现代物理科技导论论文

揭秘中子弹

摘要：何谓中子弹？中子弹，亦称“加强辐射弹”，是一种在氢弹基础上发展起来的、以高能中子辐射为主要杀伤力、威力为千吨级的小型氢弹。本文主要介绍中子弹的历史、结构和原理、特点、威力以及一些防护措施。

关键词：中子弹；核武器；高能中子；核辐射；

何谓中子弹？中子弹，亦称“加强辐射弹”，是一种在氢弹基础上发展起来的、以高能中子辐射为主要杀伤力、威力为千吨级的小型氢弹。它属于第三代核武器，第一二代分别为原子弹和氢弹。

核武器主要有5 种杀伤破坏作用：一是冲击波，约占爆炸能量的50%；二是光辐射，约占爆炸能量的35%；三是早期核辐射，约占爆炸能量的5%；四是放射性污染，约占爆炸能量的9%；五是核电磁脉冲。中子弹的最显著特点是强辐射、低当量和附带杀伤小。中子弹的强辐射是与其附带杀伤小相辅相成的。中子弹也有裂变反应，但其数量较少，所以中子弹爆炸虽然也具有一般核武器的五种破坏因素，但其突出了核辐射这一因素，其它的杀伤破坏因素就很小了。正因为如此，中子弹算作是一种比较“干净”的核武器。

中子弹爆炸时产生的冲击波较小，一枚千吨级TNT当量的中子弹，它的核辐射对人类的瞬间杀伤半径可达800公尺，但其冲击波对建筑物的破坏半径只有三四百公尺。鉴于中子弹具有的这一特性，如果广泛使用中子武器，那么战后城市也许将不会像使用原子弹、氢弹那样成为一片废墟，但人员伤亡却会更大。

一、历史

美国是世界上第一个拥有核武器的国家, 也是世界上的核超级大国。美国对中子弹的研制和装备部队的起步都是最早的。在20世纪70年代中后期，美国就在内华达州地下试验室进行了一系列的中子弹试验。1977 年6 月, 美国总统卡特宣布，美国已经掌握了中子弹的制造技术，中子弹就此横空出世。到次年10月，美国开始生产首批代号为W-70 的中子弹，W-70 弹头的质量211 千克，弹长2.46 米，弹径0.46 米，其弹头威力为100 吨T NT 当量左右。W-70中子弹弹头在飞行中具有较强的抗干扰能力，还配有安全自毁系统等。1981年美国的中子弹开始陆续装载在飞机、导弹和炮弹上，作为有效的战术核武器。截至1983 年,

美国陆军共部署带中子弹弹头的“长矛”战术导弹945 枚。部署在美国、比利时、意大利、荷兰、前西德和英国等地。此外，美国还将中子弹装配在射程为30 千米以内的155、203 等火炮上。在30公里以内和近距范围，可用155毫米203毫米榴弹炮发射中子炮弹；在130公里范围内，可用“长矛”地地战术导弹携载中子弹头；在更远的距离上，则可使用“潘兴”Ⅱ式导弹和“战斧” ，当然如果需要，也可以用飞机投掷。除了美国外，法国和前苏联曾公开承认拥有中子弹的生产能力。1999年8月16日印度宣称能制造中子弹。中国从1999年7月15日宣称拥有中子弹。

二、结构和原理

中子弹是一种以高能中子辐射为主要杀伤因素的强辐射战术核子武器，实际上它是一种靠微型原子弹引爆的超小型氢弹，它的弹体由上、下两个部分组成，上部是一个微型原子弹扳机，其中心是一个引爆中子弹用的微型原子弹，用钸-239做为核原料，因为钸比铀原料能释放更多的中子，可使中子弹达到小型化；中子弹的中心是由一个超小型原子弹作起爆点火，它的周围是中子弹的炸药氘和氚的混合物，外面是用铍和铍合金做的中子反射层和弹壳，此外还带有超小型原子弹点火起爆用的中子源、电子保险控制装置、弹道控制制导仪以及弹翼等。下部中心是核聚变的心脏部分，称为储氚器，内部装有氘氚的混合物，外围是聚苯乙烯，中子弹的外层用铍反射层包着，而没有一般氢弹所有的铀-238外壳，这样子高能中子便可自由逸出，同时放射性污染的范围相对也比较小。引爆时弹体上部的高能炸药最先引爆，给予中心钸球巨大压力，使钸的密度剧烈增加，当受压的钸球达到超临界状态时就会爆炸(裂变)，产生强γ射线、χ射线和超高压，以光速传播，弹体下部的高密度聚苯乙烯吸收了强γ射线和χ射线后，会很快的变成高能等离子体，使储氚器里的含氘氚混合物承受超高温高压，引起氘和氚的聚变反应，从而释放出大量的高能中子，这些高能中子到达弹体外部的铍反射层后，会立即反射回来，并产生铍的增殖效应，即一个高能中子击中铍核后，会产生一个以上的中子，从而有利于氘和氚发生更完全的聚变反应，铍的这种增殖效应，使得中子弹的体积大为缩小，一般直径只有200毫米，弹长560毫米，中子弹的爆炸能由聚变反应产生，并主要以中子流的形式向四周释放，在其爆炸过程中，中子流的能量占总能量的80％左右，因此核污染较小，杀伤剂量较大。

三、基本特点：

和普通核武器相比, 中子弹还有以下几个特点：

（一）早期核辐射效应强。原子弹和氢弹都是杀伤力和破坏力极强的核武器，这样的武器会毁灭对方，但对使用者本身也没有太多的实际利益。中子弹却能够有效克服上述缺点，它爆炸时早期核辐射的能量高达总能量的40%。这样, 同样当量的原子弹与中子弹相比，中子弹对人员的杀伤半径要比原子弹大得多。因此又称其为“加强辐射弹”。

（二）爆炸释放的能量低。当核武器的当量增大到一定程度时，冲击波、光辐射的破坏半径就必定会大于核辐射的杀伤半径。所以，中子弹的当量不可能做得太大。这样相对减弱了冲击波和光辐射效应，因此又称之为“弱冲击波强辐射弹”。正是因为中子弹爆炸时释放的能量比较低，它只能是作为战术核武器应用于战场支援中。也正因为如此, 中子弹这个神秘的杀手才有了更为广阔的用武之地, 才比其他核武器具有更多的实用价值。

（三）放射性污染轻，持续时间短。由于引爆中子弹的裂变当量很小，所以中子弹爆炸造成的放射性污染也很轻。据报道，美国研制的中子炮弹和中子弹头，其聚变当量约占50% 到75%，所以，中子弹爆炸时只有少量的放射性沉降物。通常情况下, 经过数小时到一天，中子弹爆炸中心地区的放射性就已经大量消散，武装人员即可进入并占领遭受中子弹袭击的地区。这一点在军事上和经济上具有十分重要的意义。

（四）与其他战术核武器不同的是，中子弹具有剪裁效应。中子弹在高空爆炸所放射出的大量高能中子，可以穿透约30厘米厚的钢板，因此它可以毫,不费力地穿透坦克装甲、掩体和砖墙等物，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。

一般来说，核爆发生后，爆区附近人员会在发现核爆炸闪光后进行主动防护，比如迅速卧倒，穿戴防化器材等，这样可以在一定程度上减弱甚至大大减弱冲击波、光辐射和放射性沾染的效果。但中子弹则不同，由于γ射线是以光速向四周传播的，中子的速度也可以达到每秒几千千米甚至几万千米(依据中子质量不同而有所差别)，当中子弹杀伤半径内人员看到核爆炸闪光时，也就已经受到了早期核辐射作用，再行防护亦无济于事。

另外，它的投送工具比较灵活。铍作为反射层，可以把瞬间发生的中子反射