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解密美国地下核试验场:钢铁容器瞬间蒸发

排行榜 收藏 打印 发给朋友 举报 来源: 新华网   发布者:吴硕
热度133票  浏览480次 【共0条评论】【我要评论 时间:2011年2月01日 12:35

安放核炸药的钢铁容器及其周围的岩石一眨眼工夫就被气化

  

资料图片 聚变核武器爆炸场景

  内华达地下核试验场(简称NTS),在内华达州首府拉斯维加斯西北约150千米处,这一带连同海拔千米的群山相连的内华达沙漠,原为美国空军管辖地,同时又是能源部租用地。

  1951~1963年,这里为美国大气层内核试验场。但是1963年美、英、苏之间签署除了地下外禁止一切核试验的(部分停止核试验)条约后,这里成为美国唯一的地下核试验场。1987年后,这里每年还进行十余次地下核试验。美国的核试验皆在能源部的管理下,由洛斯阿拉莫斯和劳伦斯 利弗莫尔两个庞大的军事研究所进行开发和试验。

  那么,地下核试验是怎样进行的呢,在核爆炸的瞬间地下究竟发生了什么?

  钢铁容器蒸发了

  首先选好每次地下核试验的位置,用重达200吨的钻岩机垂直打孔,孔径大小根据试验规模设计为1~4米不等,深度为100~1500米。垂直隧道完成后,再从底部的爆炸点沿水平方向挖掘几百米长的隧道,隧道末端安放容器,容器中放置着用以测量核爆炸产生的各种参数的仪器。

  然后,将另一个里面放着试验用炸药的细长钢铁容器吊放到垂直隧道的底部。钢铁容器内放有两种次临界裂变物质,试验时会将它们合并达到临界,形成核爆炸。接着,从钢铁容器顶端引出粗的绝缘电线到控制室。一切就绪后,在科学家的注视下,试验员将接通电路。

  一旦电路被接通,就会发生核爆炸。

  这时,黑暗的地下不时闪烁着耀眼的光芒,能量通过核裂变反应与核聚变反应一下子释放出来,同时抛出强烈的伽玛射线、X射线以及以亚光速的速度散发高密度中子。在发生反应的千万分之一秒后,中心温度便上升到数千万摄氏度,压力也随之达到地面大气压的数千倍。

  安放核炸药的钢铁容器及其周围的岩石一眨眼工夫就被气化,几十分之一秒间就会以惊人的压力扩张到岩盘。当光消失时,爆心下面被凿出了一个直径十几米的地下洞。岩盘沸滚、蒸发着,缓慢地流向空洞的底部。

  另一方面,受爆炸的冲击,岩盘深处出现无数的龟裂,同时蒸气与放射性气体在巨大的压力下被塞进龟裂中。在方圆200米的地层引起地震波。一旦向上的地震波达到地表,大地便瞬间向空中蹦起。之后,随着压力的消逝,地面凹陷处便会形成一个火山口。

  在核爆炸一分钟后,地下空洞内积存在底部的岩浆便生成岩浆池,而且随着周围岩盘不断地吸取爆炸产生的热量,最终空洞内的温度冷却下来。

  以上就是当年在内华达沙漠以每年十几次的速度进行地下核试验的“那个瞬间”。

  小型化核弹

  内华达地下核试验的方法大致可分为两种:第一种是如前面介绍的在垂直隧道底部引起爆炸的爆炸当量(爆炸威力)开发试验,第二种是进行核影响调查之用的试验。通常这类试验是在地下挖掘的辐射状的水平隧道(总长超过10千米)之中进行的。

  前者的试验是调查各种大小或形状的核弹的威力或可靠性。现在的核武器已实现极小型化,它们皆是在NTS的试验中诞生的。相比之下,最早的实用型氢弹全长为7.47米、直径1.55米、重21吨。其最大当量为25兆吨,相当于2000个广岛原子弹。但是后来人们知道,即使爆炸当量再大,很多爆炸能量也仅向空中释放,并未提高实际的效果。随着时代的发展,核武器朝高性能化和小型化方面发展。

  据20世纪的军情报告,在美国配备的几种核弹中,最大的是洲际弹道导弹大力神Ⅱ型弹头装备的W53型氢弹,当量为9兆吨,重量为4吨。而最新的原子弹已是20世纪50、60年代无法想象的小型化。最小的原子弹重量仅为25千克,为手提式,一个人就能搬运。

  20世纪90 年代末,虽然开始使用计算机模拟方式进行新型核弹的开发,但是没有经过实际试爆是无法确认是否达到设计性能的,因此还是要放到内华达去做试验。

  在水平隧道的试验,目的则是通过最近距离引起的核爆炸,研究它对核导弹、人造卫星或通信设施等会产生什么影响。因为在受到敌方核攻击的情形下,这些装置易受放射线或电磁脉冲的破坏,会失去反击能力,所以开发即使受到核攻击仍能幸存的技术显得十分重要。而这些技术的开发,离不开在水平隧道里所做的调查试验。

  顺便指出,地下核试验看上去使放射性固定在了岩盘上,避免了放射性物质散布到大气层内,但是它绝不能保证不泄漏到地面。事实上,如果隧道深度不够的话,会导致放射性气体通过回填岩石的缝隙流到地面。例如1970年美国的一次地下核试验就使放射性的气体到达了加拿大境内。1971年在瑞典也检测到前苏联的地下核试验泄漏的放射性物质。当然,今天人们已很少听说地下核试验了,但愿这一切已成为历史。(吴硕)来源 半月谈

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