第三章-核武器及其防护

1“人民防空教育”第二章核武器及其防护2第一节核武器的现状与发展第二节核武器及其威力与发展第三节核武器的杀伤破坏因素第四节对核武器杀伤破坏因素的防护第五节对核事故的防护内容简介31.世界上第一颗原子弹：1945年7月初，由美国实验成功。进行首次原子弹的爆炸试验。迄今为止，核武器使用次数：共两次1945.8.6.代号小男孩，日本广岛1945.8.9.代号胖子，日本长崎。1945年第一颗原子弹的试爆，宣告原子时期的开始，为人类近代科技十大里程碑第一。2.各国核弹首次试验时间和试验次数等比较第一节核武器的现状与发展4国家首次时间试验总次数爆炸装置总数大气层试验数地下试验数高空试验数水下试验数最后一次时间美国1945.71030117916783994192.9.23俄罗斯1949.87159692094965590.10.24英国1952.104545212491.11.26法国1960.22102104616496.1.27中国1964.104545232296.7.29印度197446498.5.13巴基斯坦197226298.5.30第一节核武器的现状与发展563.中国第一颗原子弹爆炸成功(1)1955年，中国地质部门就开始了铀矿的勘探，并找到了丰富的铀矿(2)1956年，钱学森为主任的第五研究院成立-导弹研究机构，(3)1958年邓稼先等28名专家，组成了中国核武器研究的基本科技力量，进行理论计算。(4)1959年，中国科学家们对第一颗原子弹的理论计算获得了成功。(5)1964年10月，中国完成了第一颗原子弹的组装。(6)1964年10月16日15时，在人迹罕见的罗布泊，巨大的蘑菇状烟云腾空而起，中国第一颗原子弹爆炸成功。第一节核武器的现状与发展74.核武器的数量分布公布出来数字全世界大约1.7万枚核弹头，总重量约100亿吨。美国：6600枚；俄罗斯：6300枚；法国：500枚；中国：450枚；英国：380枚；印度：70枚；巴基斯坦：30枚。除上述7国外，还有几个国家可能也具备一定的核打击能力。据估计，以色列可能拥有80～100枚核弹头，伊朗约有25～30枚，朝鲜有15～20枚。第一节核武器的现状与发展895.核武器研制发展概况第一代核武器系指40年代和50年代研制的原子弹(裂变弹)、氢弹(聚变弹或称热核弹)，它们的特点是威力强、重量大，但精度低、可靠性差。第二代核武器系指60年代和70年代发展起来的各类核武器，它们小型化程度高、威力大、可靠性强，其中大部分已装备部队。第三代核武器——效应可控核武器。以提高核武器的某一种杀伤破坏能力为突出特征，更加适应不同目的作战需求，中子弹。第一节核武器的现状与发展106.核武器发展趋势主要是增强灵活的使用能力，使核弹更加小型化、弹种多样化；广泛采用可调技术，使核弹适应各种不同情况的使用需要；增强打击能力，实现钻地化、提高命中精度；增强突防能力，发展多弹头技术、利用隐形和超低空技术、采用各种抗电子、电磁干扰技术；增强快速反应能力，广泛采用通用技术，使核装置通用化、常规化、实用化。第一节核武器的现状与发展116.中国核武器研制历史1964.10.16第一次核试验成功1967.6.17成功爆炸第一颗氢弹1966.10.27成功进行了导弹核试验八十年代后，随着火箭技术的发展，我国的核力量变得更加强大1996.7.29，中国宣布不再进行核试验第一节核武器的现状与发展12一、什么是核武器核武器系指利用原子核进行的核裂变或核聚变反应瞬间释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。在通常情况下，核武器还指由核弹头及其投掷、运载、发射系统组成的武器系统。特点：杀伤破坏因素多、程度重、范围广、时间长。原子弹、氢弹和中子弹统称为核武器核武器还分：核炸弹、核导弹、核炮弹和核地雷等第二节核武器及其威力与发展13三、核武器的分类与爆炸原理(一)原子弹重核裂变链式反应：重核裂变时产生2~3个中子，可以是其它的重核发生裂变，产生更多的中子，再使更多的核发生裂变，在产生大量的中子……，使核裂变反应自动连续的进行下去。第二节核武器及其威力与发展14(一)原子弹链式反应是有条件的：只有可裂变物质达到一定大小的体积时才有可能发生链式反应。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做临界体积，与此将对应的质量叫做临界质量。第二节核武器及其威力与发展15(一)原子弹原子弹的构造：主要由核装料、起爆装置、炸药、中子源、中子反射层、弹体等组成。爆炸过程：起爆装置引爆炸药，利用炸药爆炸挤压作用，使数块核装料迅速合拢达到临第二节核武器及其威力与发展界体积。即引起核装料裂变的链式反应，瞬间引起猛烈的核爆炸16三、核武器的分类与爆炸原理(二)氢弹氢弹是利用轻核聚变反应瞬间放出的巨大能量其杀伤破坏作用的核武器。由于轻核聚变反应需要在极高的温度下才进行的，所以氢弹又称为热核武器。一些轻核素（如、等）的原子核，在几千万度的高温下发生聚变反应，并放出中子和巨大能量。如：第二节核武器及其威力与发展HeHnLi42311063MeVnHeHH6.1710423121H31H2117(二)氢弹轻核发生聚变条件：原子核间距离缩小至核子能发生作用的范围，需要大量的能量，需要加热，使温度达到几百度。第二节核武器及其威力与发展一般用小型原子弹引爆，产生巨大的能量，使发生核聚变，热核聚变反应放出的能量比重核裂变放出的能量要大得多，同时放出中子。18(二)氢弹氢弹组成：主要由起爆装置、热核装置和铀-238壳体组成，热核装料一般用氘化锂(6LiD)。铀-238的主要作用是增大氢核的威力第二节核武器及其威力与发展起爆过程：首先引爆原子弹，氘化锂在高温、高压和中子作用下，锂即产生氚，随之氘氚迅速聚合，放出高能中子和巨大能量，引起比原子弹为猛烈的爆炸。19(二)氢弹起爆过程的一系列反应：第二节核武器及其威力与发展MeVHeHnLi78.442311063MeVnHeHH6.1710423121高温MeVnHeHH25.310322121高温MeVpHHH03.411312121高温MeVpHeHHe3.1811422132高温MeVHeHeHLi0.442321163MeVHeHLi4.222422163裂变氘氚聚变裂变产生高能中子产生极高温度UU2389223592爆炸过程简化：由于氢弹中有三种核装料，核反应也分三步，故称为三项弹20三、核武器的分类与爆炸原理(三)中子弹利用氘氚聚变反应产生的大量高能中子作为主要杀伤因素的战术核武器。可以看作一种小型的特殊设计的氢弹。特点：中子的产额高、能量大、冲击波和光辐射作用弱。中子弹所用的具有放射性的物质少，爆炸后比较“干净”(沾染轻)，又称为加强辐射弹或弱冲击波强辐射弹。认为是小当量的氢弹。第二节核武器及其威力与发展21(三)中子弹中子弹与氢弹的结构区别：第二节核武器及其威力与发展热核装料裂变装料中子反射层辐射反射层中子弹高密度氘氚混合物高纯度钚-239，聚苯乙烯铍-9高密度的镍、铁、铼合金氢弹氘化锂铀-235，铀-233钚-239等铀-238铀-23822(三)中子弹爆炸：中子弹爆炸后能释放大量的高能中子，中子弹爆炸能放射出可以穿透1英尺厚钢板的高能中子流，它可以毫不费力地穿透坦克装甲、水泥掩体和砖墙等物体，杀伤其中的人员，而坦克、建筑物、武器装备等却能完好地保存下来。第二节核武器及其威力与发展23三、核武器的分类与爆炸原理(四)其它类型核武器钴弹和锌弹：原子弹外壳为58Co或64Zn，可产生放射性60Co或65Zn，增将放射性污染。核电磁脉冲弹：中子弹包上一层材料。作用后能释放高能γ射线，后引起核电脉冲。冲击波弹：比一枚裂变弹的剩余核辐射减少约90%左右。穿地弹：钻入地下一定深度后爆炸的核弹。主要利用爆炸产生的地震波和成坑作用，毁坏敌方导弹发射井、地下指挥中心等硬点目标。第二节核武器及其威力与发展24四、核武器的威力1．核武器的威力表示核武器的威力是指核爆炸时所释放的总能量，通常用“梯恩梯当量”(简称当量)来表示。当量是指核爆炸时放出的总能量相当于多少吨重量的梯恩梯炸药爆炸时放出的能量。一般来说，核武器的当量越大，其杀伤破坏作用也越大，但是，当量仅仅是表示能量相当，不是指杀伤破坏作用和重量相当。2．核武器威力的等级划分按照爆炸当量，可以把核武器划分若干等级，但各国的具体方法又不尽相同。第二节核武器及其威力与发展25核武器威力等级的划分前苏联美国中国类型当量(万吨)类型当量(万吨)类型当量(万吨)小型〈1．5超低〈0．1百吨级〈0．09中型1．5-10低0．1-1千吨级0．1-0．9大型10-50中1-5万吨级1-9特大型〉50高5-50十万吨级10-90超高〈50百万吨级100-990千万吨级〉100026五、核武器的爆炸方式及外观景象(一)核武器的爆炸方式核武器有多种爆炸方式，通常分为空中、地面、水面、地下、水下爆炸。不同的爆炸方式、爆炸景象不同，对目标的杀伤破坏程度、范围，尤其是对于地面的放射性沾染程度也有很大差别。为了定量地、科学地区分核爆炸方式，我们引入“比高”的概念。比高是核弹实际的爆炸高度(米)与核爆炸当量三次方根的比值，即：式中h——比高(米/千吨)；H——爆炸距地面实际高度(米)Q——当量(千吨)我国对各种爆炸方式比高的规定如下：地面(水面)爆炸比高0～50；低空爆炸比高50～120；中空爆炸比高120～200；高空爆炸比高200～250；超高空爆炸比高250以上。第二节核武器及其威力与发展27五、核武器的爆炸方式及外观景象(一)核武器的爆炸方式(1)空中爆炸指火球不接触地面的核爆炸。根据作战需要，可以分为以下几种：低空爆炸：主要用于杀伤地面或露天工事内的人员，破坏地面和浅层地下目标，地面放射性沾染较重，对人员行动和消除袭击后果有一定影响。中空爆炸：主要用于杀伤地面上的暴露人员和不太坚固的目标，地面沾染较轻，对人员行动的影响较小。高空爆炸：主要用于杀伤地面暴露人员和破坏比较脆弱的目标，地面放射性沾染很轻，对人员的行动影响很小，甚至没有影响。超高空爆炸：是指爆炸中心在10-20千米以上高空实施的核爆炸。主要用于摧毁飞行中的导弹、火箭、飞机等兵器，对地面上的人员和物质不会造成杀伤破坏。第二节核武器及其威力与发展28(一)核武器的爆炸方式(2)地面爆炸地面爆炸是指火球接触地面的核爆炸。主要用于摧毁和破坏地面或浅层地下的坚固目标，杀伤隐蔽在工事内的人员，并造成严重的地面沾染。触地爆炸时，地面沾染更为严重。(3)地下爆炸地下爆炸是指在地面以下一定深度的核爆炸。主要用于破坏地下的军事目标和工程设施，或堵塞关卡、隘路，并造成严重的地面放射性沾染。(4)水面爆炸水面爆炸是指火球接触水面的核爆炸。主要用于破坏水面舰艇、海军基地、港口码头等设施，并能对爆区下风方向一定水域或地面造成严重的放射性沾染。(5)水下爆炸水下爆炸是指在水面以下一定深度的核爆炸。主要用于破坏水下和水面舰艇、水下工程建筑和水中障碍物等，也能在爆区下风方向一定水域或地面造成严重的放射性沾染。第二节核武器及其威力与发展29五、核武器的爆炸方式及外观景象(二)核武器爆炸的外观景象(1)中、低空核爆炸景象几种空中爆炸景象的共同特点是：首先出现极强烈的闪光，闪光过后随即出现圆而明亮的火球，火球不接触地面，随后火球不断增大第二节核武器及其威力与发展上升，并因地面反射的冲击波作用，呈上圆下平底部凹陷的馒头状。火球熄灭后，冷却成为灰白或棕褐色的烟云，继续以一定的速度膨胀和上升；同时在爆心投影点附近掀起巨大的尘柱，并在一段时间后追及烟云，形成高大的蘑菇状烟云。30(2)地面核爆炸景象地面核爆炸与空中核爆炸的外观景象有所不同。其火球接触地面，近似半球形，烟云棕褐色，尘柱粗大并与火球连接一起上升。其中触地的核爆炸还有大量土石碎块抛出并形成弹坑，在较远距离上往往可以连续听到几次响声。第二节核武器及其威力与发展31(3)地下核爆炸景象浅层地下