核導彈基地遭到軍事打擊會導致嚴重核泄漏嗎?
比如載有核彈的核彈發射車、核彈發射井遭到軍事轟炸,會導致嚴重核泄漏嗎?會像切爾諾貝利那樣嚴重嗎?核爆應該不至於吧,核彈引爆的條件還是比較苛刻的,但核泄漏應該會有吧。
另外,飛行中的核導彈被反導擊中會導致嚴重核輻射嗎?如果對地面的輻射危害取決於引爆高度,那麼核導彈在多高地方被摧毀,對地面算是安全的,低於什麼高度會導致嚴重輻射?
簡短的回答是:現代的核武器安全設計,可能會一點「嚴重核泄漏」都沒有,以「擊落機載核航彈」為最安全,「直接打擊固體彈道導彈」最危險;即使是最糟糕的情況(大量武器級鈈材料釋放進空氣中),也不會造成可觀察到的嚴重/大範圍健康後果。絕大多數放射性物質將被約束在百米範圍內。即使出現小規模的核爆炸,這個結論也不變。
讓我們分類列一下情況,再逐一討論。
估計你問的應該不是「用核武器打擊核武器設施」(載有核彈的核彈發射車、核彈發射井,甚至是核彈頭儲存庫)吧 ;因為如果用核武器打擊的話,很有可能會採用觸地核爆炸————對付各種深埋加固設施如核彈井或者說是地下掩體————這就會導致巨大的放射性塵降,輻射沾染面積巨大.而被打擊的核彈頭本身的影響就是忽略不計的了
很不幸的是:很多核武器設施目前只能用核武器來直接摧毀(功能性殺傷functional defeat可以通過一些非核手段實現,但明顯不會導致核輻射)—————比如說核彈頭儲存庫,位於群山深處。
所以問題就縮小到了:使用常規武器來摧毀「打擊核武器設施」(載有核彈的核彈發射車、核彈發射井)。這裡既有最普通的轟炸機打擊,也要有正時髦的CPGS打擊,有非國家行為體的破壞活動,也有常規攔截器(動能/KKV或是破片殺傷)的反導作戰——————它們在輻射沾染意義上的後果是什麼呢?
1,要看那核武器設計中是否使用了現代化的安全機制。
比如說:核彈頭是用鈍感炸藥(IHE)還是使用了常規高爆炸藥(CHE)?如果是CHE,極有可能發生化學爆炸然後導致核材料釋放/擴散,例如:
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《核武老人26年吐血親歷――告訴你一個真實的中國核基地生活!》 第229節 易讀
........「那為什麼?」蘇問。
「為老鄧。他太衝動了。」沈感慨地說。 原來,這次核試驗,是一次空投氫彈試驗,因為吊著氫彈的降落傘,出現了故障,沒有及時張開,氫彈快速落地,化學炸藥爆炸了,核爆炸沒有發生。 「零時」已到,試驗場一片寂靜。鄧院長見試驗失敗,心裡焦急,堅決要進試驗場查看。......
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在飛機墜落/飛機燃料起火/各種高速撞擊的情況下,CHE都很有可能起爆,不過由於現代核彈頭設計的考慮,不會產生足夠大的核反應(所以爆炸僅僅是化學反應而已)————這被稱為」一點安全「設計原則One-point safety :「CHE在任一點起爆時,產生一定量值以上的核爆炸能量的概率極低 (如美國標準為發生4磅TNT當量以上的核爆炸能量的概率為百萬分之一以下)」
可是實現了」一點安全「設計原則,也不能保住鈈材料不擴散:一旦炸藥起爆,就會把鈈材料炸成微米級別的(鈈氧化物)小顆粒,也就是所謂的「氣溶膠化」(aerosolized)。氣溶膠化的武器級鈈材料很容易被吸入肺部,然後停留在肺部,形成內輻照。相比起來,僅僅是暴露在大火中的武器級鈈材料,小顆粒少,大顆粒多,(只有0.05%左右的鈈氣溶膠化),多通過消化系統進入人體內部,停留時間較短,傷害也就小很多。
如果一顆使用CHE的典型現代核武器出現化學爆炸,則其下風處大約一百平方公里範圍內會出現微量的放射性沾染(當然這跟風向/風速有關),如果僅僅是核裝葯暴露在大火中,則沾染區域縮小100倍:大約是一平方公里的範圍。
所以要用鈍感炸藥。面對各種火燒打擊,IHE的耐受性高很多:比起普通炸藥CHE,一般IHE需要高12倍以上的撞擊速度,才會起爆;這使得IHE可以經受住子彈直接射擊,還有各種火燒;IHE會燃燒,但不至於直接爆炸。
看看B-61核航彈裝鈍感炸藥與常規炸藥的區別,撞擊實驗:
於是又有人問:IHE會燃燒還是不行啊,難道不也是會導致武器級鈈的「氣溶膠化」嗎?
確實如此,所以在此基礎上,又加入了「耐火彈芯(fire-resistant pit,FRP)」的設計————直接在核彈頭的鈈彈芯外層包覆一層特殊的金屬材料,使得它在上千度高溫直接燒灼,甚至是長時間燒灼(幾個小時)導致武器級鈈材料完全融化的情況下,都不破裂。這樣即使是鈈材料完全融化,也不會釋放到環境中。
看看耐火彈芯的非核實驗:
小總結一下:
一點安全設計One-point safety:保證炸藥僅在一點起爆時,不出現核爆炸/大大降低核爆炸危險,但無法解決化學爆炸的危險
IHE鈍感炸藥:保證炸藥不輕易起爆——————能經受住子彈,破片,大火的打擊/大大降低了化學爆炸危險,但無法解決鈈材料燃燒擴散進入環境的危險
耐火彈芯fire-resistant pit:保證一定時間的高溫燃燒狀態下,鈈材料被特殊金屬層約束住,即使融化了也不進入環境
採用了這3種安全機制的現代核彈頭設計,基本可以保證:在載核彈飛機被擊落的情況下,核彈頭不會向環境中擴散放射性物質。這是因為「一點安全設計+鈍感炸藥+耐火彈芯」的搭配就是為了防止美空軍核武器系統在運輸過程中出現意外並向環境中釋放鈈,比如說,耐火彈芯能抗拒的燃燒溫度就是1000度左右,大概在航空燃油大火的溫度區間。
目前美國有這3個安全機制的核武器系統是:
B83核航彈
W87彈頭(原來裝在和平衛士,現在裝在MMIII上),不過W87可能(在一定條件下)曾經出現過「一點安全」問題。但它還可認為是美國最安全的ICBM彈頭。
(請注意各個分導母艙的構型,這是比較安全的;下面看到的三叉戟潛射彈道導彈,就是相對危險的。)但是如果飛機墜落導致FRP被砸穿,然後在之後的航空燃油大火中長時間燒灼呢?
那就會導致放射性泄露/沾染,不過其範圍是百來米左右。讓我們看看在沒有FRP的年代:美國1958年,1959年,1960年,1964年發生過4次完整核武器「高爆炸藥燃燒但未起爆,出現核污染」的事故。其中除了1960年的那一次,均是戰略轟炸機在滑行或起飛過程中起火或墜落——————其產生的放射性沾染都是輻照水平較低的,而且範圍也很小(跑道附近)。其實除了1966年西班牙事故與1968年格陵蘭事故,即使有化學炸藥爆炸,其輻射的沾染範圍也是很小的。
2,如果不是飛機?如果不是核航彈?如果是彈道導彈上的核彈頭呢?(這時候光考慮核彈頭本身的安全設計就不行了,必須要看整個武器系統的構型)
那情況就可能不一樣了:因為導彈本身的大量固體燃料,自身就是幾十噸的高能物質,很可能出現大規模的燃燒或是爆炸。
比如說著名的三叉戟潛射彈道導彈上的W-76,還有W-88核彈頭。
為了節省空間,三叉戟潛射彈道導彈的第三級發動機是直接穿過分導母艙,被8枚核彈頭環繞著的。
而為了最大限度地增長導彈射程,為彈道導彈核潛艇爭取到更大的巡航海洋面積,覆蓋更多的目標,所有的發動機都採取了能量高的/可以被引爆的固體燃料。
最後,W-76與W-88均沒有採用IHE。如果在裝載彈道導彈進入潛艇的時候,彈體出現墜落,很可能直接就會發生爆炸——————可能所有8枚彈頭都會爆炸。當然你不能怪美國的設計師們,因為考慮到三叉戟潛射彈道導彈的第三級發動機固體燃料是如此的高能,即使使用IHE,其安全性能也不會有什麼顯著的提高,照樣會被引爆,反而會讓彈頭又大又重(軍事性能大大下降):因為同一重量的IHE的能量只有常規高爆炸藥的三分之二左右。
為什麼要說這些?因為如果你用常規彈藥來打擊一輛固體燃料的ICBM發射車,即使你(故意)避開彈頭,擊中ICBM彈體中那幾十噸固體燃料,引起爆炸,會引爆常規高爆炸藥;如果你的導彈燃料夠先進,可能會連IHE都能引爆。更不幸的是:即使ICBM的固體燃料不引爆,只是燃燒,彈道導彈固體燃料的燃燒溫度也是大大高於航空燃料的,達到2000多度左右——————這就是說連耐火彈芯都會直接被融化,導致鈈被釋放到環境中。
不過有一點可以放心:美軍現在裝載三叉戟潛射彈道導彈,是先把彈體吊裝進入潛艇,再裝載核彈頭。這就安全了些,至少是在沒被常規武器打擊的情況下。
如果是ICBM導彈井,基本可以確定沒有足夠的深度能夠掩埋放射性碎片(因為發射井蓋需要打開),而且井基ICBM有一般比機動發射車的要大(雖然說往往是液態燃料,液態燃料會燃燒,不會引爆),仍然可能是燃燒,甚至是跟擊中ICBM發射車一樣————導彈固體燃料爆炸,然後彈頭被炸散。
所以,如果是用常規武器打擊洲際彈道導彈,不管是井基ICBM還是公路機動ICBM,會出現什麼可能的情景呢?下面粗略列一下:
A導彈彈體/固體助推器爆炸:彈頭以每秒幾百米的速度被炸飛,IHE沒被引爆,沒有出現廣泛的鈈材料沾染————彈頭摔碎成大塊,IHE沒有燃燒
B導彈彈體/固體助推器爆炸:核彈頭中的IHE被引爆,大約有10%-20%的武器級鈈會被氣溶膠化,變成可吸入微粒,造成沾染。
C導彈彈體/固體助推器起火燃燒:核彈頭被大火包圍,因為有耐火彈芯,火被撲滅後,沒有出現鈈擴散。
D導彈彈體/固體助推器起火燃燒:核彈頭被大火包圍,火沒有及時被撲滅,長時間燒灼後,武器級鈈會被氣溶膠化,造成沾染(僅是燃燒,沾染範圍100米左右)。
E導彈彈體/固體助推器起火燃燒:導致A
F導彈彈體/固體助推器起火燃燒:導致B
(A與B的區別在於第三級發動機的布置方式,也就是「彈頭是否緊挨著固體燃料/三叉戟潛射彈道導彈的構型」,還是「有儀器艙緩衝」,如果有一些硬體緩衝的話,固體燃料爆炸並不一定會導致核彈頭中的炸藥爆炸)
(C與D的區別在於是否有人在遇襲後進行救火消防工作)
3,如果出現了武器級鈈的氣溶膠化,並向環境中擴散,造成了沾染,後果嚴重?
很幸運的是,後果並沒有那麼嚴重。
如果核彈頭中的化學爆炸沒有發生,只有燃燒,則只有0.05%左右的鈈氣溶膠化,其他的多為散布在100米範圍內的大型碎片,即使有通過消化道進入體內的,也會在幾天內排出體外。
如果出現了大型化學爆炸,導致大量的武器級鈈氣溶膠化,下風處即使有大城市,所導致的癌症致死患者將因數量太少,時間太長,無法從其他癌症統計中被區分出來。大城市總人口所要承受的風險將同現行的化工業/運輸業者一樣,最糟糕的擴散條件下,在一個千萬級人口的大城市,只會有五千人左右被暴露在(鈈擴散)癌症致死風險之下。另一個例子是,一座50萬人的城市,其中平均有10萬人會患癌症,30千米外出現了大型的鈈擴散核武器事故,會導致癌症患者增加20人到2000人。這些長期健康效應,極有可能是根本不會被察覺到的。
(美國核武器實驗室,各國學者的獨立研究,都得出同樣的結果:武器鈈擴散事件,其純粹的健康效應,是相當小的。)
這也是為什麼所謂「臟彈」不選鈈做放射性材料(當然也是因為它難搞到)————鈈的輻照效果根本比不上核電站里的放射性廢料,太弱,太慢。
4,最後,如果出現了核爆炸會是什麼情況?
如果遇襲的核武器設計是比較粗糙的,使用的裂變材料量大,而且沒有考慮「一點安全」設計原則,則很有可能出現「核爆炸」,請注意,這裡的「核爆炸」僅針對「化學炸藥爆炸」而言,屬於減當量核爆炸,其效果將大大低於全當量核爆炸,也就是說,其爆炸量甚至小於固體洲際彈道導彈燃料的當量————100噸TNT以下的一個核爆當量。當然,這就會導致幾乎所有的武器級鈈氣溶膠化,可是根據計算,其健康效果也就比普通化學炸藥爆炸的鈈沾染效果大2倍左右,並不會形成重大的傷亡。
這是屬於「武器設計不夠好」的情況,還有一種「武器設計相當好」的情況:反導攔截。
為了防止敵方通過動能/破片攔截,摧毀核彈頭,各國的彈道導彈核彈頭上可以安裝"salvage fusing"殉爆引信————一旦感受到被敵攔截彈擊中,則立即高空核爆炸,至少還可通過EMP或者高空核輻射來殺傷敵人的感測器,為後續突防創造條件。當然,很多所謂「殉爆引信」並不是專用來對付反導系統的,只不過是一個備用的引爆系統而已:為了防止雷達引信失效,仍安裝了一套備用的直接接觸引信,只不過不幸被反導攔截彈引爆了而已。
不過這種高空核爆炸對地面不會帶來什麼沾染(即使是攔截成功,沒爆炸也一樣),放射性材料已經被高度稀釋了。
當然,我們認為,地面部署在本國的核武器,應該不會啟動"salvage fusing"殉爆引信,整個引控系統應該都是處於未激活狀態的,所以用常規武器打擊極不可能造成全當量核爆炸。
不過對付粗糙核爆炸裝置,或者是臟彈,可是要極其小心的。
美國核武器實驗室進行模擬拆除粗糙核彈的演練:
按照冷戰時期雙方的策略,核導彈基地只有在最高等級的全面核戰爭爆發時才會遭到打擊,這個時候貴國各大城市肯定都夷為平地了,擔心泄露幹什麼。
搞不好未來的貴國人民不怕輻射呢……如果只是常規的恐怖襲擊,你放心,發射井的的防護都是按照頂住幾百米外的上百萬噸核彈設計的,普通炸彈絕無任何可能從外部攻破。戰備值班的發射車路線連軍隊高層都未必知道,恐怖分子下手的機會不多吧。飛行中的核彈如果在中段被摧毀,一般會變成碎片在大氣層中燒盡,這就好像游泳池小便,雖然尿素含量超過化肥,多數人還是不會在乎的。看過RA2的開頭電影嗎(紅警2) XD
紅警2蘇聯劇情上
紅警2蘇聯劇情上視頻以前看過一個視頻,一次美國空運核武器,結果不下心把它投下來了,一顆扎進了地下十幾米,都沒有引爆。核武器肯定是要加很多層保險的,所以一般情況震動之類的不會造成引爆。即使被破壞也不會引起像切爾諾貝利那樣嚴重的核泄露,因為那次核泄漏之所以嚴重是因為大火,實際上那個核電站至今還在運行,你說如果有核彈那樣的威力還有可能保存電廠?而直接死亡的人裡頭消防員是最多的,所以只要不演變成大火或者引爆,即使被破壞,也一定可以控制住,前提是可以找到,如果掉到水裡那就麻煩了,如果掉進沼澤,呵呵,這輩子也找不到了(美國貌似真有一次不小心把核彈弄到沼澤里了)
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