲的防护标准。这种情况的例子是通信
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
设备，它对核袭击后的作战来说至关重要，但又远离作战战场。
在实际中，还会出现与标准情况下抗核能力标准不相适合的其他特殊情况。对这些情况必须做单独处理。
其抗核能力标准与所能承受的危害水平，必须按威胁程度与所受领的战斗任务进行具体计算。有许多核环境要
求采用特殊的抗核能力标准，譬如：
标准核武器威胁当量范围可能不适用，或者预期的是不同寻常的高爆炸当量。军事装备本身固有的或凭借
周围环境而得到的防护，优于人员的防护，或者，它是由相隔很远的、采取严密防护措施的人来进行远距离操
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
作的。
这些特殊情况需要予以特殊考虑，在给军事装备设计师下达要求达到何种加固水平的指令以前，应先征求
用户和英国原子武器研究所的意见和建议。
设计师对抗核能力问题的处理
设计师或设计部门从国防部战术要求局接到设计要求之后，项目领导小组应依照设计进度表和投入服役日
期立即着手研究开发工作。该设计项目也许是，也许不是核焦点，而有关核方面的建议大部分都是来自英国原
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
子武器研究所。对于任何一个设计项目来说，最好都应在设汁最初阶段征求有关核方面的意见，以避免在原始
设计方案中采用易损性设计，或者在设计中采用尔后难于加以保护或加固的元器件，否则就会使重新加固时的
费用十分昂贵或者不可能实现。没计师在解决抗核能力这个问题上，应持灵活变通的态度。抗核能力标准虽然
是根据五种标准核环境情况制定的，但由于经济或其他原因。在设计时往往需要或者必须采取某些折衷选择，
有时甚至不可能满足标准中的部分条款。因此，项目领导者如要硬性实施这些规定以求达到抗核能力，则是不
明智的。另外，项目领导者还必须注意到，生产工艺与原材料是在不断发展变化的。一个生产过程所采用的元
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
器件，可能会与下一个过程所采用的元器件在质量和特性上有本质的差异，但仍可起到相同的作用。
毫无疑义，设计师要使所设计的整个系统达到核加固技术要求，尤其是对复杂的电子监视和通信设备来说
，任务相当艰巨。设计师要考虑核武器四种主要效应，每一种效应都有其特殊的问题，故需要区别对待。下面
我们简要地介绍一下。电子元器件的瞬时辐照效应
这种效应，一般称为“元件效应”，目前还没有什么好的屏蔽措施能使器材装备免遭它的损坏。因此，设
计师必须及早将这个问题提到设计日程上，采用自身加固的元器件，或者在设计时，对元器件工作性能指标留
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
出一定余量。这样，一定程度的这种破坏作用，便不致损害整个装备系统的工作性能。
电磁脉冲
这种效应虽然属于“全系统效应”，但通过采取屏蔽措施，可在很大程度上防止它的破坏作用。我们在第
七章中，已经详细介绍了抗电磁脉冲的方法和措施。其中全部或一部分方案，对于设备器材的安全防护或者降
低其某种程度的损坏，是切实可行的。
冲击波
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
这种效应也属于“全系统效应”，并且远不是一个简单的机械工程问题。从核武器试验和可以模拟核爆炸
的大规模高爆炸药爆炸中，可以获得有关冲击波杀伤破坏效应的大量资料数据，提供了切合实际的答案。在大
多数情况下，主要难点是冲击波强度计算过份灵活，以及对被涉及的附加和辅助设备损坏的多样性。另外还需
考虑，超前于冲击波的热脉冲，可能会增强冲击波的破坏效应。这个问题，不象热脉冲起初出现时那么容易解
决。设计师在设计最初阶段，就应及早向专家提出咨询，获取预期性信息，并最大限度地利用模拟器，以求建
立既满足抗核能力标准要求，又尽可能妥善地综合了各方面因素的最佳方案。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
热辐射
在讨论热辐射效应一章中，我们曾介绍过，这种效应是一种额外效应，不做为一种杀伤破坏因素来考虑。
但从军事装备的核加固方面来说却恰恰相反，它的杀伤破坏效应是不容忽视的。热辐射效应被称为“物质材料
效应”，它仅仅对器材装备的暴露表面发生作用。目前，还没有大量现成的、能直接利用的数据信息可以借鉴
，因此物质材料、表面保护层和元器件，只有通过试验来选择。许多高分子合成材料，在相当低的热辐射作用
条件下，便会熔化和燃烧。因此，必须认真选择绝缘材料。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核武器效应模拟器
在前面几节中，我们曾提到核武器效应模拟器。这类模拟器是由英国原子武器研究所和其他—些研究机构
研制的，以便向设计师提供能经受住各种特定程度核效应作用的技术和材料以进行研究和发展工作。有各种各
样的模拟装置，它们可在一定限制条件下，试验核辐射、电磁脉冲、冲击波和热辐射效应。希望使用这些装置
的设计人员，应事先做好计划并进行联系和实地考察，以便从模拟器上取得最佳结果，从而进一步进行其他试
验。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
结 论
在本章，我们主要从防御角度探讨了核武器效应。这个问题与我们在前面其他各章中所讨论的核武器进攻
效应相比，如果不能说更重要的话，起码也具有同等重要的意义。军事装备的抗核能力与核加固是不易取得和
实现的，采取防护措施应遵循的“重要法则”，就是不管以什么方式都必须在项目设计的早期阶段对之予以考
虑。后继加固设计是很困难和昂贵的。现在，所有新的设计任务书都必须包括可使设计师能够完成所要求加固
水平设计任务的特别工作指南。在生产用于战场或战略使用的任何新型军事装备时，如果我们忽略了这个方面
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，是十分危险的。
情况一：与处与暴露状态的操作人员共同执行任务的军事装备。假定操作人员在全套战斗服装的外面着有
核生化防护服，但未采取其他任何防护措施。
情况二： 与乘坐在轮式军用车辆中的操作人员共同执行任务的军事装备。假定操作人员会得到车辆对热
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
辐射效应的防护，并假定差不多任何种类的车篷都会起到此种防护作用。
情况三：与乘坐在轻型装甲战斗车辆／装甲人员输送车中的操作人员共同执行任务的军事装备。假定操作
人员得到对热辐射和直接冲击波毁伤效应的防护，但由于这类车辆的装甲钢板很薄，对早期核辐射效应不能提
供充分有效的防护。
情况四：与乘坐在重型装甲战斗车辆中的操作人员共同执行任务的军事装备。这种情况只适合于可提供抵
御热辐射和直接冲击波毁伤效应的完全防护以及一定程度对早期核辐射的防护的主战坦克及其同类战车。依据
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
计算抗核能力标准的核武器效应临界曲线图，可得出这类车辆外部核环境的最大危害允许值，车辆内部乘员这
时的核辐射剂量仍限定为2600拉德。
情况五：储存在仓库里的军事装备。这也是一种特殊情况，它只适用于外大气层电磁脉冲效应。由于电磁
脉冲对人员没有危害，并且由于外大气层电磁脉冲的作用范围，大大超过核武器其他所有破坏效应，因而会出
现人员没有危险而军事装备遭到损坏的情况。在这种情况下，使军事装备具有对各种核武器效应完全相等的充
分的抗核能力，是不合适和不经济的，故应单独规定抗外大气层电磁脉冲的防护标准。这种情况的例子是通信
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
设备，它对核袭击后的作战来说至关重要，但又远离作战战场。
在实际中，还会出现与标准情况下抗核能力标准不相适合的其他特殊情况。对这些情况必须做单独处理。
其抗核能力标准与所能承受的危害水平，必须按威胁程度与所受领的战斗任务进行具体计算。有许多核环境要
求采用特殊的抗核能力标准，譬如：
标准核武器威胁当量范围可能不适用，或者预期的是不同寻常的高爆炸当量。军事装备本身固有的或凭借
周围环境而得到的防护，优于人员的防护，或者，它是由相隔很远的、采取严密防护措施的人来进行远距离操
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
作的。
这些特殊情况需要予以特殊考虑，在给军事装备设计师下达要求达到何种加固水平的指令以前，应先征求
用户和英国原子武器研究所的意见和建议。
设计师对抗核能力问题的处理
设计师或设计部门从国防部战术要求局接到设计要求之后，项目领导小组应依照设计进度表和投入服役日
期立即着手研究开发工作。该设计项目也许是，也许不是核焦点，而有关核方面的建议大部分都是来自英国原
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
子武器研究所。对于任何一个设计项目来说，最好都应在设汁最初阶段征求有关核方面的意见，以避免在原始
设计方案中采用易损性设计，或者在设计中采用尔后难于加以保护或加固的元器件，否则就会使重新加固时的
费用十分昂贵或者不可能实现。没计师在解决抗核能力这个问题上，应持灵活变通的态度。抗核能力标准虽然
是根据五种标准核环境情况制定的，但由于经济或其他原因。在设计时往往需要或者必须采取某些折衷选择，
有时甚至不可能满足标准中的部分条款。因此，项目领导者如要硬性实施这些规定以求达到抗核能力，则是不
明智的。另外，项目领导者还必须注意到，生产工艺与原材料是在不断发展变化的。一个生产过程所采用的元
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
器件，可能会与下一个过程所采用的元器件在质量和特性上有本质的差异，但仍可起到相同的作用。
毫无疑义，设计师要使所设计的整个系统达到核加固技术要求，尤其是对复杂的电子监视和通信设备来说
，任务相当艰巨。设计师要考虑核武器四种主要效应，每一种效应都有其特殊的问题，故需要区别对待。下面
我们简要地介绍一下。电子元器件的瞬时辐照效应
这种效应，一般称为“元件效应”，目前还没有什么好的屏蔽措施能使器材装备免遭它的损坏。因此，设
计师必须及早将这个问题提到设计日程上，采用自身加固的元器件，或者在设计时，对元器件工作性能指标留
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
出一定余量。这样，一定程度的这种破坏作用，便不致损害整个装备系统的工作性能。
电磁脉冲
这种效应虽然属于“全系统效应”，但通过采取屏蔽措施，可在很大程度上防止它的破坏作用。我们在第
七章中，已经详细介绍了抗电磁脉冲的方法和措施。其中全部或一部分方案，对于设备器材的安全防护或者降
低其某种程度的损坏，是切实可行的。
冲击波
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
这种效应也属于“全系统效应”，并且远不是一个简单的机械工程问题。从核武器试验和可以模拟核爆炸
的大规模高爆炸药爆炸中，可以获得有关冲击波杀伤破坏效应的大量资料数据，提供了切合实际的答案。在大
多数情况下，主要难点是冲击波强度计算过份灵活，以及对被涉及的附加和辅助设备损坏的多样性。另外还需
考虑，超前于冲击波的热脉冲，可能会增强冲击波的破坏效应。这个问题，不象热脉冲起初出现时那么容易解
决。设计师在设计最初阶段，就应及早向专家提出咨询，获取预期性信息，并最大限度地利用模拟器，以求建
立既满足抗核能力标准要求，又尽可能妥善地综合了各方面因素的最佳方案。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
热辐射
在讨论热辐射效应一章中，我们曾介绍过，这种效应是一种额外效应，不做为一种杀伤破坏因素来考虑。
但从军事装备的核加固方面来说却恰恰相反，它的杀伤破坏效应是不容忽视的。热辐射效应被称为“物质材料
效应”，它仅仅对器材装备的暴露表面发生作用。目前，还没有大量现成的、能直接利用的数据信息可以借鉴
，因此物质材料、表面保护层和元器件，只有通过试验来选择。许多高分子合成材料，在相当低的热辐射作用
条件下，便会熔化和燃烧。因此，必须认真选择绝缘材料。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
核武器效应模拟器
在前面几节中，我们曾提到核武器效应模拟器。这类模拟器是由英国原子武器研究所和其他—些研究机构
研制的，以便向设计师提供能经受住各种特定程度核效应作用的技术和材料以进行研究和发展工作。有各种各
样的模拟装置，它们可在一定限制条件下，试验核辐射、电磁脉冲、冲击波和热辐射效应。希望使用这些装置
的设计人员，应事先做好计划并进行联系和实地考察，以便从模拟器上取得最佳结果，从而进一步进行其他试
验。
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
结 论
在本章，我们主要从防御角度探讨了核武器效应。这个问题与我们在前面其他各章中所讨论的核武器进攻
效应相比，如果不能说更重要的话，起码也具有同等重要的意义。军事装备的抗核能力与核加固是不易取得和
实现的，采取防护措施应遵循的“重要法则”，就是不管以什么方式都必须在项目设计的早期阶段对之予以考
虑。后继加固设计是很困难和昂贵的。现在，所有新的设计任务书都必须包括可使设计师能够完成所要求加固
水平设计任务的特别工作指南。在生产用于战场或战略使用的任何新型军事装备时，如果我们忽略了这个方面
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
，是十分危险的。
老兄还是给个铁血的地址吧，你贴的空行太多看着难受
原帖由 su24 于 2009-2-20 09:53 发表
老兄还是给个铁血的地址吧，你贴的空行太多看着难受
http://bbs.tiexue.net/post_3367237_1.html
还是LS的好人
有没英文版的呢？
拜托排下版...
原帖由 ameng216 于 2009-4-4 20:12 发表
还是LS的好人
LS和LZ一个人
16楼的真搞笑
;P
;P
LZ辛苦了
辛苦辛苦
转帖至少也排版编辑一下再发吧。