核武器基本概念及分类 - Part. 1

【核武器基本概念及分类】Part. 1


目录:

核武器基本概念及分类 - Part. 1

核武器基本概念及分类 - Part. 2

核武器基本概念及分类 - Part. 3


【1. 核武器相关基础概念】


【1.1 名词解释】

核武器的标签有很多,比如常见的“原子弹atomic bombs”、“氢弹hydrogen bombs”、“核弹nuclear bombs”、“裂变弹fission bombs”、“聚变弹fusion bombs”、“热核武器thermonuclear weapons”。对于这些名词稍作剖析有助于帮助我们在描述核武器相关概念时做到规范用词。


〖1.1.1 “原子弹”〗

核裂变武器通常被称作原子弹,英文atomic bombs,或简称为A-bombs。“原子弹”一词也是核武器最早的称谓。但这一名词实际上并不准确,原因在于所有化学爆炸释放的能量也同样源于原子间的相互作用。因此,仅以“原子弹”冠名核裂变武器而不对“核裂变”这一原理进行突出说明,是不恰当的。但由于“原子弹”这个词已经广泛为大众所接受,也在40年代被曼哈顿计划参与者反复使用,因此“原子弹”一词在今天广为流传。

在学术写作中,对于“原子弹atomic bombs”均取其狭义的解释,即“原子弹”仅指代早期的裂变核武器,尤其特指用以广岛长崎核打击的那两枚原子弹。正因此,后来衍生出了“原子弹幸存者Atomic-bomb suvivors”这样的表述。

下图为1969年Delayed Radiation Effects in Atomic-Bomb Survivors的截图,该文标题上即应用了“原子弹幸存者Atomic-bomb suvivors”这一表达。

索引:Miller, R W 1969, "Delayed Radiation Effects in Atomic-Bomb Survivors", Science, Vol. 166, No. 3905, pp. 569-574.


〖1.1.2 “氢弹”〗

核聚变武器通常被称作氢弹,英文hydrogen bombs,或简称为H-bombs。原因在于氢的同位素在聚变武器反应中占据重要地位,而实际上,在早期的聚变武器设计中,氘(重氢, hydrogen-2)也的确是唯一的聚变燃料。因此,核聚变武器在研发伊始便被冠上了“氢弹”这个称呼。

下图为1982年Hydrogen bomb history的截图,该文的标题很显然应用了“氢弹hydrogen bombs”一词。

索引:Bethe, H A 1982, "Hydrogen bomb history", Science, Vol. 218, No. 4579, pp. 1270-1270.


〖1.1.3 “热核武器”〗

核聚变武器也被称作“热核武器thermonuclear weapons”,这得名于聚变反应时需要借助的高温。而这也是“热核战争thermonuclear war”一词的由来,该词诞生于冷战中后期。由于美苏两国核武库中核聚变武器(热核武器/氢弹)比重不断上升,所以“核战争”这一概念也就逐渐与“核聚变武器(热核武器/氢弹)的大量应用”相等价,“核战争”也就因此被称之为“热核战争”。

“热核战争thermonuclear war”一词流行于50、60年代,以纯粹简述核战争的“On thermonuclear war”一文为例,该文发表于1960年,标题很显然应用了热核战争一词。

索引:Kahn, H 1960, "On thermonuclear war", International Journal, Vol. 37, No. 4.

而在1961年,美帝商务部编纂的简述核战争后经济恢复的Economic Recovery from the Effects of Thermonuclear War一文,也同样在标题中以“热核战争Thermonuclear War”来指代“核战争”。但需要注意的是,热核战争一词在学术写作、政府报告中的出现频率远不及描述更为准确的“核战争nuclear war”一词。即使是“热核战争”这一称谓大行其道的60年代,“核战争”这个表述仍然占据着统治地位。比如同样论述核战后经济恢复的Economic Recovery after Nuclear War一文就使用了nuclear war一词。

索引1:Winter, S G 1961, Economic Recovery from the Effects of Thermonuclear War

索引2:Ridker, R G 1963, Economic Recovery after Nuclear War


〖1.1.4 总结〗

总结一下:由于核武器区分于其他种类武器的本质在于核裂变、核聚变并都涉及了原子核(atomic nucleus)的变化,因此“核武器nuclear weapon”是用以指代裂变、聚变武器的最佳词汇。所以我们在谈论核武器时,最准确的用词仍然是“核武器”、“核战争”、“(核)裂变武器”以及“(核)聚变武器”。


【1.2 计量单位】

〖1.2.1 当量的含义〗

众所周知,核武器爆炸所释放的总能量常用释放相同能量的TNT来衡量。

例1:以专门为MGM-134”侏儒”设计的W87-1弹头为例。W87-1当量为47.5万吨TNT,即该型弹头爆炸释放的能量等同于47.5万吨TNT爆炸所释放的能量。

例2:以 LGM-118”和平卫士”搭载的W87-0弹头为例。W76-0当量为30万吨TNT,即即该型弹头爆炸释放的能量等同于30万吨TNT爆炸所释放的能量。

下图是“和平卫士”洲际弹道导弹的示意图,可以注意到“和平卫士”搭载了总计10枚W87-0核弹头。

下图是W87-0实际装载过程中的照片

下图是“和平卫士”初次发射之时所使用的核弹发射井,该核弹发射井是由“民兵3”洲际弹道导弹发射井改装而来的。

说明:W87-1后来随着冷战结束而取消,所以W87-1的相关图片很难找。


〖1.2.2 常用计量单位〗

常用的计量单位有二,“一千吨TNT”以及“一百万吨TNT”。

“一千吨TNT”(one kilo metric ton of TNT) 通常简称“千吨”(kiloton),而kiloton又通常简写为kt。

“一百万吨TNT”则通常简称“百万吨”(megaton),而megaton也则通常简写为mt。

因此,在日常交流甚至是学术报告中表达核武器当量时往往会省略TNT这个后缀。

仍以例1中当量47.5万吨TNT的W87-1弹头为例,其当量通常简洁得表达为“475 kt”,即475千吨,而对于当量为5000万吨TNT的沙皇核弹,其当量则表达为“50 mt”,即50百万吨。

下图是各当量触地核爆炸规模大小的对比示意图,可见该图在衡量核爆释放能量多少的时候用的是“千吨kt”这个计量单位

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