中國人民解放軍陸軍防化學(xué)院 羅孝如
2017年9月3日11時(shí)30分,朝鮮北緯41.35度,東經(jīng)129.11度發(fā)生6.3級(jí)地震,震源深度0千米。隨后,朝鮮中央電視臺(tái)宣稱,其領(lǐng)導(dǎo)人金正恩下令進(jìn)行氫彈試驗(yàn),并獲得成功。這是朝鮮自2006年首次核試驗(yàn)后進(jìn)行的第六次核試驗(yàn)。為防范其核試驗(yàn)影響,我國環(huán)境保護(hù)部啟動(dòng)二級(jí)應(yīng)急響應(yīng),在東北邊境及其周邊地區(qū)開展輻射環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測、人工放射性核素采樣及技術(shù)研判。一時(shí)間,核武器的威脅引發(fā)全世界關(guān)注。作為一種大規(guī)模殺傷武器,核武器具有其他武器無可比擬的優(yōu)勢,它仍然是全世界人民頭上懸著的一把利劍。其殺傷破壞因素主要有以下幾個(gè)方面。
核爆炸沖擊波,是核武器爆炸形成的高溫高壓氣團(tuán),猛烈壓縮和推動(dòng)周圍介質(zhì)所產(chǎn)生的高壓脈沖波。它是核武器爆炸的主要?dú)蛩刂?,約占爆炸釋放總能量的50%。其超壓使目標(biāo)遭到擠壓,致使物體塌陷變形而遭到破壞;動(dòng)壓使目標(biāo)遭到?jīng)_擊,致使物體變形或發(fā)生平移、拋擲而遭到破壞;負(fù)壓有抽吸作用,使目標(biāo)受到與超壓作用方向相反的作用,容易使那些耐壓而不耐拉的物體遭到破壞。
沖擊波對人員的殺傷分為直接殺傷與間接殺傷。直接殺傷是指沖擊波的超壓和動(dòng)壓直接作用在人體上所造成的殺傷。其中超壓的擠壓作用,會(huì)使人員的聽覺器官和心、肺、胃等內(nèi)臟器官發(fā)生破裂和引起出血等。動(dòng)壓的作用則是指直接撞擊人體,或是將人體拋擲空中而后又撞擊地面和物體所造成人員的顱腦損傷、骨折和肝脾破裂等。除了直接殺傷,沖擊波還可以對人員造成間接殺傷。這主要是指在沖擊波的作用下,某些物件,例如砂石、磚瓦、玻璃碎片等的飛迸,或工程建造物的倒塌,對人員所造成的傷害。沖擊波不僅對人員造成殺傷作用,而且可以使各類工程建筑變形、斷裂,以致倒塌,摧毀和破壞各種武器裝備。
核爆炸光輻射亦稱熱輻射,是核爆炸形成的高溫高壓火球輻射出的光和熱?;鹎蛟谡麄€(gè)發(fā)光過程中,不斷發(fā)射由紫外光、可見光和紅外波段組成的輻射能流,對人員及物體形成殺傷破壞作用。它大約占爆炸釋放總能量的35%,殺傷破壞作用僅次于沖擊波。空中爆炸時(shí),特別是在晴天的情況下,光輻射的殺傷破壞范圍最大。
當(dāng)核武器在空中爆炸時(shí),彈體中的高能粒子所產(chǎn)生的電磁輻射被幾厘米厚的空氣層完全吸收,使得周圍空氣的溫度很快上升到幾十萬攝氏度。因此,在核爆炸的反應(yīng)區(qū)內(nèi),除了爆炸氣體以外,還有熾熱的空氣。結(jié)果,在反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成了一個(gè)高溫高壓的熾熱氣團(tuán)——火球,并且向周圍發(fā)射光輻射。
核爆炸光輻射照射到人體時(shí),由于它的高熱作用,可以使面向爆炸方向的暴露部位受到各種程度的燒傷,除了光輻射直接作用于皮膚引起直接燒傷外,還可能因?yàn)榉b、工事、建筑物或者裝備器材等的燃燒而引起間接燒傷。在多數(shù)情況下,兩類燒傷會(huì)綜合發(fā)生。當(dāng)人員直視火球時(shí),強(qiáng)烈的閃光可造成視網(wǎng)膜燒傷并使人員導(dǎo)致閃光盲。當(dāng)人員吸入高熱的空氣時(shí),還能夠?qū)е潞粑罒齻?。此外,光輻射還可以使各類物體特別是技術(shù)兵器或武器裝備的木質(zhì)部分引起燃燒或焦化。
核爆炸早期核輻射,指核爆炸后十幾秒內(nèi)放出的中子流和γ射線。早期核輻射是核武器特有的毀傷效應(yīng),它不同于普通炸彈爆炸特性。它是用人眼看不到的也感覺不到的α射線、β射線、γ射線和中子流所組成的。但是,由于α射線和β射線的穿透能力差,很容易被大氣吸收。因此,貫穿輻射主要指在核爆炸最初的一分鐘內(nèi)具有較強(qiáng)穿透能力的γ射線和中子流。核爆炸時(shí)其總能量的15%左右以核輻射的形式釋放,而貫穿輻射大約占整個(gè)核輻射能量的1/3,也就是說只占核爆炸釋放總能量的5%。按比例來說,貫穿輻射雖然不是核爆炸的主要?dú)茐囊蛩?,但卻具有特殊的危險(xiǎn)性。
貫穿輻射對暴露人員的一次照射劑量,在100拉德以上時(shí),就能引起不同程度的急性放射病。對其他目標(biāo)來說,由于貫穿輻射的穿透能力很強(qiáng),可以引起照相材料(如底片或相紙)感光,使光學(xué)儀器中光學(xué)玻璃的光學(xué)性能變壞。雖然對大多數(shù)武器裝備、物資器材破壞作用有限,但是,在中子流的照射下,可以使含有金屬元素鉀、鋁、錳等目標(biāo)物質(zhì)產(chǎn)生感應(yīng)放射性,這對使用人員同樣會(huì)造成危害。同時(shí),對含有鈉鹽的食品或藥品也會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)放射性,使食用人員造成危害。
核爆炸后不到一分鐘的時(shí)間內(nèi),它的瞬時(shí)殺傷破壞作用,即沖擊波、光輻射和早期核輻射的作用基本上就消失了。然而,其爆炸后產(chǎn)生的放射性沾染對人員所造成的放射性傷害卻可以持續(xù)幾小時(shí)、幾天,甚至更長時(shí)間。雖然這種殺傷看不見、摸不著,但卻具有不容忽視的傷害作用。
放射性沾染對人員的傷害,一般是通過三種途徑進(jìn)行。一是體外照射傷害,即指核爆炸后沾染在地面、物體等表面的放射性物質(zhì),它們所釋放的射線可以直接照射到人體上造成傷害,其中穿透能力很強(qiáng)的γ射線對人體的危害性最大。二是體內(nèi)照射傷害,即指沾染有放射性物質(zhì)的空氣、水或食物通過人員的口、鼻進(jìn)入體內(nèi),或者通過沾染了的傷口、燒傷的皮膚或者眼結(jié)膜等侵入體內(nèi)時(shí),射線照射人體內(nèi)部組織引起的傷害。三是皮膚沾染傷害,即指暴露人員的皮膚、服裝沾染了放射性物質(zhì)或接觸了嚴(yán)重沾染的武器裝備或其他物體所造成的皮膚表面的燒傷。
核電磁脈沖,指核武器爆炸產(chǎn)生的γ射線與周圍空氣相互作用而形成的輻射瞬變電磁場。它可以使雷達(dá)正常的工作受到干擾,能夠使通信暫時(shí)中斷,并能擾亂指揮系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)工作而產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出數(shù)據(jù)。
核電磁脈沖的破壞作用可分為兩類:一類是功能損壞;另一類是工作干擾。功能損壞是指電子系統(tǒng)或者其中的元器件受到電磁脈沖的作用以后不能繼續(xù)工作。例如,當(dāng)電磁脈沖在晶體管中引起的感應(yīng)電壓或電流超過允許值的限度時(shí),晶體管就會(huì)被燒壞。再如電纜,受到核電磁脈沖作用后,它的絕緣材料外皮被擊穿造成短路,整個(gè)通信系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。
工作干擾是指電磁脈沖雖然沒有使電子、電器系統(tǒng)或者其中的元器件遭到破壞,但接收進(jìn)去的附加信號(hào)卻使得某些元器件的工作狀態(tài)改變了,因而引起工作紊亂甚至控制失靈。在導(dǎo)彈、航天飛行器的控制系統(tǒng),以及各類電子計(jì)算機(jī)里均大量地采用數(shù)字邏輯電路,這些電路的參數(shù)也都有一定的允許值,假如電磁脈沖附加到電路上的電壓或電流大小超過了電路的允許值,就會(huì)引起控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)中的電路狀態(tài)改變,結(jié)果發(fā)生錯(cuò)誤指令和動(dòng)作。