核弹威力到底有多大，躲在地下能逃过一劫吗？ - 知乎专栏

核弹的当量 ... 核弹的威力是用TNT炸药的爆炸威力来衡量的，TNT是现代最常见的黄色烈性炸药，1kg爆炸能量为4181000J（焦耳），1吨就是4184000000J。

核弹有两 ... 首发于科学照耀下的世界无障碍写文章登录/注册核弹的威力一般用当量为单位，距离以米或千米为单位。

现在我们就来量化说说核弹对人类造成的危害。

核弹的当量核弹的威力是用TNT炸药的爆炸威力来衡量的，TNT是现代最常见的黄色烈性炸药，1kg爆炸能量为4181000J（焦耳），1吨就是4184000000J。

核弹有两种，即采用铀、钚等重元素的核裂变武器，采用氘、氚、锂-6和化合物氘化锂-6等制造的核聚变武器。

实际上现代在服役的核武器，基本都是以核聚变为主，核聚变和核裂变混成的核武器。

核弹的爆发威力是根据爱因斯坦质能方程来计算的，质能方程的表达式为：E=MC^2，这里的E表示能量，M表示质量，C表示光速。

质量乘以光速就是得到的能量。

根据铀235裂变反应式，1kg铀235在裂变中质量会亏损0.0912%，也就是说有0.912g质量转化成能量了，这个能量有多大呢？根据公式计算可得19617.6吨TNT炸药的威力。

氢弹完全聚变释放的能量则比核裂变高出约6~7倍，也就是1kg核聚变材料完全释放可以达到12~14万吨TNT炸药爆炸威力。

但事实上，核弹爆炸很难完全释放全部能量，这是因为爆炸过程太快，很多材料还没来得及参与反应就被炸飞了。

如人类最早用于实战的原子弹，美国投放到日本广岛的“小男孩”，装有64kg的铀235，但爆炸威力只达到1.3万吨当量，这算起来只有不到1kg的铀完全裂变威力，只有约0.66g质量完全转化成了能量。

因此，核弹的威力并不以装药多少来计算威力，而是要以实际质能转化效果衡量。

人们一般将核弹头爆炸威力称为“xx万吨”，就是达到多少万吨TNT炸药爆炸威力的意思。

全球现在拥有的核弹瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所（SIPRI）是一个国际核武统计权威机构，每年都会发布一个核弹拥有情况报告，根据去年年度报告数据披露，截至2020年1月份，全球拥核国家有9个，核弹头的库存总量为1.34万枚。

这些拥核国家国际正式承认的只有5个，即联合国五常理事国：美国、俄罗斯（继承前苏联）、法国、英国、中国；以色列自己没公开承认拥核，巴基斯坦、印度、朝鲜的拥核地位没有得到国际承认。

核弹头拥有量美俄两国就占了12175枚，占世界总量的90%以上；俄罗斯占有6375枚，占世界总量的47.6%。

在拥核强国，军队装备的核武器已形成不同威力的完整系列。

特大当量核武器，达到千万吨级，如前苏联的SS一9型洲际战略导弹，单弹头当量为2500万吨；最小的核武器，如美国的w54特种核地雷，当量仅为10吨。

现在世界核弹头大多数是多弹头装置，如美国的W87核弹头，每枚导弹可以装备10~12个弹头，每个弹头核当量为30~47.5万吨。

核弹的杀伤范围先说一个实例：“小男孩”是人类第二次引爆的一枚核弹，但与第一枚试验弹不同，这一枚是人类首次用于实战~轰炸日本广岛。

前面说了，这枚核弹最终的爆炸当量只有1.3万吨，几乎是后来各国所有试爆的核弹中最小的。

1945年8月6日，美军飞行员保罗·提贝兹驾驶B-29轰炸机埃诺拉·盖伊号到达广岛上空，在9448米高度投下了核弹，当核弹下降到548米时爆炸了，这时是日本当地时间8点15分，爆后人们发现，广岛所有时钟都定格在8点15分。

广岛是日本本州岛西部港口城市，是日本当时的重要军事工业基地，有人口40万。

由于许多城市遭到轰炸，日本当局预感广岛迟早要挨炸，因此疏散了部分人口，市区只剩下人口24.5万了。

但令当局没有想到的不是受到常规轰炸，而是从未有过的恐怖大炸弹~核弹。

这个小小核弹导致当场被炸死7万余人，约有同样人数受伤，随后大量的人死于核尘埃放射性污染引起的疾病，截止1950年止，预计由于核爆导致当时和后续死亡人数达到20万。

爆炸伤害过程：光辐射：是核爆的第一波打击。

这个能量占核爆的35%，爆炸高能粒子让周边空气达到数十万度，爆发出强光以光速传播，因此当人们还没有看到任何爆炸动静时，白光铺天盖地照过来，让人体受到烧伤、致盲、甚至气化，房屋设备烧毁等；光辐射几秒后变成强烈红外线辐射，让地表受到的照射达到平时太阳的1000倍，温度最高可达6000℃，几乎可以烧毁爆心周边数百米内一切。

冲击波：是核爆第二波打击。

爆炸瞬间，中心气压达到数十万个海平面大气压强，并以每秒440米的超音速向四周扩散，这种气浪达到的风速相当12级台风的10倍。

爆心风压达到35个大气压，相当1m^2面积受到350吨压力，摧枯拉朽；到达1km半径风压还有10个大气压，除了坚固的钢筋混凝土建筑，一些木屋全部被摧毁。

这时，被光辐射碳化的人和一切，会被冲击波吹得无影无踪。

放射线：是随着光辐射几乎同时到来的打击。

核爆会发射出大量的α射线、β射线和γ射线，还有中子。

距测算冲击地表的快中子数量约达到12000亿个/cm^2，慢中子（热中子）数量约达90000亿个/cm^2。

这些射线和高能中子会打断生物机体的DNA分子键，导致人类瞬间死亡或致病致癌死亡。

黑雨：是核爆导致的放射性沾染。

核爆炸形成巨大蘑菇云，里面含有大量核辐射尘埃，这些尘埃与水汽混合在一起，形成了黑雨降落在广岛一带，这种具有高放射性的黑雨淋到人的皮肤上，污染了河流和饮水，许多不知情的核爆幸存者被这些辐射伤害，大多数在短短几日内死亡。

据一些资料披露，广岛核爆炸爆心500米以内的人们，90%以上当场或当日死亡；500~1000米内的人们，70%左右当场或当日死亡；幸存者50%的人6天内死亡，12天内有75%的人死亡；直到1945年11月，爆心500米以内的人98~99%已经死亡；500~1000米范围的人，90%死亡；1945年8月到12月，死亡人数达到9~12万。

截至1999年，广岛市依然将相生桥附近的地区（爆心）列为放射污染区。

这一切都仅仅是因为释放了一颗小小的核弹，这颗核弹爆炸当量只有1.3万吨，而现在随便一枚核弹头都有数十万吨，大的达到数千万吨。

日本被逼无条件投降过了3天，1945年8月9日，美国又在日本长崎投下了第二枚叫“胖子”的原子弹，这枚原子弹爆炸当量达到2万吨。

这颗原子弹终于摧毁了日本当局最后一丝侥幸，他们不知道老美还有几颗原子弹，为了避免灭种，决定无条件投降。

其实当时美国只制造了3枚核弹，其中一枚试爆用掉了，这两枚投在了日本广岛和长崎，已经没了。

当然老美还能够制造出来，但这需要时间。

幸好保密做得好，日本终于不敢再心存侥幸了，8月15日日本天皇向全世界发出无条件投降的讲话。

美国用摧毁几十万人生命的代价，结束了战争。

当时的世界一片欢呼声，当然也包括中国。

政治家、军事家普遍认为，如果日本坚持不投降，只能用常规战争方法攻入日本本土，这样很可能日本国民和盟军还要付出数百万伤亡的代价，时间和经济代价无可估量。

从这个意义上来说，两颗原子弹爆炸，用少数人的生命换取了多数人的生命，更早让人类结束苦难，是值得的。

但这种说法广受争议。

生命权人人平等，凭什么一些少数人就必须牺牲，而换取另一部分多数人的存活呢？这涉及伦理和道德，也涉及哲学和政治问题。

现在许多地方，依然在遵循着少数人利益应该让位给多数人的理念，甚至一些政客打着这种旗号，随心所欲地剥夺所谓“少数人”权利。

这种理念到底有多大合理性，备受争议。

那么你怎么看呢？欢迎讨论。

现在来说说核爆的普遍杀伤范围不同当量的核弹杀伤范围有多大呢？有一个有效杀范围的计算公式，我把它简单表述为：R=C*T^(1/3）。

这里的R为杀伤半径，单位km（千米）；C为比例常数，为1.493885（一般取值1.5）；T为爆炸当量，^（1/3）为立方根。

根据这个公式，我们可以计算出一枚10万吨爆炸当量核弹，其有效杀伤半径约为3.2km；30万吨爆炸当量核弹，其有效杀伤范围半径约4.66km；100万吨爆炸当量核弹，有效杀伤范围半径约6.9km；300万吨有效杀伤半径约10km，1000万吨有效杀伤半径约15km。

从这个数据规律来看，核弹的杀伤范围虽然是按当量成正比扩大，但并没有按照当量的倍数同等扩大，而只是当量增加10倍，杀伤范围半径只增加1倍多点；当量增加100倍，有效杀伤范围半径才增加约3.7倍。

这说明爆炸杀伤范围是随着距离呈立方衰减的。

这是因为爆炸呈球形扩散，能量是向四面八方扩散的，因此在地表平面上，能量破坏力就只能开立方衰减了。

但这种破坏力计算只是理论上的，不是绝对的，这里一般是指直接破坏力。

广岛原子弹只有1.3万吨当量，摧毁了14平方公里的房屋，距离3、4公里的人们也被冲击波抛离，并且受到严重烧伤。

核爆还有许多其他伤害后果，如放射性沾染，就不可能仅仅在以上杀伤半径范围内。

如美国在比基尼岛试验的1500万吨级氢弹，爆后6小时，放射性污染区长达257千米，宽64千米。

在这个区域的生物，包括人类都会受到致命污染，在以后的一段时间里会缓慢死去，或者导致终生残疾。

现在来说重点，当遇到空中核爆时，能在地下掩体或停车场躲过一劫吗？还是那个话，要看核爆的当量和爆心距离。

广岛和长崎，都有一些幸存者，甚至距离爆心很近的区域，也有活下来的。

比如广岛核爆，在距爆心500米半径范围，活下来的有78个人，这些人就是由于各种原因，幸运地躲在了地下掩体中。

这里说两个例子：一位叫高藏信子19岁妙龄女生，距离爆心只有260米。

原来她当时正在银行办事，碰巧又在上卫生间，而这个卫生间位置在银行最里面，爆炸冲击波过来隔着好几重非常厚重的保护墙，这些墙本来就是为了防止强盗抢金库的，用炸药也很难炸开。

还有一位叫野村英三，是47岁的燃气公司职员，爆炸当时他正好在地下室工作，爆炸后他从地下室出来，发现他的36位同事全部死去。

还有一些在银行大楼地面上班办事的人们，爆炸当时虽然被震晕或碎片击伤，当时也没有死去，但过了不久，就都因遭到强烈辐射而死亡。

这说明，在核爆时躲在地下掩体还是很有作用的。

但还是要看距离爆心多远，核弹当量有多大。

如果一个百万吨级核弹在广岛同样位置爆炸，那位高藏信子和野村英三就没有这样的幸运了。

因此核武来袭时，如果有预警，应立即按照组织机构要求进行疏散，尽可能进入安排的地下设施避险；如果没有预警，突然爆炸，你想躲也躲不赢。

至于能不能躲过一劫，也只能自祁多福了。

现在的核弹主要是氢弹，本来是没有放射性污染的。

但由于氢弹起爆要用原子弹，而且为了增加爆炸能量和威力，氢弹的外围都包裹着一层铀或钚材料，因此这种核弹又叫三相弹或者脏弹，依然有很大的核污染。

现在还有中子弹，这种核弹一般不会破坏建筑，但发射的高能中子会穿透建筑杀死里面的人员。

遇到这种核弹，即便躲在地下室或者地下车库也没有用。

当然如果是专门应对核武器的地下掩体还是很有作用的，因为这些地下设施在地底下很深处，而且采取各种防护材料建造，即便中子弹也能防御。

核战是人类的噩梦，已经被列为人类灭亡的方式之一，希望人类不要自己作死走向这条路。

和平万岁！就说到这，欢迎讨论，如喜欢我的文章，就请支持点赞关注，感谢阅读。

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发布于2021-06-2623:31核武器威力防御​赞同9​​7条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录科学照耀下的世界在科学引领下，让我们活得更明白更幸福~