人類無法避免的古今爭鬥—戰爭智能的演化(三)

目前只有美、俄、英、中、法五國擁有使用與生產氫彈的能力。印度在1998年5月進行的核試驗中試爆了帶熱核裝置的核彈，目前可能擁有氫彈。

區別核武器是屬於核分裂還是核融合核武，要靠分辨武器能量的主要來源。因為現代的核武通常結合兩種核反應：聚變需要先以裂變產生足夠的溫度及壓力啟動；同時裂變在聚變開始後效率會得到提高。故此部分核武是三級設計：最先在外圍第一級先用核裂變，造成聚變條件。中部第二級聚變發生後，再引起彈頭中心的第三級的第二次裂變反應，造成裂－聚－裂反應的三級核彈，是現在最大破壞性的武器。此核彈稱為三相彈、氫鈾彈、三級效應超級炸彈或骯髒的氫彈。

加強型原子彈又稱助爆原子彈，雖然名為「原子彈」實和中子彈同為為廣義氫彈一種，指雖然像典型氫彈般有聚變材料作為核爆增強劑，但聚變的主要作用是提供足夠中子，給裂變材料的分裂反應更為完全，意味所需的聚變材料較少，所以較一般氫彈小巧。通常此設計是用於小型的戰略級核彈，因威力雖然遜於典型氫彈卻勝在較緊湊。

骯髒彈現在是作為一個術語代指具有放射性、非核武器的武器。它裝填著放射性材料，爆炸的時候將放射性物質拋射散布，造成相當於核放射性塵埃的污染，造成災難性的生態破壞。自九一一事件之後，西方政府最主要擔心的一個就是恐怖分子可能利用骯髒彈襲擊人口稠密區，作為區域封鎖武器，就像其他更高級的更複雜的放射性武器，可以將這個地區在以後的數年或十幾年中，退化為不適合人類居住的放射性地區。然而大多數的分析人士認為，骯髒彈的作用更主要體現在心理方面，而它所造成的污染可以用昂貴但是有效的淨化措施來治理。

鈷核彈的原理是在彈殼使用鈷元素。核融合釋放的中子會令鈷變成鈷-60，一種會在長期（約五年內）釋放強烈伽傌射線的同位素，目的是維持長時期的強放射污染。除了使用鈷外，亦可使用金造成維持數天污染，或用鋅及鉈造成維持數月的污染。不過由於三級的裂－聚－裂核武亦能部分達成同一目的，故此已知的核武國沒有承認有生產鈷核彈。

中子彈是小型的熱核武器。武器內的X射線反射鏡及彈殼以鉻或鎳製成，讓核融合中產生的中子離開彈體。高能量的中子流比其他放射更具穿透能力。一般能阻隔伽傌射線的物料通常不足以抵擋中子流。因為只有水和電解質才能吸收中子，而生物中含大量水份，所以中子流對生物產生的傷害比伽傌射線更大。原先製造中子彈的目的，是希望可以殺人而不毀物（被戲稱為「業主炸彈」或「房貸積欠款炸彈」：能殺死屋內的人，但房子無損）。中子彈所產生的熱能及衝擊波被故意減低，而中子流則被加強。但事實上中子彈的熱及火仍然會對建築物造成嚴重的損毀。所謂「殺人不毀物」只是相對其他熱核武器。中子彈所加強的放射，只限於引爆的一刻，與感生放射核彈的長期放射有所不同。

衝擊波彈它是一種小型氫彈，採用了慢化吸收中子技術，減少中子活化，削弱其爆炸後輻射的作用，部隊可以迅速進入爆炸區投入戰鬥，是一種戰術核彈。

伽瑪射線彈原理類似一座無防護層的裂變反應爐，所以不會發生一般意義上的爆炸，只放出大量伽瑪射線；儘管各種效應不大，也不會使人立刻死去，雖然能造成持久的放射線，但不一定會污染土地，能有效迫使敵人離開。

核電磁脈衝彈經過改造的核彈，減弱了衝擊波與核輻射效應，增強了電磁脈衝效應（利用康普頓散射、光電效應等原理），利用在大氣層以上的核爆炸，產生大量定向或不定向的強電磁脈衝，基本上對人體無害，但可使電器（或金屬）急速升溫燒毀。

一個核子武器的能量主要通過五種機制放射出來：衝擊波 40%-60%。熱輻射 30%-50%。原始粒子輻射 4.9%。核電磁脈衝 0.1%。殘留放射性（放射性塵埃）5%-10%。

能量以何種形式被釋放還要仰賴武器的設計以及爆炸時的環境。放射性塵埃的能量釋放是持續的，而其他四種都是立即的短暫的爆發。

這最初四種機制釋放的能量根據炸彈的尺寸而有區別。熱輻射機制相對於距離衰減最緩慢，所以越是大當量的核彈，這種機制就越顯得重要。粒子輻射被大氣強烈吸收，所以他只在小威力的爆炸中體現出重要性。而衝擊波效應的衰減，是介於上述二者之間的。在爆發的一瞬間，核裝藥在一微秒內達到平衡溫度。在這一時刻，大約75%的能量都以熱輻射形式，特別是以軟X射線的形式存在，而其他的殘餘能量則都表現為武器碎片的動能。接下來，這些軟X射線和碎片怎樣與周圍媒質作用就成為衝擊波和光以及粒子之間怎樣分攤能量的決定因素。總的來說，若是在爆心周圍物質很密集，那麼它們將非常有效的吸收能量，衝擊波的強度將會被加強。當爆發在接近海平面的大氣中進行時，絕大多數的軟X射線將在數英尺內被吸收。一些能量轉而形成紫外線、可見光和紅外波段的輻射，但更多的被用來加熱空氣，形成火球。在高空的爆發中，由於空氣密度的降低，軟X射線更趨向於行走更長的距離，在它們終究被吸收後，只有更少量的能量用來推動衝擊波（海平面的50%或更少），而剩餘的都轉化為其他形式的熱輻射。

核武器的爆發的主要機制（衝擊波和輻射）所造成的效果可以和傳統炸藥相比較。主要的不同是，核武器的能量釋放更迅速也更強烈。核彈的主要的破壞力來自於衝擊波效應。絕大多數的建築（當然除了特別加固和抗衝擊結構的工事），將受到致命的摧毀。衝擊波的速度將超過每小時幾百公里，而他肆虐的範圍會隨著核武器當量的增加而增加。兩種相似又不同的現象將隨衝擊波的到來而產生：靜態超壓：衝擊波帶來的壓強急速升高，任何給定點的靜態超壓正比於衝擊波中的空氣密度；動態壓強：即是被形成衝擊波的疾風拉扯的效應，疾風會推動、搖晃和撕裂周圍的物體。

大多數核武器空爆造成的破壞就是由靜態超壓和動態的疾風合成的效果。較長時間的超壓拉動建築結構使其變得脆弱，這時吹來的疾風再一舉將其摧毀。壓縮、真空和拉扯效應總共會持續若干秒鐘，或者更長。而這裡的疾風比世界上任何可能出現過的颶風都要更加兇猛。

核武器的爆炸會伴隨有大量的電磁波輻射爆發，分布在可見光波段，及紅外的和紫外的波段上。主要的傷害機制是造成灼傷及對肉眼的傷害。在晴朗的天氣下，作用範圍可超過衝擊波。輻射光的能量是如此之強，它可以在衝擊波留下的廢墟中再製造一場大火。而熱輻射所作用的範圍，隨武器當量的增加而顯著地增長。

由於熱輻射線是以直線傳播的，所以任何不透明的物體都可以成為有效的壁壘阻止其傳播。但是，如果空氣中有霧氣，這些小水珠可以散射輻射線使其向四面八方傳播，於是所有的壁壘都會顯著地喪失作用。

當熱輻射線作用於一個物體時，部分的能量會被反射，部分被傳導和轉化掉，而剩下的會被吸收。吸收的比率取決於物體的特性和顏色。一個薄片狀的物體可以將大部分的能量傳導掉，同時淺顏色的物體可以反射許多輻射，它們受到的傷害都會小一些。對輻射線的吸收造成溫度在表面的迅速升高，例如木材、紙張、織物等都會被點燃和烤焦。如果恰好這種物質是不良導體，那麼加熱現象只會在表面產生。

事實上，物質是否被點燃還仰賴於熱輻射持續的長短，物質的厚度和包含的水分。在近距離上，所有的物質都會被加熱蒸發，而在最遠的距離上，只有最容易點燃和最脆弱的物質才會受到傷害。火災並不一定只是熱輻射線產生的，衝擊波造成的混亂氣流，也可能誘發大火。在廣島原爆中，就有一場空前巨大的火災，持續了20分鐘。火焰加熱空氣使其上升，周圍的空氣填補這一真空，造成持續的指向爆心的強風。然而這種現象並不是核爆炸所特有的，在二戰的大轟炸中，大量的燃燒彈或經常發生的森林火災中的烈焰也能造成大風。

γ射線通過康普頓散射效應將電子反衝加速，得到高能的電子。這些電子被地磁場捕捉，在地表以上20到40公里的高度上產生共振。周期性振動的電子即可產生連續的電磁脈衝（EMP），持續大約1毫秒。下一個持續大約1秒數量級的效應是，大量的長條形的金屬物體（如電纜），在電磁波通過時會像天線一樣工作併產生高壓。這些強大的短暫的高壓，可以摧毀未經屏蔽保護的電子設備甚至是電線本身。但這種可怕的電磁脈衝對生物的影響人們卻不甚了了。另外灼熱的空氣破壞了電離層，也會使無線電通訊受到影響。

唯一能夠保護電子設備不受脈衝摧毀的措施是將其完全包裹在良導體內，或別的形式的法拉第籠內。當然，對於無線電通訊設備來說這是不可能的，因為它將收不到任何訊號。最大當量的核彈被用來實現大面積的，甚至是洲際範圍的電磁轟炸。

核彈空爆中，大約5%的能量，以最原始的粒子和γ射線形式輻射掉了。核分裂彈和核融合彈的中子輻射有很大不同。然而γ輻射的結構，無論是在這類爆炸式的核反應中，還是短半衰期的物質衰變中都是類似的。核反應粒子輻射隨距離衰減快的原因，一個是它們的散布面積正比半徑立方，強度即正比半徑立方的倒數，一個是它們被大氣強烈地吸收和散射。

粒子輻射的結構也與距離有關，在近爆心的地點，中子輻射強於γ輻射，但隨著距離的增加，中子-伽瑪比將減小。最終，中子成分與γ成分相比即可忽略。要注意的是，上述的這些距離，並不隨爆炸當量的增加而有十分顯著的變化。因此，越大當量的爆炸中，原始粒子輻射的效果就越不顯著。在大塊頭的核彈中，譬如大於50kt，衝擊波和熱輻射的威力使得粒子輻射機制相形見絀，以至於被忽略。

剩餘的放射性物質通過兩種效應造成殺傷力：輻射塵和中子感應機制，剩餘粒子放射線從下列物質中產生：

1.核分裂產物。核分裂產物是由鈾或鈽在核分裂反應中產生的中等質量的同位素。在核分裂反應中，實際上產生的產物有超過300種。大多數是放射性的，且半衰期的長短不一，區別很大。短則幾分之一秒，長則在數年內都有致命的放射性。它們衰變的經典機制是釋放β和γ射線。1千噸的當量中，有大約60克的放射性核分裂產物。引爆一分鐘之後，核分裂產物的放射性等同於3千萬公斤的鐳同時衰變，也就是大約1.1E21Bq。

2.未核分裂的裝藥。核分裂物質的利用，在核武器中可謂是很不充分，大量的鈾和鈽在核分裂前就被炸得四分五裂。這些核裝藥，以alpha衰變的形式緩慢地輻射，而它們的重要性也相對較小。

3.中子感應效應。當一個原子核在中子爆發的時候捕獲了中子，作為一種已知的必然機制，它將變為放射性並在較長的周期內放射beta和γ射線。中子爆發作為最原始的核放射線，必將引起殘留的中子感應效應。另外，環境物質，如土壤、空氣和水，也將被感應激發，這取決於它們的化學成分和距爆心的距離。舉例來說，在近爆心的地區，土壤中的礦物質由於中子爆發會變成有致命放射性的同位素。這是由於多種元素具有中子俘獲能力，像鈉、錳、鋁和矽這樣的元素，都存在於土壤中且參與了中子感應效應。但這種效應並不重要，因為它只限於很有限的一塊區域內。

在近地面的爆炸中，大量的土壤或水分將被火球加熱蒸發，上升成為放射雲。這些物質凝結後，由於混合了核分裂產物和中子感應產物，將變得具有放射性。較大的顆粒將在24小時內沉降到爆心附近（也與風速和天氣有關），而較小的顆粒有可能會在全球大氣系統中漂流數周以至數月。一些當地沉降物覆蓋的面積會遠遠大於熱輻射和衝擊波的範圍，特別是在大當量的核爆中。在水面附近的核爆中，輻射塵顆粒將較小，下落的比例將較小，而分布的面積就會比較廣大。大量海水中的鹽和一些水分，可以作為凝結核，引起當地的降雨從而使當地的核沉降大大增加。

全球放射性沉降的生物學破壞作用是由長半衰期的同位素在生物體內的富集主導的。像鍶-90或銫-137這類元素，通過食物等進入人體。化學上，這些同位素和鈣很像，他們會被誤認為鈣，而被吸收並沉積在骨骼中。這些高放射性的物質將會造成例如像白血病一類的放射性疾病。全球沉降的傷害效果毋庸置疑是小於當地的輻射塵。

在普遍的情況下，衝擊波和熱輻射的殺傷將遠大於放射線的傷害。但是，放射線的輻射傷害比衝擊波和熱輻射更加複雜，人們對它也存在誤解。各式各樣的生物變異將在輻射區內的動物中發生。全身攝入高劑量放射性元素的個體將會立即死亡，其他攝入劑量較少的個體將會苟活，但也會隨後來的併發症而死去。

戰略核武器常指用來摧毀戰略目標（如城市）的大當量核武器；戰術核武器是指用於摧毀小型的特定目標（如軍事、通訊或永備工事等目標）的較小的類型。以現代的眼光來看，在廣島和長崎投放的原子彈只能算是戰術核彈（當量分別為13和22千噸），同時現代的戰術核彈比之又要緊湊和輕巧。 核武器的基本投放方式有：

1.自由落體炸彈：早期的核武器太大了，他們只能被B-29等飛機運載和投放，但在50年代中期，可由戰鬥轟炸機搭載的較小型的核武器被研製出來。這種新型空基的自由落體炸彈運用了多種新技術，包括翻滾轟炸（toss bombing），傘降投擲（parachute-retarded delivery），臥倒模式（laydown mode），以保證給與載機足夠的逃離時間。

2.彈道飛彈：彈道飛彈採用拋射物彈道飛行，通常用於超視距的彈頭投送。機動彈道飛彈具有十到上百公里的射程，洲際彈道飛彈（ICBM）和軌道轟炸系統（SLBM，原意是人造衛星發射的彈道飛彈satellite-launched ballistic missile，因其整個系統採用軌道彈道部署在太空，可以實現全球轟炸，故譯為「軌道轟炸系統」）採用亞軌道或部分軌道彈道以達到全球打擊的效果。較早的彈道飛彈攜載單一的彈頭，每一個有百萬噸級的當量。自上世紀70年代之後，更新的彈道武器使用多彈頭分導技術（MIRVs），每顆飛彈可攜帶一打彈頭，而每個彈頭的當量下降到千噸級。這樣一次發射就可威脅多個目標，或對一個目標造成更有效的打擊。

3.巡弋飛彈：這種飛彈使用噴氣發動機或火箭發動機提供動力，以低空巡航的方式飛行，使用自動導航系統（基本上是慣導，但也有GPS導航和雷達中繼制導作為輔助），突防能力更強。巡弋飛彈的射程較之彈道飛彈要近，且攜載能力也要差一些，當今也沒有服役的多彈頭巡弋飛彈。飛彈可從潛艇、艦船及飛機上發射。

其他可能的投送方式包括榴彈炮的核炮彈、核地雷（藍孔雀）、核深水炸彈、核魚雷、核迫擊炮彈。50年代，美國研製了用於空中截擊的無控空-空火箭箭載小型核彈頭，裝備於F-106截擊機，但其在60年代就基本退役，而核深水炸彈也在90年代退役。可由兩人攜帶的小型戰術核彈也已研製成功，被一些媒體誇張為所謂的手提箱炸彈，它被稱為「特別打擊核武庫」（「Special Atomic Demolition munition」）。儘管如此，人們還在追求當量與便攜性的最佳整合，以達到最大的軍事效用。(續)