原子彈與《絕對武器》
原子彈與《絕對武器》
《絕對武器》開創了一個新的理論流派，戰爭從主要為互相毀滅到相互威懾的理論，原子彈的鏈式反應是一個正反饋的過程，能夠爆發出前所未有的摧毀力。伯納德·布羅迪說：「原子彈是一種『絕對武器』，它不僅具有史無前例的巨大摧毀力，而且對傳統作戰方式和國防政策產生了極大的影響。由於核武器威力巨大，難以防禦，一旦各國開始核戰爭，那麼戰爭會毀滅整個人類文明甚至毀滅整個世界。」愛因斯坦說：「我不知道第三次世界大戰用什麼武器，但是第四次世界大戰人們將只會用木棒和石頭。」二戰以來世界的相對和平，沒有發生大規模的戰爭與大國之間的相互制衡有很大關係。
《絕對武器》主要闡述了相互威懾理論的原則。後來，這一理論曾一度被作為美國的核戰略原則。該書認為，核武器是一種無法防禦的絕對武器，它的出現，將使戰爭從人類世界上完全消失，或至少必須消失。該書還認為，在核攻擊面前，不存在任何防禦手段，侵略者和被侵略者必將在核報復打擊下同歸於盡。
大國之間的相互制衡是當代世界大國的主要軍事戰略，核武器的出現使得世界大戰不存在任何贏家，只有毀滅。相互制衡與系統思考中的負反饋是相同的，它能保持整個系統的穩定和平衡，為世界的發展和人類的進步提供一個良好的環境。
《原子武器》一章中主要論述了以下幾點內容：
（一）原子彈具有前所未有的摧毀力。
原子彈的原理是基於愛因斯坦的質能方程，通過質量虧損來釋放巨大能量，所以具有前所未有的摧毀力。
（二）原子彈無法防禦。
原子彈由於摧毀力巨大而導致無法防禦。一顆原子彈就能毀滅一座城市，不像常規轟炸那樣，積累都是以數量取勝的，原子彈威力太大，而所要進攻的目標相對原子彈來說由太小，從而導致其無法防禦。
（三）原子彈推動了運載工具的發展。
原子彈是進攻型武器，需要在敵人的區域爆炸，那麼就需要運載工具將其投運到敵人上空並引爆，為了防止敵人攔截，就要發展更好的運載工具。
（四）力量佔優的空軍仍無法保證安全。
《制空權》中，杜黑認為掌握了制空權就是勝利，但是原子彈的出現改變了這種狀況。在原子彈出現之前，掌握了制空權就能轟炸敵人部隊和後方，而保證自己不被轟炸。掌握制空權是一個相對概念，即在空中佔有較大優勢，但是不可能完全保證自己不被轟炸，而敵人對自己較少的常規轟炸並不能對產生重要成果。但是原子彈出現之後，一顆原子彈的轟炸就可能改變整個戰爭的結局，因為原子彈的威力太大了。
（五）原子彈數量上的優勢並不能保證戰略上的優勢。
在原子彈出現之前，勝利會屬於力量較大的一方。《戰爭論》提出了2倍兵力足以打敗敵人的著名論斷。但是原子彈的出現改變了數量取勝的規則，因為武器發生了質變。如果敵對雙方使用10枚原子彈就可以完全摧毀對方，那麼擁有200枚原子彈的一方會比擁有100枚原子彈一方的更容易獲勝嗎？答案是否定的。因為如果摧毀敵人是目標，那麼雙方擁有的力量遠遠大於目標所需，也就是說目標有上限，產生的成果不是隨著力量的投入而一直增加的。投下10枚原子彈已經完全摧毀對方，再投入10枚並沒有增加成果，對一個死人再開機槍，不會讓他再死一次。
（六）不能過高估計原子彈用於秘密破壞活動的可能性。
原子彈具有巨大威力，破壞性極大，不要低估敵人秘密破壞活動的可能。原子彈比較複雜，所以不要高估敵人秘密破壞活動的可能。低估和高估都會脫離實際，從而產生決策失誤。
（七）世界上可用於製造原子彈的研製成功材料蘊藏量十分豐富。
製造原子彈的原料豐富，那麼一國就很難壟斷。
（八）其他國家也會擁有製造原子彈的能力。
因為原子彈威力巨大，擁有原子彈就能威懾敵國，甚至是小國也可以威懾大國，這就給了各國研發原子彈的充分動力，所以美國很難一家壟斷原子彈，其他國家未來也會具備生產原子彈的能力。
保證核威懾成功的不是用原子彈實施突然襲擊的能力，而是遭受原子彈襲擊後仍然能作出有效原子彈反擊的能力，即後來所說的「第二次打擊」能力。
原子彈的鏈式反應
當一個中子引鈾核裂變時，同時放出2個～3個中子，如果這些中子再引起其他鈾核裂變，就可使裂變反應不斷地進行下去，這種反應叫做鏈式反應。這種鏈式反應可以使用系統思考的正反饋模型進行表述（如圖1所示）。
圖1 原子彈的正反饋效應
一個中子轟擊了一個鈾核，產生了Kr，Ba（也可能產生其他類似物質），2個中子以及201MeV的能量。
如果產生的中子繼續轟擊了2個鈾核，就又產生的產生了Kr，Ba，4個中子以及402MeV的能量，通過轟擊鈾核，中子不斷產生，進而引起核裂變的鏈式反應，釋放出巨大的能量。這就是原子彈爆炸的原理（如圖2所示）。
圖2 鏈式反應
鈾核鏈式反應的必要條件是裂變產生的中子數大於入射中子數，這叫做中子數增殖。如果中子數太少，就不足以維持鏈式反應。通過增加中子數量可以加強鏈式反應（如圖3所示）。
圖3 原子彈爆炸
通過核裂變計算出反應前後的質量虧損Δm，就可以通過質能方程ΔE=Δmc2計算出核裂變釋放的能量ΔE，1kg鈾如果全部裂變，可以釋放8.2×1013焦耳的能量，相當於2700噸優質煤的能量。
鏈式反應的條件是鈾塊的質量大於臨界質量。
原子彈的原理就是讓幾塊小於臨界質量的鈾塊聚到一起，從而達到臨界質量而引起鏈式反應，即原子彈爆炸。
在槍式原子彈結構中，鈾彈和鈾靶的質量都小於臨界質量，使用常規炸藥將鈾彈射出，鈾彈經過槍管而射入鈾靶，從而超過鏈式反應的臨界質量，引起原子彈爆炸。由於宇宙射線中就有中子，只要有1個中子擊中了鈾核，就會引起鏈式反應（如圖4所示）。
圖4 原子彈結構
1945年8月，美國投到日本廣島的那顆代號「小男孩」的原子彈採用的就是槍式結構，彈重約4100公斤，直徑約71厘米，長約305厘米。核裝葯為鈾235，爆炸威力約為14000噸梯恩梯當量（如圖5所示）。
圖5 轟炸廣島的小男孩
當時廣島人口為34萬多人，接近於爆炸中心500米內的人大部分死亡，當日死者超過7萬人，負傷和失蹤5.1萬餘人，廣島全市7.6萬幢建築物全毀4.8萬幢，嚴重毀壞的有2.2萬幢。由於放射性沾染等原因，至1999年，因廣島原子彈爆炸而死亡的人數上升到約20萬人（如圖6所示）。
圖6 原子彈轟炸後的廣島
如果兩塊臨界質量的鈾塊用手放到一起會核爆嗎？答案是：會。
第二次世界大戰期間，世界人民處在水深火熱之中。面對日本和德國兩個瘋狂的法西斯，各國都想研製出更新的武器系統來對付和消滅他們。加拿大科學家也不例外。數百名科學家在實驗室里，全神貫注地協助著著名核科學家斯洛達博士進行原子彈引爆臨界試驗工作。斯羅達在軌道上研究兩塊濃縮鈾對合的臨界質量。就在這時，一場意外事故發生了，撥動鈾塊的一把螺絲刀突然滑落，兩塊鈾在軌道上同時滑動，就在即將滑到一起的關鍵時刻，斯羅達奮不顧身地用雙手把將要滑到一起的鈾塊隔開了。這鈾塊就是原子彈的裝料，只要合在一起，瞬間就會超過臨界狀態而發生裂變爆炸。斯羅達將鈾塊用手分開，避免了一場極其可怕的核爆炸，不但實驗室的精密儀器設備安然無恙，而且使他的助手和同事們都得救了。
然而鈾是一种放射性的物質，斯羅達這位優秀的科學家，為了避免這場核爆炸的災難，受到了高劑量的致命核輻射，出事之後的第九天，就離開了人世。加拿大政府和人民，為了表彰這位傑出的科學家對人類作出的貢獻，把他譽為「用雙手分開原子彈的人」。
對於原子彈的原理，對於現代人來說已經非常簡單了，那麼為什麼那麼多國家還製造不出原子彈呢？除了政治和經濟等因素外，最核心的因素是提純鈾235的技術，製造和引爆都是非常簡單的事情。甚至可以說，有了高濃度的鈾235，就相當於有了原子彈。
愛因斯坦的質能方程打開了原子能利用的潘多拉魔盒，質量虧損可以產生高能量，這種能量可以用來生產原子彈，從而產生暴力；也可以用於生產核電，產生財富。未來學家托夫勒說，人類的終極力量有三種，分別是暴力、財富和知識，三種力量可以相互轉化。愛因斯坦的質能方程是知識，而原子彈是暴力，核電是財富，知識既可以轉化為暴力，也可以轉化為財富，這取決於人類如何利用它。
隨著知識和技術的進步，提純技術可能會越來越容易，或者找到了濃度更高的鈾礦，或者找到了其他更具能力的放射性物質，那麼未來該如何有效避免核戰爭呢？
核反應堆原理
核裂變不僅能製造原子彈，也能用來發電而造福人類。由於鏈式反應中，中子數量決定了鏈式反應的速度，所以通過控制中子的數量就能控制鏈式的反應速度，核反應堆就是採用這個原理。核反應堆主要有4部分組成，包括鈾棒、鉻棒、減速劑和防護層（如圖7所示）。
圖7 核反應堆結構
第一部分是燃料棒，即鈾棒，這是反應物。插入的鈾棒越多，中子轟擊到鈾核的可能性越大，則反應越快。第二部分是控制棒，即鉻棒，鉻棒具有吸收中子的作用，插入的鉻棒越多，吸收的中子就越多，鏈式反應就越慢。第三部分是減速劑，由於核裂變產生的中子速度快，能量大，鈾核很難捕捉到這個快中子，需要使用減速劑來降低快中子的速度和能量，從而利於鏈式反應。減速劑可以是石墨、重水和輕水等。第四部分是水泥防護層，用來阻擋鏈式反應產生的各種射線，用來保護工作人員（如圖8所示）。
圖8 核電站原理
反應堆產生的熱能可以加熱水而產生蒸汽，蒸汽推動汽輪機進行發電，而從達到利用核能發電的目的。
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