第三章 核武器的杀伤作用(dvd)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
剂量评价
早期核辐射剂量评价通常以吸收剂量表 示，单位用戈瑞（Gy），中子有时选用中 子通量表示，中子通量是指单位面积（m-2 或cm-2）上的中子数。
四、放射性沾染
(radioactive contamination)
核爆炸时大量放射性核素，在高温 下气化，分散于火球内，当火球冷却成 烟云时，与烟云中微尘以及由地面上升 的尘土凝对成放射性微粒。受重力作用 向地面沉降，称放射性落下（radioactive fallout），简称落下灰。由此造成空气、 地面、水源、各种物体和人体的沾染称 为放射性沾染。
（3）比活度：落下灰的比活度，随其粒子直径的增大 而减小。爆后1小时的落下灰，地爆的比活度为107～ 1010 Bq·g-1。
衰变规律：
爆 后 1 ～ 5000 小 时 内 ， 地 面 辐 射 级 （即剂量率）的衰变可用“六倍规律” 粗略计算，即时间每增加6倍，辐射级降 至原来的1/10。
二、冲击波
形成原理
核爆炸形成的高温高压火球，向 外膨胀，压缩周围的空气层，形成 球形空气密度极高的压缩区。随着 压缩压的迅速向外运动，其后形成 一个低于正常大气压的稀疏区。两 个区域紧密相连，在介质中迅速传 播，形成了核爆炸的冲击波（blast wave）。
图3-4 冲击波形成及运行模式图
冲击波的压力：
三、早期核辐射
早期核辐射（initial unclear radiation）是 核爆炸特有的一种杀伤因素，又称贯穿辐射 （penetrating radiation），是核爆炸后最初十 几秒钟内产生的γ射线和中子流，它占核爆总 能量的5%左右。
杀伤作用特点：传播速度快
作用时间短
能发生散射
贯穿能力强
核武器的杀伤作用
2007年3月12日
核爆炸方式
空中爆炸（air burst） 地面爆炸(land surface burst) 地下爆炸(underground burst) 水面爆炸(water surface burst) 水下爆炸(underwater burst)等 划分空爆和地爆的标准：以火球是否 接触地面为准，接触地面为地爆；不接触 地面为空爆。
第二脉冲为火球阶段，持续时间可达几秒 至几十秒，能量占光辐射总量的98%～99%， 主要是红外线和可见光，是光辐射杀伤破坏作 用的主要阶段。
光辐射杀伤评价：
光冲量
（radiant exposure）光冲量是 指火球在整个发光的时间内，投射 到与光辐射传播方向相垂直的单位 面积上的能量，单位是：
焦耳·每平方米或焦耳·每平方厘 米（J·m-2、J·cm-2）。
爆炸景象
核爆炸时，产生特异的外观 景象。除地下（水下）爆炸外， 其共同的特点是依次出现闪光 （flash）、火球（fire ball）、 蘑菇状烟云（mushroom cloud）， 并发出巨大响声。
图3-1 氢弹空爆蘑菇状烟云
地下核爆
图3-2 原子弹地面爆炸时的火球
图3-3 原子弹地面爆炸时的蘑菇状烟云
30km高度以下大气层中的核爆炸，光辐 射35%，冲击波50%，早期核辐射5%，放射 性沾染10%。
一、光辐射
光辐射（light radiation）是核爆炸瞬间产生 的几千万度的高温火球，它向四周辐射出光和 热、占核爆总能量的35%左右，其杀伤作用取 决于光冲量。
光辐射能量释放有两个杀伤脉冲。
第一脉冲为闪光阶段，持续时极短主要是 紫外线 — 视力障碍。
一些物质对早期核辐射的半减弱层（cm）
射线种类 土壤 混凝土 木材 水 铁
γ 射线 中子
14.0 10.0 13.8 10.3
25 2 3 3.2 11.7 5.5 9.7
产生感生放射性：土壤、兵器、含盐 食品及药品中某些稳定性核素的原子核，俘 获慢中子形成放射性核素。这种放射性核素 称为感生放射性核素，这种放射性叫感生放 射性。
剩 余 杀 伤 （ residual nuclear radiation）：
1, 放射性沾染。可持续几天，几周或更长 时间。
2, 核爆炸释放的γ射线，使空气分子电离， 形 成 核 电 磁 脉 冲 (nuclear electro-magnetic pulse)，它的作用时间不到一秒钟。主要是破 坏或干扰电子和电气设备。
沾染成分
放射性落下灰由核裂变产物、感生放射性核素和未 裂变的核装料三部分，主要发射β、γ射线。
理化特性
（1）状态：落下灰粒子呈球形或椭圆形微粒，粒内放 射性物质分布均匀。颜色与土壤有关。粒径大小与爆 炸方式有关。
（2）溶解度：溶解度与落下灰的粒径大小，放化成分 以及溶剂的酸碱度有关。水中溶解度较低，在酸性溶 液中溶解度较高。
分超压、动压和负压三种
压缩区内超过正常大气压的那部分压力称 为超压overpressure）；
高速气流运动所产生的冲击压力称为动压 （dynamic pressure）。
稀疏区内低于正常大气压的那部分压力称 为负压。冲击波的杀伤破坏作用主要是由超压 和动压造成。
压力上升时间越短，正压作用时间越长， 则杀伤破坏作用就越强，反之则越弱。
评价方法： 用 比 例 爆 高 （ scaled height of burst）（h）表示
比高（h） = 爆炸高度（m）和当量（kt,千
吨）立方根的比值来表示。
表3-1 不同爆炸方式的比高（h）
爆炸方式
地爆 空爆 低空爆炸 中空爆炸 高空爆炸
比高
0～60 ＞60
60～120 120～250
＞250
看不到火球，形成分散状巨大尘柱
近距离看到一时间极短的发光区，有菜 花状云团和空心水柱，水柱回落形成巨 浪和放射性云雾
wk.baidu.com 分类
杀伤因素
核爆炸时在瞬间产生的巨大能 量，形成瞬时杀伤和剩余杀伤两类。
瞬时杀伤（instantaneous killing factor）：
光辐射、冲击波、早期核辐射。 在爆炸的几秒至几十秒之内。
表3-2 核武器空爆和地爆时外观景象的特征
爆炸方式
空爆
地爆 地下爆炸 水下爆炸
外观景象
中低空中爆炸时，火球开始为球形，火 球不接触地面，当地面反射冲击波到达 时变为扁球形，烟云和尘柱分裂，以后 尘柱迅速追上烟云；高空爆炸时，烟云 和尘柱始终不连接， 超高空爆炸时无尘 柱出现
火球与地面接触似半球形，烟云和尘柱 一开始就连接在一起，烟云颜色深暗， 尘柱较粗大
早期核辐射剂量评价通常以吸收剂量表 示，单位用戈瑞（Gy），中子有时选用中 子通量表示，中子通量是指单位面积（m-2 或cm-2）上的中子数。
四、放射性沾染
(radioactive contamination)
核爆炸时大量放射性核素，在高温 下气化，分散于火球内，当火球冷却成 烟云时，与烟云中微尘以及由地面上升 的尘土凝对成放射性微粒。受重力作用 向地面沉降，称放射性落下（radioactive fallout），简称落下灰。由此造成空气、 地面、水源、各种物体和人体的沾染称 为放射性沾染。
（3）比活度：落下灰的比活度，随其粒子直径的增大 而减小。爆后1小时的落下灰，地爆的比活度为107～ 1010 Bq·g-1。
衰变规律：
爆 后 1 ～ 5000 小 时 内 ， 地 面 辐 射 级 （即剂量率）的衰变可用“六倍规律” 粗略计算，即时间每增加6倍，辐射级降 至原来的1/10。
二、冲击波
形成原理
核爆炸形成的高温高压火球，向 外膨胀，压缩周围的空气层，形成 球形空气密度极高的压缩区。随着 压缩压的迅速向外运动，其后形成 一个低于正常大气压的稀疏区。两 个区域紧密相连，在介质中迅速传 播，形成了核爆炸的冲击波（blast wave）。
图3-4 冲击波形成及运行模式图
冲击波的压力：
三、早期核辐射
早期核辐射（initial unclear radiation）是 核爆炸特有的一种杀伤因素，又称贯穿辐射 （penetrating radiation），是核爆炸后最初十 几秒钟内产生的γ射线和中子流，它占核爆总 能量的5%左右。
杀伤作用特点：传播速度快
作用时间短
能发生散射
贯穿能力强
核武器的杀伤作用
2007年3月12日
核爆炸方式
空中爆炸（air burst） 地面爆炸(land surface burst) 地下爆炸(underground burst) 水面爆炸(water surface burst) 水下爆炸(underwater burst)等 划分空爆和地爆的标准：以火球是否 接触地面为准，接触地面为地爆；不接触 地面为空爆。
第二脉冲为火球阶段，持续时间可达几秒 至几十秒，能量占光辐射总量的98%～99%， 主要是红外线和可见光，是光辐射杀伤破坏作 用的主要阶段。
光辐射杀伤评价：
光冲量
（radiant exposure）光冲量是 指火球在整个发光的时间内，投射 到与光辐射传播方向相垂直的单位 面积上的能量，单位是：
焦耳·每平方米或焦耳·每平方厘 米（J·m-2、J·cm-2）。
爆炸景象
核爆炸时，产生特异的外观 景象。除地下（水下）爆炸外， 其共同的特点是依次出现闪光 （flash）、火球（fire ball）、 蘑菇状烟云（mushroom cloud）， 并发出巨大响声。
图3-1 氢弹空爆蘑菇状烟云
地下核爆
图3-2 原子弹地面爆炸时的火球
图3-3 原子弹地面爆炸时的蘑菇状烟云
30km高度以下大气层中的核爆炸，光辐 射35%，冲击波50%，早期核辐射5%，放射 性沾染10%。
一、光辐射
光辐射（light radiation）是核爆炸瞬间产生 的几千万度的高温火球，它向四周辐射出光和 热、占核爆总能量的35%左右，其杀伤作用取 决于光冲量。
光辐射能量释放有两个杀伤脉冲。
第一脉冲为闪光阶段，持续时极短主要是 紫外线 — 视力障碍。
一些物质对早期核辐射的半减弱层（cm）
射线种类 土壤 混凝土 木材 水 铁
γ 射线 中子
14.0 10.0 13.8 10.3
25 2 3 3.2 11.7 5.5 9.7
产生感生放射性：土壤、兵器、含盐 食品及药品中某些稳定性核素的原子核，俘 获慢中子形成放射性核素。这种放射性核素 称为感生放射性核素，这种放射性叫感生放 射性。
剩 余 杀 伤 （ residual nuclear radiation）：
1, 放射性沾染。可持续几天，几周或更长 时间。
2, 核爆炸释放的γ射线，使空气分子电离， 形 成 核 电 磁 脉 冲 (nuclear electro-magnetic pulse)，它的作用时间不到一秒钟。主要是破 坏或干扰电子和电气设备。
沾染成分
放射性落下灰由核裂变产物、感生放射性核素和未 裂变的核装料三部分，主要发射β、γ射线。
理化特性
（1）状态：落下灰粒子呈球形或椭圆形微粒，粒内放 射性物质分布均匀。颜色与土壤有关。粒径大小与爆 炸方式有关。
（2）溶解度：溶解度与落下灰的粒径大小，放化成分 以及溶剂的酸碱度有关。水中溶解度较低，在酸性溶 液中溶解度较高。
分超压、动压和负压三种
压缩区内超过正常大气压的那部分压力称 为超压overpressure）；
高速气流运动所产生的冲击压力称为动压 （dynamic pressure）。
稀疏区内低于正常大气压的那部分压力称 为负压。冲击波的杀伤破坏作用主要是由超压 和动压造成。
压力上升时间越短，正压作用时间越长， 则杀伤破坏作用就越强，反之则越弱。
评价方法： 用 比 例 爆 高 （ scaled height of burst）（h）表示
比高（h） = 爆炸高度（m）和当量（kt,千
吨）立方根的比值来表示。
表3-1 不同爆炸方式的比高（h）
爆炸方式
地爆 空爆 低空爆炸 中空爆炸 高空爆炸
比高
0～60 ＞60
60～120 120～250
＞250
看不到火球，形成分散状巨大尘柱
近距离看到一时间极短的发光区，有菜 花状云团和空心水柱，水柱回落形成巨 浪和放射性云雾
wk.baidu.com 分类
杀伤因素
核爆炸时在瞬间产生的巨大能 量，形成瞬时杀伤和剩余杀伤两类。
瞬时杀伤（instantaneous killing factor）：
光辐射、冲击波、早期核辐射。 在爆炸的几秒至几十秒之内。
表3-2 核武器空爆和地爆时外观景象的特征
爆炸方式
空爆
地爆 地下爆炸 水下爆炸
外观景象
中低空中爆炸时，火球开始为球形，火 球不接触地面，当地面反射冲击波到达 时变为扁球形，烟云和尘柱分裂，以后 尘柱迅速追上烟云；高空爆炸时，烟云 和尘柱始终不连接， 超高空爆炸时无尘 柱出现
火球与地面接触似半球形，烟云和尘柱 一开始就连接在一起，烟云颜色深暗， 尘柱较粗大