核爆炸
核爆炸(英文:Nuclear explosion)是一些物質發生核裂變或聚變的連鎖反應，瞬間釋放出巨大的能量，形成高溫高壓并輻射出各種射線。核爆反應釋放的能量遠大于炸藥爆炸釋放的化學能，而且是在微秒時間內完成的。
核爆炸方式包括空中爆炸、地面(水上)爆炸和地下(水下)爆炸。主要的核武器有原子彈、氫彈、中子彈等。其中，核爆炸裝置是依靠核裝藥中原子核的鏈式裂變或自持聚變反應，瞬間釋放巨大能量，形成爆炸的裝置，主要由核部件、爆炸系統、核點火部件和相應的結構部件組成。核試驗被全面禁止后，人們用大規模計算機模擬試驗代替實際的核爆炸試驗。
核爆炸產生的輻射和放射性碎片對人體有害，根據人與人之間的距離和爆炸半徑的不同，可能導致中到重度的皮膚灼傷、眼睛損傷、放射病、輻射誘發的癌癥，甚至死亡。核爆炸也會對氣候產生有害影響，持續數月至數年。卡爾·薩根(Carl Sagan)等人在1983年的一篇文章中聲稱，核戰爭可能會向大氣中釋放足夠多的粒子，導致地球變冷，世界各地的農作物、動物和農業消失——這種效應被稱為“核冬天”。
核爆原理 編輯本段
核爆的原理是核裂變鏈式反應產生的巨大能量引起的爆炸。它是由原子核裂變、核聚變(如氘、氚、鋰的聚變)或兩者的多級串聯組合引起的連續反應，如原子彈、氫彈的爆炸。
每消耗一個中子，平均釋放2.5()個新中子。這些新的中子可以引起其他的核裂變，釋放出更多的中子。在核反應堆中，核鏈式反應被控制在平衡狀態，即每次裂變只釋放一個新的中子用于下一次裂變。在這種狀態下，我們說中子倍增系數。如果中子倍增系統大于1，中子數呈指數增長，那么裂變率也呈指數增長。在沒有任何控制機制的情況下，釋放的熱量最終會破壞鏈式反應系統。
在核爆炸裝置引爆之前，裂變材料被分成幾個亞臨界塊，以防止意外核爆炸。當用電雷管觸發化學炸藥爆炸時，亞臨界塊體被推向中心，達到臨界值，連鎖反應開始。TNT等一般化學炸藥爆炸時釋放的能量來自于化合物的分解反應。在這些化學反應中，碳、氫、氧、氮等的原子核沒有發生變化，但原子之間的結合態發生了變化。核反應不同于化學反應。在核裂變或核聚變反應中，參與反應的原子核全部轉化為其他原子核，原子也發生了變化，即原子核的反應和轉化本質上是。核爆的發展過程大致可以用時間來區分。例如，用當量為20kt的空中核試驗來說明發展過程。
當S，核反應過程，放出瞬間伽馬輻射和中子。
當s時，拋射體燃燒到大約10?K，形成一個x射線火球，并繼續釋放伽馬輻射和中子。
當S強閃光出現時，電磁脈沖基本結束，伽馬輻射和中子繼續發射，而光輻射發射，沖擊波離開火球。
當S火球直徑達到最大時，瞬時中子結束，γ輻射和光輻射繼續發射，沖擊波傳播到0.25km。
S時，火球熄滅，光輻射結束，γ輻射微弱，沖擊波傳播到1.2km左右。
早期核輻射在S結束時，沖擊波在10s內達到4km，強度很弱，接近聲波，傷害消失。
當min時，煙云達到穩定高度。過了這段時間，煙云在高空風的作用下，向順風方向漂移。
核爆類型 編輯本段
核武器
核武器是利用自持核裂變或聚變反應釋放的能量產生爆炸，具有大規模殺傷和破壞作用的武器的總稱。其中，核爆炸裝置簡稱核裝置。它是依靠核荷中原子核的鏈式裂變或自持聚變反應，瞬間釋放巨大能量，形成爆炸的裝置。用作武器的核裝置與引爆控制系統一起構成核彈頭。核裝置通常由核部件、爆炸系統、核點火部件和相應的結構部件組成。核部件由核裝料形成并適當組裝。爆轟系統用于壓迫或壓實核裂變組件達到超臨界狀態，核點火組件及時產生點火中子，引發核裂變的鏈式反應。
核裝置中的自持聚變反應是由核裂變的鏈式反應瞬間釋放出高能量，使核聚變裝藥達到高溫高壓而引起的。核裝置用于核試驗時，不要求其結構能承受作為武器使用時遇到的惡劣環境，也不需要貫穿。
作為用作武器的核裝置，既要考慮具有更大的威力，又要保持較高的安全性和良好的突防性能，還要注意外形對核彈外殼的適應性、操作使用的方便性和成本的低廉性。這種核裝置的設計首先是物理設計，需要對其反應過程有透徹的了解，對其必要條件和各種物理參數有清晰的認識，有一個或幾個假設方案的物理模型，用快速大容量的計算機進行模擬計算，對提出的方案進行調整使其最優，并通過反復的化學爆轟試驗甚至局部核試驗進行實際修改。其次是工程設計，要考慮結構強度、環境適應性、安全性、在殼體內的布置和維護使用的方便性，做相應的實驗來修改和評估方案。最后，還要通過必要的核試驗，檢驗給定的技術條件能否達到。
原子彈
氫彈
氫彈是利用輕核聚變反應釋放的巨大能量造成殺傷和毀滅的核武器。因為輕核聚變反應需要在極高的溫度下進行，所以氫彈也被稱為熱核武器。氫彈的主要部件是起爆裝置和熱核裝藥。雷管是由235鈾、238鈾、239钚等裂變材料制成的原子彈。其主要作用是引起聚變反應所需的極高溫度，保證熱核反應的順利進行。熱核電荷主要是氘化鋰。比如美國也是世界上第一顆氫彈——“常春藤-邁克”，蘇聯第一顆氫彈RDS-6(Joe-4)。
中子彈
中子彈又叫增強輻射彈，是一種以聚變反應產生的大量高能中子為主要殺傷因素的戰術核武器。中子彈一般采用小當量的原子彈作為引爆裝置，鈹作為中子反射層，氘氚作為核裝藥。所以，中子彈是一個小當量的氫彈。其特點是:中子產額高，能量高，早期核輻射效應增強；小當量；沖擊波和光輻射的作用減弱；放射性污染程度較輕。
核爆模擬 編輯本段
核爆炸模擬是利用大型電子計算機進行的模擬實驗，可以在一定程度上代替實際的核試驗，即利用慣性約束聚變在實驗室中進行核武器物理和核武器效應的研究。核爆炸模擬研究的目的是在全面禁止核試驗后，繼續以實驗室研究的方式研究核武器的物理和效應，以保證庫存核武器的安全性、可靠性和有效性，進一步提高核武器的性能，甚至發展核武器。
慣性約束聚變包括直接驅動和間接驅動。因為間接驅動方式和核武器的驅動方式很像，都是X射線輻射燒蝕驅動，不同的是X射線輻射的來源不同。前者依靠激光在重金屬中轉換的X射線輻射或Z箍縮裝置產生的X射線輻射，后者依靠核武器初級提供的X射線引爆次級。因此，在核爆炸模擬中，通常采用慣性約束聚變的間接驅動方式來模擬核武器的物理過程。
在間接驅動中，強激光從圓柱形黑腔金靶的兩端入射到腔壁上，立即形成一層高溫低密度的薄金等離子體，稱為電暈區。然后，激光繼續撞擊腔壁，在亞臨界密度區，等離子體被逆軔致吸收和反常吸收加熱，通過電子熱傳導傳輸到密度更高、溫度更低的電子燒蝕區，轉化為X射線。燒蝕區的這種力學狀態是金等離子體發射X射線的最佳狀態，X射線發射率最高。轉換后的X射線能量被輸送并沉積在靶丸外殼上，通過熱輻射間接燒蝕外殼，產生內爆，壓縮靶丸內的氘氚燃料，為熱核聚變點火和燃燒創造條件，實現高增益。所以間接驅動有時也叫輻射驅動。
核武器是不可控的大威力熱核爆炸，慣性約束聚變是可控的微熱核聚變。它們只是性質相似，但在數量、器件配置、使用的材料上有很大的區別。所以核爆模擬間接驅動的靶設計和慣性約束聚變間接驅動的靶設計有很大不同。
主要影響 編輯本段
沖擊波
核爆炸是一種能量密度很高的爆炸，瞬間釋放出大量能量，產生高溫高壓，形成密度極高的“流體動力波前”，高速向四周推擠，與周圍介質(一般是大氣)產生“流體動力耦合”，產生波前非常陡峭的沖擊波。在空氣中爆炸時，沖擊波的能量通常占總能量的50%左右。這樣的高能沖擊波向四周擴散，產生強烈的機械效應。
核爆炸的力學效應與一般爆炸相同，只是爆炸機理不同，不同的爆炸條件(高空爆炸、低空爆炸、地面爆炸、水下爆炸、地下爆炸等。)對爆炸能量分布有很大影響，而環境氣象條件(溫度、風力、濕度等。)和地形條件(山脈、丘陵、平原等。)對爆炸效果有影響。因此，在一般爆炸力學中使用理想條件下的解析計算方法時，會出現較大偏差，計算也較為復雜。工程上通常采用通過試驗獲得的經驗設計計算方法。
熱(光)輻射
光輻射是核爆炸時火球發出的光和熱。核爆炸瞬間，釋放出巨大的能量，在爆炸點造成上千萬攝氏度的極高溫度，從而發出耀眼的閃光；然后，熾熱的爆炸殘留物和周圍的空氣形成了一個熾熱明亮的火球。在一定時間內，火球的表面溫度可以保持在幾千攝氏度以上。像太陽一樣，它以光的形式放射出巨大的能量。當火球表面溫度下降到2000攝氏度左右時，火球停止發光，變成一團煙霧。
核爆炸光輻射類似于陽光。它由可見光、紫外光和紅外光組成。光輻射和普通光一樣，在空氣中以光速直線向外傳播。遇到物體，一部分被反射，一部分被吸收。淺色和表面光滑的物體反射更多的光輻射，而深色和表面粗糙的物體吸收更多的光輻射。它的強度用光脈沖來表示。光沖量是指整個輻射時間內，火球在垂直于光的單位面積上投射的能量，單位為卡/平方厘米。光脈沖的大小主要由核爆炸當量、距爆炸中心的距離和爆炸方式決定。在其他條件相同的情況下，光沖量與爆炸當量成正比，隨著距爆炸中心距離的增加，光沖量迅速減小。光輻射受氣候條件的影響。冰雪能反射光輻射，可能使光脈沖增加40% ~ 90%；云、雨、雪可能使光沖動減弱20% ~ 30%；陰天云層下發生核爆炸，對地面目標的光沖量增加50%左右。
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