据说,潘多拉是宙斯创造的第一个女人。潘多拉生下儿子之后,宙斯便把潘多拉生下的7个儿子用一个盒子封印起来,盒子的名字就叫“潘多拉之盒”,并嘱咐潘多拉不能打开。潘多拉非常愤怒,便倫倫地把盒子打开想看看自己的儿子。魔盒一打开,前六个儿子贪婪、杀戮、恐惧、痛苦、疾病、欲望,便飞了出去,从此人间就变得多灾多难了。
核技术正是像潘多拉魔盒中的孩子,一出世就给人类带来了巨大的灾难量
从炸药说起——核武器的制造
谈到核武器,都会让人毛骨悚然。为什么核武器会让人类这么害怕呢?因为核武器爆炸时不仅释放的能量巨大,而且核反应过程非常迅速,微秒量级的时间內即可完成。在核武器爆炸周围很小的范围內形成极高的温度,加热并压缩周围空气使之急速膨胀,产生高压冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的光辐射。它威胁着人类及自然界的生存。
安全炸药的发明
同学们听过诺贝尔奖吗?科学家们都以获得诺贝尔奖为人生的最大荣誉。而说到诺贝奖就不得不提到一个人:瑞典化学家诺贝尔。诺贝尔曾拥有军工厂,主要生产军火,还曾拥有一座钢铁厂。在他的遗嘱中决定利用他的巨大财富创立了诺贝尔奖,各种诺贝尔奖项均以他的名字命名。
安全炸药正是诺贝尔发明的。
19世纪下半叶,欧洲许多国家正处在工业革命的高潮之中,矿山开发、河道挖掘、铁路修建等工程都需要大量烈性炸药。诺贝尔发明的硝化甘油炸药因此受到了广泛的欢迎,在许多领域得到了使用。但是由于运输人员和用户对炸药的安全问题认识不足,致使爆炸事故屡次发生。诺贝尔受到人们的指责。之后,诺贝尔开始研究安全炸药。一次偶然的机会,他发现硝化甘油可以被干燥的硅藻土所吸附,这种混合物可以安全运输。于是他改进了黄色炸药和必要的雷管,安全炸药被发明了。
诺贝尔希望他发明的破坏性炸药有助于消灭战争,但事与愿违,人类没有用它来消灭战争,反而用炸药作为侵略他人的武器。
诺贝尔简介
诺贝尔是瑞典化学家、工程师、发明家、军工装备制造商和炸药的发明者。他曾拥有军工厂,主要生产军火;还曾拥有一座钢铁厂。在他的遗嘱中利用他的巨大财富创立了诺贝尔奖,各种诺贝尔奖项均以他的名字命名。人造元素锘就是以诺贝尔命名的。
能量巨大的“炸药”
煤、石油等矿物燃料燃烧时释放的能量,来自我们课本中学过的碳、氢、氧的化合反应,而一般化学炸药如梯恩梯爆炸时释放的能量,是来自化合物的分解反应。在这些化学反应里,碳、氢、氧、氮等原子核都没有变化,只是各个原子之间的组合状态有了变化。
但是核反应与化学反应不一样。在核裂变或核聚变反应里,参与反应的原子核都转变成其他原子核,原子也发生了变化。因此人们把这类武器叫做“原子弹”。
原子弹威力到底有多大呢?原子弹爆炸时释放的能量,比只装化学炸药的常规武器要大得多。例如,1千克铀全部裂变释放的能量约8×1013焦耳,比1千克梯恩梯炸药爆炸释放的能量4.19×106焦耳约大2000万倍。因此,核武器爆炸释放的总能量,即其威力的大小,常用释放相同能量的梯恩梯炸药量来表示,称为“梯恩梯当量”。
原子弹的威力是用“当量”来度量的,比如2.2万吨级,是指2.2万吨梯恩梯炸药在一定的密度、一定的形状、自由空间条件下爆炸产生的冲击波的强度。
什么是核武器?
核武器,就是指利用原子核的裂变或聚变反应释放的能量而产生爆炸作用,具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。核武器有两种:原子弹和氢弹。其中主要利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹,而主要利用重氢(D,氘)或超重氢(T,氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。
核武器爆炸,不仅释放的能量巨大,而且核反应过程非常迅速,微秒量级的时间内即可完成。因此,在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度,加热并压缩周围空气使之急速膨胀,产生高压冲击波。地面和空中核爆炸,还会在周围空气中形成火球,发出很强的光辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎片,向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用,造成电流的增长和消失过程,其结果又产生电磁脉冲。
“胖子”和“小男孩”
1945年5月8日德国投降后,日本依然在太平洋战场上负隅顽抗。7月16日美国第一颗原子弹爆炸成功。此时,以美国陆军部长史汀生为首的临时委员会和参谋长联席会议认为,如果美国使用原子弹迫使日本丧失抵抗意志,不待美军登陆就投降,则可避免50万美国人丧生。于是,史汀生与临时委员会一起向杜鲁门总统提出建议:尽快用原子弹轰炸日本具有军事和非军事双重性的目标。核突袭的具体目标拟定为广岛、长崎和小仓。经同意后,美国陆军航空兵的核突击部队被派往执行这次任务。美国于8月6日、9日先后在日本的广岛和长崎投下了仅有的两颗原子弹,代号分别为“小男孩”和“胖子”。
这场人类有史以来的巨大灾难,造成了10万余日本年民死亡和8万多人受伤。原子弹的空前杀伤和破坏威力震惊了世界。
“小男孩”是人类历史上首次使用的投掷在日本广岛的核武器,另一枚人类使用的核武器为投掷在长崎的钚原子弹“胖子”。
首个原子弹爆炸——广岛原子弹
原子弹在广岛和长崎上空的爆炸,让世界为之颤抖。日本平民为两颗原子弹的爆炸付出了沉重的代价:1945年8月6日,美国向广岛空投名为“小男孩”的原子弹,约8万人死亡。1945年8月9日,美国空军向日本长崎投下了名为“胖子”的原子弹,大约7万人在核爆炸中丧生。在日本广岛遭到原子弹爆炸60周年前夕,广岛原子弹受害者高桥昭博和阿部静子在接受新华社记者专访时说:“任何战争都是惨无人道的,都会造成无数人间悲剧。原子弹爆炸的一瞬间夺去了数以万计的宝贵生命,也给我们带来了终生的痛苦。我们必须珍惜今天的和平,永远不忘战争带给人类的创伤。”
让我们重温原子弹爆炸这一历史,以史为鉴,追求和平的世界。
制造原子弹的原因
在1939年初,德国化学家哈恩和物理化学家斯特拉斯曼就发表了关于铀原子核裂变现象的论文,之后很多科学家验证了这一发现。9月初,玻尔和惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程,并指出能引起这一反应的最好元素是同位素铀235.当时人们都认为,这一伟大发现开辟了人类利用这种新能源创造财富的广阔前景。但是同年英、法两国向德国宣战,于是核能的开发被德国首先用来制造原子弹。
在美国,以匈牙利物理学家西拉德·莱奥为首的科学家都认为:一旦德国掌握原子弹技术会带来严重后果,美国必须赶在德国之前研制出原子弹。西拉德·莱奥和另几位从欧洲移居美国的科学家找到爱因斯坦,请他把这一消息传达给美国总统。1939年8月爱因斯坦写信给美国第32届总统罗斯福,建议美国赶在德国之前研制出原子弹,这一提议引起了美国政府的注意。但开始只拨给经费6000美元,直到1941年12月日本袭击珍珠港后,美国加紧了研制原子弹的步伐。到1942年8月发展成代号为“曼哈顿工程区”的庞大计划,直接动用的人力约60万人,投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时制成3颗原子弹,使美国成为世界上第一个拥有原子弹的国家。
名人介绍——化学家哈恩
哈恩,德国化学家,1879年3月8日生于法兰克福。哈恩就读于马尔堡大学化学系,1901年获得博士学位。1944年哈恩因发现核裂变而获得诺贝尔化学奖。
点击——为什么德国没有首先研制出原子弹
为什么德国没有首先研制出原子弹呢?当时,德国领导人认为战争可以很快结束,不需要费力去研制尚无把握的原子弹,于是不予支持。到后期才开始研制。其次,德国采用的是重水反应堆生产钚239,到1945年初才建成一座不大的次临界装置,但由于空袭和电力、物资缺乏等原因,进展非常缓慢。另外,希特勒迫害科学家,有的科学家不愿意合作,也是德国没有首先研制出原子弹的一个原因。而美国科学家得到政府的极大支持,并成立“曼哈顿工程区”计划,投入极大的物力人力,第一座试验性石墨反应堆在物理学家费米领导下,1942年12月就建成并达到临界,进展非常顺利。
投放原子弹
1945年5月德国投降后,日本侵略军在中国人民长期抗战的有力打击下,实力大大削弱。美、英在太平洋地区的进攻,又几乎全部摧毁日本海军,海上封锁使日本国内的物资供应极为匮乏,日本失败已成定局。7月26日在波茨坦会议上,美国、英国和中国发表了《波茨坦公告》,敦促日本投降。但日本政府拒绝接受。美国总统杜鲁门和美国政府想尽快迫使日本投降,也想以此抑制苏联,于是决定在日本的首都和长崎投掷原子弹,但因日本首都雾太浓,之后把广岛作为投放原子弹的目标。8月6日在日本的广岛投下第一颗原子弹。8月8日,日本仍在继续进行战争,拒绝接受《波茨坦公告》,于是美国9日在长崎投下第二颗原子弹,日本投降。
切尔诺贝利的阴影——史上最大的核泄漏事故
切尔诺贝利核电站是苏联时期在乌克兰境內修建的第一座核电站,1977年9月建成发电。1986年4月26日,在进行一项实验时,切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸,造成31人当场死亡,8吨多强辐射物泄漏。此次核泄漏事故使电站周围6万多平方公里土地受到直接污染,320多万人受到核辐射侵害。据悉,此次事故产生的放射性尘降物数量是在广岛投掷的原子弹所释放的400倍。切尔诺贝利核泄漏事故被称之为历史上最严重的核电站灾难。
切尔诺贝利事件
切尔诺贝利核电站位于乌克兰北部,距首都基辅只有140公里,它是原苏联时它在乌克兰境内修建的第一座核电站。切尔诺贝利曾经是苏联人民的骄傲,被认为是世界上最安全、最可靠的核电站。
1986年4月26日当地时间1点24分,由于切尔诺贝利核电站有关工作人员玩忽职守、粗暴违反工艺规程,而导致切尔诺贝利核能发电厂发生了严重泄漏及爆炸事故。事故造成了31名工作人员当场死亡,上万人由于放射性物质后它影响而致命或重病,数万人撤离,至今仍有被放射线影响而导致畸形胎儿的出生。外泄的辐射尘随着大气飘散到前苏联的西部地区、东欧地区、北欧的斯堪的纳维亚半岛,对环境的破坏无法估量。
事故发生后,原苏采政府和人民T取了一系列善后措施,清除、掩埋了大量污染物,为发生爆炸的4号反应堆建起了钢筋水泥“石棺”,并恢复了另3个发电机组的生产。此外,自1986年切尔诺贝利核事故发生后,离核电站3km以内的地区还被辟为隔离区,很多人称这一区域为“死亡区”。
核辐射
核辐射,或通常称之为放射性,存在于所有的物质之中,即包括你喝的水和我呼吸的空气,这是亿万年来存在的客观事实,是正常现象。所以我们不是讨论有没有放射性,而是讨论在日常生活中有哪些物质,在一定条件下,有偏高或高的放射性,并足以对人造成伤害。
强者俱乐部——国际上核技术的角逐
自从美国成为第一个拥有核武器的国家,世界上各国就开始了核技术的争夺战。于是核武器的角逐就开始了。核武器技术的角逐带来的是对人类更大的威胁。
拥有核武器的国家
美国:美国在第二次世界大战时与英国和加拿大合作,比德国更快发展出核武器。美国在1945年7月16年成功引爆第一枚核弹,之后在日本广岛和长崎分别投下一枚原子弹,是唯一一个曾对敌国使用核武器的国家。此外,美国在1952年试爆第一枚氢弹,是第一个发展出氢弹的国家,但因为该氢弹是以液氚方式储存,所以无实用价值。
苏联:第二次世界大战期间至结束后,苏联在取得谍报后展开了紧急计划,发展核武器,并在1949年试爆第一枚核弹,1953年试爆第一枚氢弹,并且是第一个成功把氢弹武器化的国家。该国曾引爆人类有史以来威力最大的沙皇炸弹,其发展核武器的目的是在冷战时它取得军力平衡。1991年苏联解体后,俄罗斯继承了它的核武器。
英国:英国在1952年试爆第一枚核弹,1957年试爆第一枚氢弹。
法国:法国在1960年基于自己的研究加上英国的间接协助,试爆第一枚核弹,随后在1968年试爆第一枚氢弹。
中国:中国为了对抗美国和苏联,从美国归来的核武器专家邓稼先带领的团队以苏联援助的器材研发出核武器,并在1964年试爆第一枚核弹。接着早于法国在1967年于新疆罗布泊试爆第一枚氢弹。
另外,印度、巴基斯坦、以色列、朝鲜等国也在后它研制出核武器。20世纪人类自然科学史上三大科学计划分别是:曼哈顿计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划。
核武器的未来发展
据专家们的观点,核武器的未来发展会是这样的:
减少数量,废旧留新:有核国家(特别是美俄)裁掉了过时的、性能不够先进的核武器,但保留了性能较好的核武器。
另辟蹊径,变废为宝:一是改旧翻新,二是改大为小。
提高质量,推陈出新:新的世纪,核武器在数量急剧减少的同时,质量将不断得到提高。
从长计议,挑战军控:随着《全面禁止核试验条约》影响的不断扩大,继续发展传统核武器受到的制约越来越大。
以退为进,攻防兼备:核大国在核力量的发展上大力推行导弹防御系统,使核武器由纯进攻型向攻防兼备型发展。