核彈的威力一般用當量為單位，距離以米或千米為單位?，F(xiàn)在我們就來量化說說核彈對人類造成的危害。

核彈的當量

核彈的威力是用TNT炸藥的爆炸威力來衡量的，TNT是現(xiàn)代最常見的黃色烈性炸藥，1kg爆炸能量為4181000J（焦耳），1噸就是4184000000J。核彈有兩種，即采用鈾、钚等重元素的核裂變武器，采用氘、氚、鋰-6和化合物氘化鋰-6等制造的核聚變武器。實際上現(xiàn)代在服役的核武器，基本都是以核聚變?yōu)橹鳎司圩兒秃肆炎兓斐傻暮宋淦鳌?/p>

核彈的爆發(fā)威力是根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程來計算的，質(zhì)能方程的表達式為：E=MC^2，這里的E表示能量，M表示質(zhì)量，C表示光速。質(zhì)量乘以光速就是得到的能量。根據(jù)鈾235裂變反應(yīng)式，1kg鈾235在裂變中質(zhì)量會虧損0.0912%，也就是說有0.912g質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量了，這個能量有多大呢？根據(jù)公式計算可得19617.6噸TNT炸藥的威力。

氫彈完全聚變釋放的能量則比核裂變高出約6~7倍，也就是1kg核聚變材料完全釋放可以達到12~14萬噸TNT炸藥爆炸威力。但事實上，核彈爆炸很難完全釋放全部能量，這是因為爆炸過程太快，很多材料還沒來得及參與反應(yīng)就被炸飛了。

如人類最早用于實戰(zhàn)的原子彈，美國投放到日本廣島的“小男孩”，裝有64kg的鈾235，但爆炸威力只達到1.3萬噸當量，這算起來只有不到1kg的鈾完全裂變威力，只有約0.66g質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化成了能量。因此，核彈的威力并不以裝藥多少來計算威力，而是要以實際質(zhì)能轉(zhuǎn)化效果衡量。

人們一般將核彈頭爆炸威力稱為“xx萬噸”，就是達到多少萬噸TNT炸藥爆炸威力的意思。

全球現(xiàn)在擁有的核彈

瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所（SIPRI）是一個國際核武統(tǒng)計權(quán)威機構(gòu)，每年都會發(fā)布一個核彈擁有情況報告，根據(jù)去年年度報告數(shù)據(jù)披露，截至2020年1月份，全球擁核國家有9個，核彈頭的庫存總量為1.34萬枚。

這些擁核國家國際正式承認的只有5個，即聯(lián)合國五常理事國：美國、俄羅斯（繼承前蘇聯(lián)）、法國、英國、中國；以色列自己沒公開承認擁核，巴基斯坦、印度、朝鮮的擁核地位沒有得到國際承認。核彈頭擁有量美俄兩國就占了12175枚，占世界總量的90%以上；俄羅斯占有6375枚，占世界總量的47.6%。

在擁核強國，軍隊裝備的核武器已形成不同威力的完整系列。特大當量核武器，達到千萬噸級，如前蘇聯(lián)的SS一9型洲際戰(zhàn)略導(dǎo)彈，單彈頭當量為2500萬噸；最小的核武器，如美國的w54特種核地雷，當量僅為10噸。

現(xiàn)在世界核彈頭大多數(shù)是多彈頭裝置，如美國的W87核彈頭，每枚導(dǎo)彈可以裝備10~12個彈頭，每個彈頭核當量為30~47.5萬噸。

核彈的殺傷范圍

先說一個實例：

“小男孩”是人類第二次引爆的一枚核彈，但與第一枚試驗彈不同，這一枚是人類首次用于實戰(zhàn)~轟炸日本廣島。前面說了，這枚核彈最終的爆炸當量只有1.3萬噸，幾乎是后來各國所有試爆的核彈中最小的。

1945年8月6日，美軍飛行員保羅·提貝茲駕駛B-29轟炸機埃諾拉·蓋伊號到達廣島上空，在9448米高度投下了核彈，當核彈下降到548米時爆炸了，這時是日本當?shù)貢r間8點15分，爆后人們發(fā)現(xiàn)，廣島所有時鐘都定格在8點15分。

廣島是日本本州島西部港口城市，是日本當時的重要軍事工業(yè)基地，有人口40萬。由于許多城市遭到轟炸，日本當局預(yù)感廣島遲早要挨炸，因此疏散了部分人口，市區(qū)只剩下人口24.5萬了。但令當局沒有想到的不是受到常規(guī)轟炸，而是從未有過的恐怖大炸彈~核彈。

這個小小核彈導(dǎo)致當場被炸死7萬余人，約有同樣人數(shù)受傷，隨后大量的人死于核塵埃放射性污染引起的疾病，截止1950年止，預(yù)計由于核爆導(dǎo)致當時和后續(xù)死亡人數(shù)達到20萬。

爆炸傷害過程：

光輻射：是核爆的第一波打擊。這個能量占核爆的35%，爆炸高能粒子讓周邊空氣達到數(shù)十萬度，爆發(fā)出強光以光速傳播，因此當人們還沒有看到任何爆炸動靜時，白光鋪天蓋地照過來，讓人體受到燒傷、致盲、甚至氣化，房屋設(shè)備燒毀等；光輻射幾秒后變成強烈紅外線輻射，讓地表受到的照射達到平時太陽的1000倍，溫度最高可達6000℃，幾乎可以燒毀爆心周邊數(shù)百米內(nèi)一切。

沖擊波：是核爆第二波打擊。爆炸瞬間，中心氣壓達到數(shù)十萬個海平面大氣壓強，并以每秒440米的超音速向四周擴散，這種氣浪達到的風速相當12級臺風的10倍。爆心風壓達到35個大氣壓，相當1m^2面積受到350噸壓力，摧枯拉朽；到達1km半徑風壓還有10個大氣壓，除了堅固的鋼筋混凝土建筑，一些木屋全部被摧毀。

這時，被光輻射碳化的人和一切，會被沖擊波吹得無影無蹤。

放射線：是隨著光輻射幾乎同時到來的打擊。核爆會發(fā)射出大量的α射線、β射線和γ射線，還有中子。距測算沖擊地表的快中子數(shù)量約達到12000億個/cm^2，慢中子（熱中子）數(shù)量約達90000億個/cm^2。這些射線和高能中子會打斷生物機體的DNA分子鍵，導(dǎo)致人類瞬間死亡或致病致癌死亡。

黑雨：是核爆導(dǎo)致的放射性沾染。核爆炸形成巨大蘑菇云，里面含有大量核輻射塵埃，這些塵埃與水汽混合在一起，形成了黑雨降落在廣島一帶，這種具有高放射性的黑雨淋到人的皮膚上，污染了河流和飲水，許多不知情的核爆幸存者被這些輻射傷害，大多數(shù)在短短幾日內(nèi)死亡。

據(jù)一些資料披露，廣島核爆炸爆心500米以內(nèi)的人們，90%以上當場或當日死亡；500~1000米內(nèi)的人們，70%左右當場或當日死亡；幸存者50%的人6天內(nèi)死亡，12天內(nèi)有75%的人死亡；直到1945年11月，爆心500米以內(nèi)的人98~99%已經(jīng)死亡；500~1000米范圍的人，90%死亡；1945年8月到12月，死亡人數(shù)達到9~12萬。

截至1999年，廣島市依然將相生橋附近的地區(qū)（爆心）列為放射污染區(qū)。這一切都僅僅是因為釋放了一顆小小的核彈，這顆核彈爆炸當量只有1.3萬噸，而現(xiàn)在隨便一枚核彈頭都有數(shù)十萬噸，大的達到數(shù)千萬噸。

日本被逼無條件投降

過了3天，1945年8月9日，美國又在日本長崎投下了第二枚叫“胖子”的原子彈，這枚原子彈爆炸當量達到2萬噸。這顆原子彈終于摧毀了日本當局最后一絲僥幸，他們不知道老美還有幾顆原子彈，為了避免滅種，決定無條件投降。

其實當時美國只制造了3枚核彈，其中一枚試爆用掉了，這兩枚投在了日本廣島和長崎，已經(jīng)沒了。當然老美還能夠制造出來，但這需要時間。幸好保密做得好，日本終于不敢再心存僥幸了，8月15日日本天皇向全世界發(fā)出無條件投降的講話。

美國用摧毀幾十萬人生命的代價，結(jié)束了戰(zhàn)爭。當時的世界一片歡呼聲，當然也包括中國。政治家、軍事家普遍認為，如果日本堅持不投降，只能用常規(guī)戰(zhàn)爭方法攻入日本本土，這樣很可能日本國民和盟軍還要付出數(shù)百萬傷亡的代價，時間和經(jīng)濟代價無可估量。

從這個意義上來說，兩顆原子彈爆炸，用少數(shù)人的生命換取了多數(shù)人的生命，更早讓人類結(jié)束苦難，是值得的。但這種說法廣受爭議。生命權(quán)人人平等，憑什么一些少數(shù)人就必須犧牲，而換取另一部分多數(shù)人的存活呢？

這涉及倫理和道德，也涉及哲學和政治問題。現(xiàn)在許多地方，依然在遵循著少數(shù)人利益應(yīng)該讓位給多數(shù)人的理念，甚至一些政客打著這種旗號，隨心所欲地剝奪所謂“少數(shù)人”權(quán)利。這種理念到底有多大合理性，備受爭議。那么你怎么看呢？歡迎討論。

現(xiàn)在來說說核爆的普遍殺傷范圍

不同當量的核彈殺傷范圍有多大呢？有一個有效殺范圍的計算公式，我把它簡單表述為：R=C*T^(1/3）。這里的R為殺傷半徑，單位km（千米）；C為比例常數(shù)，為1.493885（一般取值1.5）；T為爆炸當量，^（1/3）為立方根。

根據(jù)這個公式，我們可以計算出一枚10萬噸爆炸當量核彈，其有效殺傷半徑約為3.2km；30萬噸爆炸當量核彈，其有效殺傷范圍半徑約4.66km；100萬噸爆炸當量核彈，有效殺傷范圍半徑約6.9km；300萬噸有效殺傷半徑約10km，1000萬噸有效殺傷半徑約15km。

從這個數(shù)據(jù)規(guī)律來看，核彈的殺傷范圍雖然是按當量成正比擴大，但并沒有按照當量的倍數(shù)同等擴大，而只是當量增加10倍，殺傷范圍半徑只增加1倍多點；當量增加100倍，有效殺傷范圍半徑才增加約3.7倍。

這說明爆炸殺傷范圍是隨著距離呈立方衰減的。這是因為爆炸呈球形擴散，能量是向四面八方擴散的，因此在地表平面上，能量破壞力就只能開立方衰減了。

但這種破壞力計算只是理論上的，不是絕對的，這里一般是指直接破壞力。廣島原子彈只有1.3萬噸當量，摧毀了14平方公里的房屋，距離3、4公里的人們也被沖擊波拋離，并且受到嚴重燒傷。

核爆還有許多其他傷害后果，如放射性沾染，就不可能僅僅在以上殺傷半徑范圍內(nèi)。如美國在比基尼島試驗的1500萬噸級氫彈，爆后6小時，放射性污染區(qū)長達257千米，寬64千米。在這個區(qū)域的生物，包括人類都會受到致命污染，在以后的一段時間里會緩慢死去，或者導(dǎo)致終生殘疾。

當遇到空中核爆時，能在地下掩體躲過一劫嗎？

還是那個話，要看核爆的當量和爆心距離，還要看這個掩體有多深，防護措施如何。廣島和長崎，都有一些幸存者，甚至距離爆心很近的區(qū)域，也有活下來的。比如廣島核爆，在距爆心500米半徑范圍，活下來的有78個人，這些人就是由于各種原因，幸運地躲在了地下掩體中。

這里說兩個例子：

一位叫高藏信子19歲妙齡女生，距離爆心只有260米。原來她當時正在銀行辦事，碰巧又在上衛(wèi)生間，而這個衛(wèi)生間位置在銀行最里面，爆炸沖擊波過來隔著好幾重非常厚重的保護墻，這些墻本來就是為了防止強盜搶金庫的，用炸藥也很難炸開。

還有一位叫野村英三，是47歲的燃氣公司職員，爆炸當時他正好在地下室工作，爆炸后他從地下室出來，發(fā)現(xiàn)他的36位同事全部死去。

還有一些在銀行大樓地面上班辦事的人們，爆炸當時雖然被震暈或碎片擊傷，當時也沒有死去，但過了不久，就都因遭到強烈輻射而死亡。

這說明，在核爆時躲在地下掩體還是很有作用的。但還是要看距離爆心多遠，核彈當量有多大。如果一個百萬噸級核彈在廣島同樣位置爆炸，那位高藏信子和野村英三就沒有這樣的幸運了。

因此核武來襲時，如果有預(yù)警，應(yīng)立即按照組織機構(gòu)要求進行疏散，盡可能進入安排的地下設(shè)施避險；如果沒有預(yù)警，突然爆炸，你想躲也躲不贏。至于能不能躲過一劫，也只能自祁多福了。

現(xiàn)在的核彈主要是氫彈，本來是沒有放射性污染的。但由于氫彈起爆要用原子彈，而且為了增加爆炸能量和威力，氫彈的外圍都包裹著一層鈾或钚材料，因此這種核彈又叫三相彈或者臟彈，依然有很大的核污染。

現(xiàn)在還有中子彈，這種核彈一般不會破壞建筑，但發(fā)射的高能中子會穿透建筑殺死里面的人員。遇到這種核彈，即便躲在地下室或者地下車庫也沒有用。當然如果是專門應(yīng)對核武器的地下掩體還是很有作用的，因為這些地下設(shè)施在地底下很深處，而且采取各種防護材料建造，即便中子彈也能防御。

核戰(zhàn)是人類的噩夢，已經(jīng)被列為人類滅亡的方式之一，希望人類不要自己作死走向這條路。和平萬歲！


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學營】，了解最新科普研學營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】，學習觀鳥相關(guān)科普知識
回復(fù)【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情