核武器的殺傷破壞因素

1、核武器的殺傷破壞因素,核爆炸方式 空中爆炸（air burst） 地面爆炸(land surface burst) 地下爆炸(underground burst) 水面爆炸(water surface burst) 水下爆炸(underwat

2、er burst)等 劃分空爆和地爆的標(biāo)準(zhǔn)：以火球是否接觸地面為準(zhǔn)，接觸地面為地爆；不接觸地面為空爆。,,評(píng)價(jià)方法： 用比例爆高（scaled height of burst）（h）表示 比高（h） = 爆炸高度（m）和當(dāng)量（kt,千噸）立方根的比值來(lái)表示。,表3-1 不同爆炸方式的比高（h）,爆炸景象,核爆炸時(shí)，產(chǎn)生特異的外觀景象。除地下（水下）爆炸外，其共同的特點(diǎn)是依次出現(xiàn)閃光（flash）、火球

3、（fire ball）、蘑菇狀煙云（mushroom cloud），并發(fā)出巨大響聲。,圖3-1 氫彈空爆蘑菇狀煙云,地下核爆,圖3-2 原子彈地面爆炸時(shí)的火球,圖3-3 原子彈地面爆炸時(shí)的蘑菇狀煙云,表3-2 核武器空爆和地爆時(shí)外觀景象的特征,殺傷因素分類(lèi) 核爆炸時(shí)在瞬間產(chǎn)生的巨大能量，形成瞬時(shí)殺傷和剩余殺傷兩類(lèi)。 瞬時(shí)殺傷（instantaneous killing factor）

4、： 光輻射、沖擊波、早期核輻射。 在爆炸的幾秒至幾十秒之內(nèi)。,剩余殺傷（residual nuclear radiation）： 1, 放射性沾染。可持續(xù)幾天，幾周或更長(zhǎng)時(shí)間。 2, 核爆炸釋放的γ射線，使空氣分子電離，形成核電磁脈沖(nuclear electro-magnetic pulse)，它的作用時(shí)間不到一秒鐘。主要是破壞或干擾電子和電氣設(shè)備。 30km高度以下大氣層中的

5、核爆炸，光輻射35%，沖擊波50%，早期核輻射5%，放射性沾染10%。,一、光輻射 光輻射（light radiation）是核爆炸瞬間產(chǎn)生的幾千萬(wàn)度的高溫火球，它向四周輻射出光和熱、占核爆總能量的35%左右，其殺傷作用取決于光沖量。 光輻射能量釋放有兩個(gè)殺傷脈沖。 第一脈沖為閃光階段，持續(xù)時(shí)極短主要是紫外線 — 視力障礙。 第二脈沖為火球階段，持續(xù)時(shí)間可達(dá)幾秒至幾十秒，能量占光

6、輻射總量的98%～99%，主要是紅外線和可見(jiàn)光，是光輻射殺傷破壞作用的主要階段。,光輻射殺傷評(píng)價(jià)： 光沖量 （radiant exposure）光沖量是指火球在整個(gè)發(fā)光的時(shí)間內(nèi)，投射到與光輻射傳播方向相垂直的單位面積上的能量，單位是： 焦耳·每平方米或焦耳·每平方厘米（J·m-2、J·cm-2）。,二、沖擊波形成原理 核爆炸形成的高溫高壓火球，向外膨脹，壓縮周?chē)目?/p>

7、氣層，形成球形空氣密度極高的壓縮區(qū)。隨著壓縮壓的迅速向外運(yùn)動(dòng)，其后形成一個(gè)低于正常大氣壓的稀疏區(qū)。兩個(gè)區(qū)域緊密相連，在介質(zhì)中迅速傳播，形成了核爆炸的沖擊波（blast wave）。,圖3-4 沖擊波形成及運(yùn)行模式圖,沖擊波的壓力： 分超壓、動(dòng)壓和負(fù)壓三種 壓縮區(qū)內(nèi)超過(guò)正常大氣壓的那部分壓力稱為超壓overpressure）； 高速氣流運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的沖擊壓力稱為動(dòng)壓（dy

8、namic pressure）。 稀疏區(qū)內(nèi)低于正常大氣壓的那部分壓力稱為負(fù)壓。沖擊波的殺傷破壞作用主要是由超壓和動(dòng)壓造成。 壓力上升時(shí)間越短，正壓作用時(shí)間越長(zhǎng)，則殺傷破壞作用就越強(qiáng)，反之則越弱。,三、早期核輻射 早期核輻射（initial unclear radiation）是核爆炸特有的一種殺傷因素，又稱貫穿輻射（penetrating radiation），是核爆炸后最初十幾秒鐘內(nèi)

9、產(chǎn)生的γ射線和中子流，它占核爆總能量的5%左右。殺傷作用特點(diǎn)：傳播速度快 作用時(shí)間短 能發(fā)生散射 貫穿能力強(qiáng),一些物質(zhì)對(duì)早期核輻射的半減弱層（cm）,γ 射 線 14.0 10.0 25 2 3 3.2

10、 中 子 13.8 10.3 11.7 5.5 9.7,射線種類(lèi) 土壤 混凝土 木材 水 鐵,產(chǎn)生感生放射性：土壤、兵器、含鹽食品及藥品中某些穩(wěn)定性核素的原子核，俘獲慢中子形成放射性核素。這種放射性核素稱為感生放射性核素，這種放射性叫感生放射性。 劑量評(píng)價(jià) 早期核輻射劑量評(píng)價(jià)通常以吸收劑量表示，單位用戈瑞

11、（Gy），中子有時(shí)選用中子通量表示，中子通量是指單位面積（m-2或cm-2）上的中子數(shù)。,四、放射性沾染(radioactive contamination) 核爆炸時(shí)大量放射性核素，在高溫下氣化，分散于火球內(nèi)，當(dāng)火球冷卻成煙云時(shí)，與煙云中微塵以及由地面上升的塵土凝對(duì)成放射性微粒。受重力作用向地面沉降，稱放射性落下（radioactive fallout），簡(jiǎn)稱落下灰。由此造成空氣、地面、水源、各種物體和人體的沾染稱

12、為放射性沾染。,沾染成分 放射性落下灰由核裂變產(chǎn)物、感生放射性核素和未裂變的核裝料三部分，主要發(fā)射β、γ射線。 理化特性（1）狀態(tài)：落下灰粒子呈球形或橢圓形微粒，粒內(nèi)放射性物質(zhì)分布均勻。顏色與土壤有關(guān)。粒徑大小與爆炸方式有關(guān)。（2）溶解度：溶解度與落下灰的粒徑大小，放化成分以及溶劑的酸堿度有關(guān)。水中溶解度較低，在酸性溶液中溶解度較高。 （

13、3）比活度：落下灰的比活度，隨其粒子直徑的增大而減小。爆后1小時(shí)的落下灰，地爆的比活度為107～1010 Bq·g-1。,衰變規(guī)律： 爆后1～5000小時(shí)內(nèi)，地面輻射級(jí)（即劑量率）的衰變可用“六倍規(guī)律”粗略計(jì)算，即時(shí)間每增加6倍，輻射級(jí)降至原來(lái)的1/10。 如某處爆后1小時(shí)輻射級(jí)為80cGy·h-1；爆后6小時(shí)降到8cGy·h-1；爆后12小時(shí)降到0.8cGy·h-1

14、。,沾染區(qū)劃定 通常將0.5cGy·h-1的地域定為沾染邊界。 將地面沾染的嚴(yán)重程度劃分為四級(jí)： 0.5～10cGy·h-1的地域?yàn)檩p微沾染區(qū)； 10～50cGy·h-1的地域?yàn)橹械日慈緟^(qū)； 50～100cGy·h-1的地域?yàn)閲?yán)重沾染區(qū)；

15、 大于100cGy·h-1的地域?yàn)闃O嚴(yán)重沾染區(qū)。 人體或物體表面沾染用單位面積上的放射性活度表示（Bq·m-2、Bq·cm-2）。物質(zhì)污染用比活度表示（Bq·kg-1、Bq·g-1）。 空氣或液體污染用放射性濃度表示 （Bq·L-1、Bq·m

16、l-1）。,核武器傷概述,一、核武器的殺傷范圍 核爆炸時(shí)三種瞬時(shí)殺傷因素的作用而使人員發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)死亡（陣亡）和損傷的地域，稱為殺傷區(qū)。 從爆心投影點(diǎn)到達(dá)能發(fā)生不同程度殺傷（殺情）的距離稱為殺傷半徑，其最遠(yuǎn)處稱為殺傷邊界。 從爆心向外，由近到遠(yuǎn)，人員所受損傷的程度，由重到輕，一般可將人員遭受殺傷的地域劃分為極重度、重度、中度和輕度四個(gè)殺傷區(qū)。 對(duì)開(kāi)闊地面暴露人員殺傷半徑均以致傷概率為50%計(jì)。,圖

17、 3-6 投向廣島的原子彈“Little boy”,圖3-5 日本長(zhǎng)崎遭受核襲擊慘狀,二、傷類(lèi)與傷情 （一）傷類(lèi),（二）傷情 各類(lèi)損傷按嚴(yán)重程度，可分為輕度、中度、重度和極重度四級(jí)。 輕度損傷 不會(huì)喪失戰(zhàn)斗力，可不住院治療，但要進(jìn)行必要的醫(yī)療處理和照顧。中度損傷喪失戰(zhàn)斗力 多需住院治療，預(yù)后良好。 重度損傷 將立即或很快喪失戰(zhàn)斗力。經(jīng)積極救治，預(yù)后較好，大部分可治

18、愈。 極重度損傷 可部分治愈，大量死亡。,三、幾種殺傷因素致傷特點(diǎn)光輻射的致傷作用 直接燒傷：光輻射可引起體表皮膚、粘膜等燒傷，稱為直接燒傷或光輻射燒傷。 間接燒傷：在光輻射作用下，建筑物、工事和服裝等著火引起人體燒傷，稱為間接燒傷或火焰燒傷。 光輻射的致傷作用，主要取決于光沖量的大小。,光輻射燒傷的特點(diǎn)（4點(diǎn)）： 1.燒傷部位的朝向性，燒傷創(chuàng)面界線比較清楚。

19、2.燒傷深度的表淺性：光輻射作用時(shí)間的短暫，決定了燒傷深度的表淺。除近距離內(nèi)可發(fā)生大面積深度燒傷外，多以Ⅱ度為主。即使發(fā)生Ⅲ度燒傷，也很少累及皮下深層組織。 3.特殊部位燒傷的發(fā)生率高 （1）顏面、耳、頸和手部等身體暴露部位最容易發(fā)生燒傷。 （2）呼吸道燒傷：是由于吸入熾熱的空氣、塵埃、泥沙、煙霧，甚至在燃燒環(huán)境中吸入火焰引起的。,（3）眼燒傷：光輻射性可引起眼瞼、角膜和眼底燒傷。 4.閃光盲（flash

20、blindness）： 核爆炸的強(qiáng)光刺激眼睛后，使視網(wǎng)膜上感光的化學(xué)物質(zhì)——視紫質(zhì)被“漂白分解”，從而造成暫時(shí)的視力障礙，稱為閃光盲。 不經(jīng)治療，在爆后幾秒到3～4小時(shí)即可自行恢復(fù)，不留任何后遺癥。對(duì)于執(zhí)行指揮、飛行、駕駛和觀測(cè)人員的影響較大。,沖擊波的致傷的作用 沖擊波損傷，簡(jiǎn)稱沖擊傷（blast injuries），是沖擊波直接或間接作用于人體所造成的各種損傷。 1.直接沖擊傷

21、 （1）超壓和負(fù)壓的直接作用，主要傷及心、肺、胃腸道、膀胱、聽(tīng)器等含氣體或液體的臟器，以及密度不同的組織之間的連接部位。,如：超壓擠壓腹壁，使腹壓增高，模隔上頂，下腔靜脈血突然涌入心、肺、心肺血容量驟增；另一方面又壓迫胸壁，使胸腔容積縮小，胸腔內(nèi)壓急劇上升。超壓過(guò)后，緊接著負(fù)壓作用，又使胸腔、腹腔擴(kuò)張。這樣急劇的壓縮和擴(kuò)張，使胸腔內(nèi)發(fā)生一系列血液動(dòng)力學(xué)的急劇改變，從而造成心、肺、血管的損傷。（2）動(dòng)壓的拋擲和撞擊作用：

22、 人體受沖擊波的沖力作用后，獲得加速度，發(fā)生位移或被拋擲（想象螞蟻被風(fēng)扇吹），在移動(dòng)和降落過(guò)程中，與地面或其它物體碰撞而發(fā)生各種損傷。如肝、脾破裂，軟組織撕裂，顱腦損傷，骨折，脫臼，甚至肢體離散。,2.間接沖擊傷：由于沖擊波的作用，使各種工事，建筑物倒塌，產(chǎn)生大量高速飛射物，間接地使人員產(chǎn)生的各種損傷，常見(jiàn)的有擠壓傷、砸傷、飛石傷、玻片傷、泥沙堵塞上呼吸道窒息等。 沖擊損傷臨床特點(diǎn) （1）多處受傷、多種損傷、傷情復(fù)雜，既有

23、直接損傷又有間接損傷；既有外傷又有內(nèi)臟損傷；既可能是單純沖擊傷，又可能復(fù)合燒傷和放射損傷。 （2）外輕內(nèi)重、發(fā)展迅速，重度以上的內(nèi)臟損傷，因傷情急劇發(fā)展，代償失調(diào)，可迅速出現(xiàn)休克和心肺功能障礙，甚至導(dǎo)致傷員死亡。,早期核輻射的致傷作用 （詳見(jiàn)急性放射病章節(jié)），也可能發(fā)生小劑量外照射生物效應(yīng)。,放射性沾染的致傷作用 放射性沾染對(duì)人員的損傷有三種方式： 1.外照射損傷：人員在嚴(yán)重沾染區(qū)停留，受到γ射線外照射劑量

24、＞1Gy時(shí)，可引起外照射急性放射病。是落下灰對(duì)人員的主要損傷。 2.內(nèi)照射損傷：落下灰通過(guò)各種途徑進(jìn)入體內(nèi)，當(dāng)體內(nèi)放射性核素達(dá)到一定的沉積量時(shí)，可引起內(nèi)照射損傷。 3.β射線皮膚損傷：落下灰直接接觸皮膚，當(dāng)劑量＞5Gy時(shí)，可引起β射線皮膚損傷。 在沾染區(qū)停留較久而又沒(méi)有防護(hù)的人員，可能同時(shí)受到三種方式的復(fù)合損傷。,四、影響核武器殺傷作用的主要因素 核武器的殺傷作用受多種因素的影響，主要有三個(gè)方

25、面。 （一）核武器的當(dāng)量和爆炸方式 （二）人口密度和防護(hù)情況 （三）自然條件,1. 核武器當(dāng)量：當(dāng)量增大，總的殺傷范圍隨之增大，但三種殺傷因素的殺傷范圍并非按比例增大的，其中光輻射增加最多，其次沖擊波，而早期核輻射增加最少。 萬(wàn)噸以下核爆炸，以早期核輻射的殺傷半徑最大，沖擊波次之，光輻射最小 萬(wàn)噸以上核爆炸，以光輻射的殺傷半徑最大，沖擊波次之，早期核輻射最小。 50萬(wàn)噸以上因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)死

26、亡區(qū)域超過(guò)早期核輻射殺傷區(qū)域，所以基本上均是單純燒傷和燒沖復(fù)合傷，復(fù)合傷的發(fā)生比例，地爆時(shí)約占60%～90%，空爆時(shí)約占30%～50%。,2.核武器爆炸方式：空爆的總殺傷范圍大于地爆，但四種殺傷因素的殺傷范圍又不盡相同。 燒傷和沖擊傷的范圍空爆大于地爆，但近區(qū)內(nèi)的傷情地爆重于空爆；早期核輻射的殺傷范圍地爆大于空爆； 放射性沾染：地爆時(shí)沾染地域較局限而嚴(yán)重，空爆時(shí)沾染地域廣泛而較輕，比高越大，沾染越輕。,（二）人口密度和防

27、護(hù)情況 人口稠密、大部隊(duì)集結(jié)地區(qū)遭到核襲擊時(shí)，造成的傷亡必然嚴(yán)重。 核襲擊時(shí)，如人員準(zhǔn)備充分，采取有效防護(hù)，則殺傷范圍將比開(kāi)闊地?zé)o防護(hù)的暴露人員大為縮小。,（三）自然條件1.氣象條件 （1）大氣能見(jiàn)度低能縮短光輻射和早期核輻射的殺傷半徑。 （2）冰和積雪的反射能增強(qiáng)光輻射的作用。 （3）核武器在云層以上爆炸，云層的吸收會(huì)削弱光輻射和早期核輻射對(duì)地面的作用；在云層下爆炸，則會(huì)增強(qiáng)光輻射

28、對(duì)地面的作用。 （4）雨、雪能加速落下灰沉降，減輕空氣沾染而加重地面沉降局部沾染，地面沾染后下大雨沖刷或冰雪覆蓋，能降低地面劑量率。,圖 3-9 廣島核襲擊破壞示意圖,（5）高空風(fēng)風(fēng)向能改變?cè)欺E區(qū)形狀和沿橫向的沾染分布；風(fēng)速能改變熱線方向的沾染分布。風(fēng)越大，沾染地域擴(kuò)大而均勻，近區(qū)的沾染程度普遍降低而遠(yuǎn)區(qū)相對(duì)升高。 （6）天氣寒冷，大氣密度增大，可縮短早期核輻射的殺傷半徑。天寒穿著厚實(shí)，暴露部位減少，發(fā)生光輻射燒傷會(huì)明顯減少