核武器面面觀(

 

第五章 核武器之種類

    在美蘇等國的核武器競賽中,製造了各種各樣型式的核武器;它們可以燃料種類而區分也可以爆炸能量而區分,現一一介紹於下。

    以元素種類區分,則共有九種:

鈾彈──利用92U235作燃料,即一般人所熟知的原子彈。

鈽彈──即以94Pu239製成的原子彈,投在長崎的就是此種(註五)。

釷彈──自釷元素中提煉出92U235所製成的原子彈,實際上是另一種鈾彈。廣島所遭遇的即此種原子彈(註六)。

超級彈──即熔合性核子彈。

濕式氫彈──以1H3為主要燃料的熔合性核子彈。

乾式氫彈──以氘化鋰為原料者,蘇俄首先製造成功。

鈷彈──為氫彈改良型,會放出大量放射線。若累積鈷彈爆炸至二百億噸TNT當量時,全

                球人類將無法生存。

三級彈──即另一種乾式氫彈,其彈心周圍以鈾238包覆著,威力倍增且含大量輻射塵,

                    故有「髒彈」之稱。

中子彈──由氫彈演變而來,以1H2與1H3為燃料,爆炸所產生的中子及γ射線可立即殺死

                    目標內一切生命。

    以爆炸能量區分有下列十三種:A彈(500噸黃色炸藥,以下單位同),B彈(1,000噸),C彈(2,000噸),D彈(5,000噸),E彈(10,000噸),F彈(20,000噸),G彈(50,000噸),H彈(100,000噸),I彈(200,000噸),J彈(500,000噸),K彈(1,000,000噸),L彈(2,000,000噸),M彈(5,000,000噸)。

    一般習慣用法,均以英文字母代號表示核子武器爆炸時與TNT炸彈能量相等的階級,而不直接標明炸彈的噸數。(註七)

第六章 核武器之投射系統

    核武器的投射是命中目標最重要的因素,也是核子武器擁有國的必備條件。目前美軍使用的投射系統可分類如下:

    一、火炮──具有自動推進及車輛牽引兩種的八吋榴彈炮,可以投射B彈及C彈。

    二、火箭──小型火箭(如小約翰)可以發射A、B、C、D、E五種核子彈。大型火箭(如誠實約翰)以機動射架裝置,可發射D、E、F、G、H五種核彈。

    三、飛彈──輕型飛彈(如曲棍球)可用卡車載運者,能發射A至F等六種核子彈。中型飛彈(如伍長)以特設之機動發射架,用拖車拖運?能發射D至J等七種核彈。重型飛彈(如紅石),用固定發射架發射,能發射I、J、K、L、M五種核彈。

    四、飛機──如F-100戰鬥機,可以投射D至K等八種核子彈。如B52轟炸機,行戰術轟炸時可投射H、I、J三種核子彈;行戰略轟炸時可投射K、L、M三種核彈。

    另外尚有一種預置方式,可精確選定爆炸地點,預置核子武器而避免投射誤差,但易被對方識破而遭破壞。

第七章 核武器之爆炸方式

    核武器爆炸時有三種現象,即熱、爆震及放射線。第一秒內放出百分之九十的能量,其餘則在分裂生成物放出遲延的β及γ射線時放出。核武器爆炸時會產生一巨大火球,直徑迅速擴展至約三百碼左右,火球中心初溫約為1,000,000左右,在擴展時溫度漸低,直到火球最大時,表面溫度約7,000。此種極熱的火球為放射線的來源,對無掩蔽的人員會造成嚴重傷害。另一顯著的特徵是爆炸時的強光,在三公里外觀察,估計其強度約一百倍於太陽,此種強光會使眼球造成暫時性的盲目。

    核武器爆炸時,其位置與效果間有極大的關係,通常按爆炸的高度區分為空中爆炸、表面爆炸和面下爆炸三種(圖八)。

空中爆炸

    核子武器在地面(或水面)上空爆炸,火球不接觸地面(或水面),高度大於火球最大半徑者,稱為「空中爆炸」。此種爆炸方式其熱效應與爆震效應有機會發揮其威力,為最有效的爆炸方式。

    任何爆炸均有一震波自炸點向四方傳播,此係由壓縮空氣之波動形成,先產生一「正向波」,其壓力大於大氣壓,繼則產生一小於大氣壓壓力的「負向波」,正向波向外傳播時空氣被加熱,使正向波後部增加速度,因而在波前方造成一種擁擠現象,形成震面,其與建築物相碰會損害到建築物的結構。圖九顯示震波對建築物的打擊情況。

    核子武器的爆震威力較TNT為大,其正負向壓力均發揮了核子武器的高度效果,圖十顯示這兩種震波之分布曲線,其負向波均較正向波所經的時間要長。

    空中爆炸的熱效應也是造成損傷的重要現象,在各種熱輻射中以紅內線及可見光最為厲害,能造成閃光灼傷,紫外線雖能造成燒傷,但在空氣中迅速稀釋,時間極短,故危險性較小。

表面爆炸

    核武器在地面(或水面)爆炸,火球接觸地面(或水面),高度等於或小於火球之最大半徑者稱為「表面爆炸」。

    表面爆炸之效應在炸點附近最強烈,但有效損害面積大為減小,不及空中爆炸來得有威力。其熱輻射可使火球附近的所有物融化或汽化,但如有建築物的掩護,可以減小損害區域。其他各種情況和空中爆炸相差不多。

面下爆炸

    核武器在地面(水面)下爆炸,亦即火球中心在地面(水面)以下者均稱為「面下爆炸」。此種型態與空中爆炸大為不同,熱效應及放射線被地面或水面吸收,可以忽略其損害程度,但是殘餘的放射線極強,且爆炸所生的震波在六百公尺以內,可以擊沉大型艦艇,在一千四百公尺以內可以損壞船身及機器。

    在地面下發生的核武器爆炸所產生的地下震動,其效力和強烈地震相似,普通等級的原子彈與五級地震的能力相當。不過核武器所產生的震動,週期較短且因距離的增加使強度減弱得較快。

    至於水底爆炸,在比基尼「貝克」 (Baker)試驗中的淺水原子彈爆炸,使得礁湖底部約在六百公尺至一千公尺直徑面積內的深度上發生相當的變化,海底被移去的純體積,估計約為一百零八萬立方公尺,威力也不可忽視。

第八章 核武器之效應

    核武器爆炸對人員所加的傷害可分為三類:震傷、燒傷及放射性傷害。前兩者和普通TNT炸藥爆炸的現象一樣,唯應注意的只是核武器的威力較大,傷害的程度也較嚴重。至於放射性傷害是核武器特有的現象。由日本經驗得知,多數的傷亡均為火傷及震傷所致,只有小部傷為放射性傷害引起各種病症。

震傷與燒傷

    震傷可分為直接震傷和間接震傷。前者是由於震波的正壓力對人員所施的直接傷害,會造成肺、胃、耳膜的震傷及體內出血等。但直接震傷並不是主要致死原因,在轟炸日本時,間接震傷才是嚴重的傷害,此即因房屋倒塌、木料拋擲及碎瓦殘磚等物對人員所致的傷害,從完全壓斃、嚴重骨折、嚴重割傷與出血到輕微擦傷,瘀傷及打傷等現象均有。實際上,核武器所產生的間接震傷和普通炸彈所致者極為相似,唯一不同的是能在極短的時間內,造成較多的負傷現象而已。表二為廣島長崎兩次原子彈轟炸之傷亡和一九四五年三月九日東京之普通轟炸以及其他轟炸結果的比較。

    燒傷有火傷與閃光灼傷兩種。火傷的情形和因火災所引起的傷害並無相異之處,本文不加詳論。至於閃光灼傷,其主要破壞為身體暴露在外的部份,大多數閃光灼傷對皮膚穿透深度極淺,只在表皮先出現顯明的紅色,然後在數小時內變為黑色並發水泡。以後的發展則視灼傷的程度而定,重的皮膚開始腐爛,輕的水泡消失成疤。

放射性傷害

    放射性傷害是核武器特有的現象,但不足視為嚴重的傷害。對於任何放射線的過份暴露,如X射線,α、β質點,γ射線及中子等,均足以在生物體內產生游離作用,並傷及機能,有關放射性對人員的傷害,本刊第四卷第一期58頁陳光耀「輻射對人體的傷害」一文,有詳盡的敘述,本文不再重述。

第九章 核武器之防護

    前章所述的各種傷害中,從物理性損害觀點來看,與普通炸彈並無區別,如能有合適的建築及逃避時間,則可以減少損毀程度,並能有效隔絕放射性,降低放射性傷害率。故核武器的防護問題應從建築物開始著手。

改良建築

    為避免未來原子彈的空襲,建築新房屋的原則是提高人員的安全保障,並使其對於倒塌有最大的抵抗力量。以下是就幾種常見的建築分別加以說明其設計上的重點:

    一、多層鋼筋混凝土或鋼架的建築物──應能承受得住每平方公尺440公斤的水平分力及340公斤的垂直分力,始足以在核子武器爆炸半哩內保護建築物的崩潰。

    二、小型鋼筋混凝土建築物──若有前述的承受力量也足以抵抗八百公尺內核武器的爆炸。

    三、鋼架工廠建築物──對風力的抵抗與第一項相同,另外要注意的是應採用較輕的物質做牆壁及屋頂,以減少支柱的負荷,而減低對人員的損傷及設備的損害。

    四、橋梁──橋弦及吊索部份要注意其拉力。又震動的垂直分力對橋面的打擊最嚴重,在戰事發生時,應減少橋面的負荷。

    除了上述新設計的建築物外,另一個問題是如何在現有建築物中加以改造,以減少其對震動的損壞。有些建築物本身可以抵抗崩倒,但可能遭到某種程度的傷害。如能在鋼筋混凝土的骨架上,加上附著良好的一層鋼筋混凝土,對於室內外人員均可構成良好的保護。

    建築物的玻璃及易碎部份,是一種大傷害的禍首,防禦方法可用床單毛毯等釘在玻璃窗架上,或者用細鋼絲釘緊玻璃框,可以避免玻璃飛散引起的傷害。另外可行的辨法是用塑膠片或壓克力板代替玻璃,優點是強度勝過玻璃。對於室內裝飾品或鑲板,由於震動或建築物本身的損壞,也會造成傷害,最安全的辦法是將其事先移走,若不能做到,則應加以保護。

避難設備

    其次談到避難設備,通常是使用現成的防空壕,但由於年代已久,未經消毒清潔,一下擠進大量人員,便有不敷使用之現象發生。目前室內地下室充作防空避難設備者,比比皆是,但要注意到應位於防火抗震且不易倒塌的建築物中。

    如果狀況發生前有充分的時間逃難,則前述的避難設備均可使用,但當突然的核武器攻擊中,緊急的避難卻頗重要。在此狀況下,第一件是普遍的亮光大增,此時需避免面向強光注視,而能儘快將身體上所有暴露部分加以掩蔽,最好的方法是立即蜷曲在地面上,利用穿衣的部分形成掩蔽,雖不能抵抗γ射線,但有助於閃光灼傷。

    若在街上,儘可能找掩蔽的招牌、門庭或角落、路旁大樹,再以背光姿勢蹲伏,以求保護。至於放射線防護,請參閱本刊第二卷第四期42頁李超騤「核(子)放射安全面面觀」。

防衛組織

    對於核武器的防衛,需要有種種廣泛完整的組織,方能達到最大的防衛效果。實際上,軍方和民間的救護、警察、醫藥、消防、通訊、運輸等機構,均須納入其中,並要徹底合作。

    核武器防衛的準備工作,包括下列各項:恰當的城市設計、重要設施和公共事業的分散、適量的掩蔽地點、防護放射線而儲存的食物、醫藥設備、訓練有素的防衛人員等等;此外,各社區機關中的救災團體,也必須組織起來,一旦發生狀況,才可迅速加入工作。

    萬一發生攻擊事件,放射線防護小組測量污染情形,消防小組撲滅火災及防止蔓延,搶救小組清除街道上的阻礙物,醫藥小組進行急救,救護小組搬運傷殘的生存者,運輸小組搬運必要的裝備和補給品,另外還要視情況而組織必要的單位,以應付城市中廣泛的緊急事件。

    在任何防衛系統中,首要的是防止核武器的投落,因炸彈投擲大都由空中而來,故執行此防衛任務的屬於空軍單位。我國在這方面已具有良好的防衛系統,然而無論如何的防止,不留意的一二顆核武器透過這些防衛系統而落在我們的城市上,機會是有的,因此建立全民有系統的防衛組織,卻是大家須共同擔負的任務。

第十章 核武器之擴散危機

    目前已有許多國家擁有核武器,也有許多國家正致力發展自身的核武器能力。儘管國與國之間具有友好關係,一旦其中一國擁有核武器,另一國定會受到刺激,而思效尤。目前已有六個國家擁有核武器,那麼一九八○年代,可能有十個國家,在一九九○年代,可能會有三十個國家先後泡製,此種「連鎖反應」,實在令人憂心忡忡。

    當擁有核武器的國家愈多時,核子戰爭爆發的危機就愈大,核武器除了彼此毀滅之外,一無其他用途,站在國家經濟立場來看,更有充分理由反對那些落後國家發展核武器。

    一九六七年初,人們已清楚了核武器擴散所導致的危機,於是幾個國家互相獲得一致的協議,一些具軍事野心的國家也受到足夠的抑制,促成了國際間有關核武器禁止擴散協定的談判。此時西德提出了兩項反對意見。一是禁止核擴散協定會妨礙民用核能發電計劃的發展。事實上,日本、印度和義大利等國,由於英美的純商業性協助,已有許多核能電廠在興建,同時許多國家也正以自身能力,從事此類發展計畫。我國近三年來的努力,核能電廠一座一座地興建,將是造福全民的一項重大發展,這卻與核武器的發展毫不相干,因為核武器的製造技術與核能發電系統的發展技術,其間並無多大依存關係。

    西德的另一項反對意見是與調查工作有關,謂檢查反應器是否有不正常的消耗率,或是有其他移作軍用的可疑徵候,將洩漏核能電廠有關商業性的秘密。其實此理由缺乏事實根據,因為核能電廠在今日已不是秘密工業了。

    從政治立場來看,現有的核武國家不應僅僅希望那些尚未擁有核武器的國家,單方面致力於減少核戰的危機,其本身就應以身作則,從事減少分裂性物質及核子武器儲存量,共同來維護人類生存的地域。

第十一章 核武器之未來發展

    未來的核武器,在基本運用上仍以分裂反應為主,而僅繼續研究熔合反應的技術。雖然目前科學家已得到轉變物質為能的新方法,即利用物質與反物質共同消滅的現象而產生能量(詳見本刊第二卷第七期18頁沈君山「反物質與宇宙論」一文),但是在高能儀器中製得的為數極少,成本也十分昂貴,在有限的未來仍是沒有採用的可能。

    再就燃料而言,鈾和鈽仍是分裂性核子武器的主要燃料,雖然比鈽重的元素,頗有利用價值,但是衰變太快且不易儲存,又製造分離的成本昂貴,還是未被改慮採用。

    核武器的發展並不會無限止的下去,撇開技術上及戰略上的想法,可斷言核武器不會有重大驚人的發展,一定威力的核武器可能在結構上變得更緊密,但卻有一定限度。將來核武器的威力範圍也不會有多大改進。

    有人會認為既然發展不會再可觀下去,而我們又已習慣了核子時代的生活,就沒有值得我們耽心的事了,此種說法完全錯誤。過去數年,我們還算能在世局中平安地渡過,事實上卻蘊藏著動盪不安的局面,任何神智清明的人應該「居安思危」,對於未來核武器的威脅,抱著「先天下之憂而憂」的心理才對。若干列強的軍火庫中,已存有大量的核武器,一旦戰事爆發,後果真不堪設想。

    總而言之,核武器的增加和品種的改進,均可使未來戰事愈難控制,使人類文明同受威脅。然而目前世人和政客們對於核子武器已司空見慣,加上無休止的談判而心灰意懶,以致對核武器的存在不當一回事。事實上,就時間言,僅在短短的幾年中,核武器已發展到這地步,而未來漫長的年歲堙A若不提高警覺,迅速採取合理的步驟,終止核擴散,則小規模的核競賽將如星火燎原,一發不可收拾,導致人類向宇宙告別的局面了。

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註五:1945年8月9日在長崎投擲的是鈽彈,體形矮似橄欖球,綽號「大胖子」,長十呎八吋,直徑五呎,重約一萬磅,為改良型原子彈,所裝的鈽形如棒球,分成三十六個錐形體,互相隔離,觸發裝置採爆壓式。

註六:1945年8月6日在廣島爆炸的原子彈綽號「小男孩」,為砲胴彙合型鈾彈,特點為外徑小,可裝入280厘米之砲胴中,外形與普通炸彈相似,長十呎,直徑二呎四吋,重約九千磅。

註七:上述資料取自軍事叢書:核子防護訓練教程。