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原子彈是誰發明的 原子彈的發明歷史

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  原子彈又稱裂變彈,是一種利用核原理制成的核武器,具有非常強的破壞力與殺傷力。大家對于原子彈了解嗎?知道是誰發明的嗎?知道當中的發明歷史嗎?下面跟隨學習啦小編一起來看看吧。

  原子彈的發明者以及發明歷史

  核武器系統,一般由核戰斗部、投射工具和指揮控制系統等部分構成,核戰斗部是其主要構成部分。核戰斗部亦稱核彈頭,并常與核裝置、核武器這兩個名稱相互代替使用。 實際上,核裝置是指核裝料、 其他材料、起爆炸藥與雷管等組合成的整體,可用于核試驗,但通常還不能用作可靠的武器;核武器則指包括核戰斗部在內的整個核武器系統。核武器的出現,是20世紀40年代前后科學技術重大發展的結果。

  1939年初,德國化學家O.哈恩和物理化學家F.斯特拉斯曼發表了鈾原子核裂變現象的論文。幾個星期內,許多國家的科學家驗證了這一發現,并進一步提出有可能創造這種裂變反應自持進行的條件,從而開辟了利用這一新能源為人類創造財富的廣闊前景。但是,同歷史上許多科學技術新發現一樣,核能的開發也被首先用于軍事目的,即制造威力巨大的原子彈,其進程受到當時社會與政治條件的影響和制約。

  從1939年起,由于法西斯德國擴大侵略戰爭,歐洲許多國家開展科研工作日益困難。 同年9月初,丹麥物理學家N.H.D.玻爾和他的合作者J.A.惠勒從理論上闡述了核裂變反應過程,并指出能引起這一反應的最好元素是同位素鈾235。 正當這一有指導意義的研究成果發表時,英、法兩國向德國宣戰。

  1940年夏天,德軍占領法國。法國物理學家J.-F.約里奧-居里領導的一部分科學家被迫移居國外。英國曾制訂計劃進行這一領域的研究,但由于戰爭影響,人力物力短缺,后來也只能采取與美國合作的辦法,派出以物理學家J.查德威克為首的科學家小組,赴美國參加由理論物理學家J.R.奧本海默領導的原子彈研制工作。

  在美國,從歐洲遷來的匈牙利物理學家齊拉德·萊奧首先考慮到,一旦法西斯德國掌握原子彈技術可能帶來嚴重后果。經他和另幾位從歐洲移居美國的科學家奔走推動,于1939年8月由物理學家A.愛因斯坦寫信給美國第32屆總統F.D.羅斯福,建議研制原子彈,才引起美國政府的注意。但開始只撥給經費6000美元,直到1941年12月日本襲擊珍珠港后,才擴大規模,到1942年8月發展成代號為“曼哈頓工程區”的龐大計劃,直接動用的人力約60萬人,投資20多億美元。到第二次世界大戰即將結束時制成3顆原子彈,使美國成為第一個擁有原子彈的國家。

  制造原子彈,既要解決武器研制中的一系列科學技術問題,還要能生產出必需的核裝料鈾235、钚239。天然鈾中同位素鈾235的豐度僅0.72%,按原子彈設計要求必須提高到90%以上。當時美國經過多種途徑探索研究與比較后,采取了電磁分離、氣體擴散和熱擴散三種方法生產這種高濃鈾。供一顆“槍法”原子彈用的幾十千克高濃鈾,是靠電磁分離法生產的。建設電磁分離工廠的費用約3億美元(磁鐵的導電線圈是用從國庫借來的白銀制造的,其價值尚未計入)。钚239要在反應堆內用中子輻照鈾238的方法制取。 供兩顆“內爆法”原子彈用的幾十千克钚239,是用3座石墨慢化、水冷卻型天然鈾反應堆及與之配套的化學分離工廠生產的。以上事例可以說明當時的工程規模。由于美國的工業技術設施與建設未受到戰爭的直接威脅,又掌握了必需的資源,集中了一批國內外的科技人才,使它能夠較快地實現原子彈研制計劃。

  德國的科學技術,當時本處于領先地位。1942年以前,德國在核技術領域的水平與美、英大致相當,但后來落伍了。美國的第一座試驗性石墨反應堆,在物理學家E.費密領導下,1942年12月建成并達到臨界;而德國采用的是重水反應堆,生產钚239,到1945年初才建成一座不大的次臨界裝置。為生產高濃鈾,德國曾著重于高速離心機的研制,由于空襲和電力、物資缺乏等原因,進展很緩慢。A.希特勒迫害科學家,以及有的科學家持不合作態度,是這方面工作進展不快的另一原因。更主要的是,德國法西斯頭目過分自信,認為戰爭可以很快結束,不需要花氣力去研制尚無必成把握的原子彈,先是不予支持,后來再抓已困難重重,研制工作終于失敗。

  1945年5月德國投降后,美國有不少知道“曼哈頓工程區”內幕的人士,包括以物理學家J.弗蘭克為首的一大批從事這一工作的科學家,反對用原子彈轟炸日本城市。當時,日本侵略軍受到中國人民長期抗戰的有力打擊,實力大大削弱。美、英在太平洋地區的進攻,又幾乎全部摧毀日本海軍,海上封鎖使日本國內的物資供應極為匱泛。在日本失敗已成定局的情況下,美國仍于8月6日、9日先后在日本的廣島和長崎投下了僅有的兩顆原子彈。

  蘇聯在1941年6月遭受德軍入侵前,也進行過研制原子彈的工作。鈾原子核的自發裂變,是在這一時期內由蘇聯物理學家Г.Н.弗廖羅夫和Κ.А.佩特扎克發現的。衛國戰爭爆發后,研制工作被迫中斷,直到1943年初才在物理學家И.В.庫爾恰托夫的組織領導下逐漸恢復,并在戰后加速進行。1949年8月,蘇聯進行了原子彈試驗。1950年1月,美國總統H.S.杜魯門下令加速研制氫彈。1952年11月,美國進行了以液態氘為熱核燃料的氫彈原理試驗,但該實驗裝置非常笨重,不能用作武器。1953年8月,蘇聯進行了以固態氘化鋰6為熱核燃料的氫彈試驗,使氫彈的實用成為可能。 美國于1954年2月進行了類似的氫彈試驗。英國、法國先后在50和60年代也各自進行了原子彈與氫彈試驗。

  中國在開始全面建設社會主義時期,基礎工業有了一定的發展,即著手準備研制原子彈。1959年開始起步時,國民經濟發生嚴重困難。 1959年6月,蘇聯政府撕毀中蘇在1957年10月簽訂的關于國防新技術協定,隨后撤走專家,中國決心完全依靠自己的力量來實現這一任務。中國首次試驗的原子彈取"596"為代號,就是以此激勵中國軍民大力協同做好這項工作。1964年10月16日,首次原子彈試驗成功。經過兩年多,1966年12月28日,小當量的氫彈原理試驗成功;半年之后,于1967年6月17日成功地進行了百萬噸級的氫彈空投試驗。中國堅持獨立自主、自力更生的方針,在世界上以最快的速度完成了核武器這兩個發展階段的任務。

  原子彈的武器分類

  美國對日本投下的兩顆原子彈,是以帶降落傘的核航彈形式,用飛機作為運載工具的。以后,隨著武器技術的發展,已形成多種核武器系統,包括彈道核導彈、 巡航核導彈、 防空核導彈、反導彈核導彈、反潛核火箭、深水核炸彈、核航彈、核炮彈、核地雷等。其中,配有多彈頭的彈道核導彈,以及各種發射方式的巡航核導彈,是美、蘇兩國裝備的主要核武器。

  通常將核武器按其作戰使用的不同劃分為兩大類,即用于襲擊敵方戰略目標和防御己方戰略要地的戰略核武器,和主要在戰場上用于打擊敵方戰斗力量的戰術核武器。蘇聯還劃分有“戰役戰術核武器”。核武器的分類方法,與地理條件、社會政治因素有關,并不是十分嚴格的。自70年代末以后,美國官方文件很少使用“戰術核武器”,代替它的有“戰區核武器”、“非戰略核武器”等,并把中遠程、中程核導彈也劃歸這一類。

  已生產并裝備部隊的核武器,按核戰斗部設計看,主要屬于原子彈和氫彈兩種類型。至于核武器的數量,并無準確的公布數字,有關研究機構的估計數字也不一致。按近幾年的資料綜合分析,到80年代中期,美、蘇兩國總計有核戰斗部50000枚左右,占全世界總數的95%以上。其梯恩梯當量,總計為120億噸左右。而第二次世界大戰期間,美國在德國和日本投下的炸彈,總計約200萬噸梯恩梯,只相當于美國B-52型轟炸機攜載的2枚氫彈的當量。從這一粗略比較可以看出核武器庫貯量的龐大。

  美蘇兩國進攻性戰略核武器(包括洲際核導彈、潛艇發射的彈道核導彈、巡航核導彈和戰略轟炸機)在數量和當量上比較,美國在投射工具(陸基發射架、潛艇發射管、飛機)總數和梯恩梯當量總值上均少于蘇聯,但在核戰斗部總枚數上多于蘇聯。考慮到核爆炸對面目標的破壞效果同當量大小不是簡單的比例關系,另一種估算辦法是以一定的沖擊波超壓對應的破壞面積來度量核戰斗部的破壞能力,即取核戰斗部當量值(以百萬噸為計算單位)的2/3次方為其“等效百萬噸當量”值(也有按目標特性及其分布和核攻擊規模大小等不同情況,選用小于2/3的其他方次的),再按各種核戰斗部的枚數累計算出總值。按此法估算比較美、蘇兩國的戰略核武器破壞能力,由于當量小于百萬噸的核戰斗部枚數,美國多于蘇聯,兩國的差距并不很大。

  但自80年代以來,隨著蘇聯在分導式多彈頭導彈核武器上的發展,這一差距也在不斷擴大。而對點(硬)目標(見點目標)的破壞能力,則核武器投射精度起著更重要的作用,由于在這方面美國一直領先,仍處于優勢。除美、蘇、英、法和中國已掌握核武器外,印度在1974年進行過一次核試驗。一般認為,掌握必要的核技術并具有一定工業基礎及經濟實力的國家,也完全有可能制造原子彈。

  原子彈的發展趨勢

  由于核武器投射工具準確性的提高,自60年代以來,核武器的發展,首先是核戰斗部的重量、尺寸大幅度減小但仍保持一定的威力,也就是比威力(威力與重量的比值)有了顯著提高。例如,美國在長崎投下的原子彈,重量約4.5噸,威力約2萬噸;70年代后期,裝備部隊的“三叉戟”Ⅰ潛地導彈,總重量約1.32噸,共8個分導式子彈頭,每個子彈頭威力為10萬噸,其比威力同長崎投下的原子彈相比,提高135倍左右。威力更大的熱核武器,比威力提高的幅度還更大些。這一方面的發展或許已接近客觀實際所容許的極限。

  自70年代以來,核武器系統的發展更著重于提高武器的生存能力和命中精度,如美國的“和平衛士/MX”洲際導彈、“侏儒”小型洲際導彈、“三叉戟”Ⅱ潛地導彈,蘇聯的SS-24、SS-25洲際導彈,都在這些方面有較大的改進和提高。核戰斗部及其引爆控制安全保險分系統的可靠性,以及適應各種使用與作戰環境的能力,也有所改進和提高。美、蘇兩國還研制了適于戰場使用的各種核武器,如可變當量的核戰斗部,多種運載工具通用的核戰斗部,甚至設想研制當量只有幾噸的微型核武器。特別是在核戰爭環境中如何提高核武器的抗核加固能力,以防止敵方的破壞,更受到普遍重視。此外,由于核武器的大量生產和部署,其安全性也引起了有關各國的關注(見核武器安全)。

  核武器的另一發展動向,是通過設計調整其性能,按照不同的需要,增強或削弱其中的某些殺傷破壞因素。“增強輻射武器”與“減少剩余放射性武器”都屬于這一類。前一種將高能中子輻射所占份額盡可能增大,使之成為主要殺傷破壞因素,通常稱之為中子彈;后一種將剩余放射性減到最小,突出沖擊波、光輻射的作用,但這類武器仍屬于熱核武器范疇。至于60年代初曾引起廣泛議論的所謂“純聚變武器”,20多年來雖然做了不少研究工作,例如大功率激光引燃聚變反應的研究,80年代也仍在繼續進行,但還看不出制成這種武器的現實可能性。

  核武器的實戰應用,雖仍限于它問世時的兩顆原子彈,但由于40年來核武器本身的發展,以及與它有關的多種投射或運載工具的發展與應用,特別是通過上千次核試驗所積累的知識,人們對其特有的殺傷破壞作用已有較深的認識,并探討實戰應用的可能方式。美、蘇兩國都制訂并多次修改了強調核武器重要作用的種種戰略。

  有矛必有盾。在不斷改進和提高進攻性戰略核武器性能的同時,美、蘇兩國也一直在尋求能有效地防御核襲擊的手段和技術。除提高核武器系統的抗核加固能力,采取廣泛構筑地下室掩體和民防工程等以減少損失的措施外,對于更有效的偵察、跟蹤、識別、攔截對方核導彈的防御技術開發研究工作也從未停止過。60年代,美、蘇兩國曾部署以核反核的反導彈系統。1972年 5月,美、蘇兩國簽訂了《限制反彈道導彈系統條約》。不久,美國停止“衛兵”反導彈系統的部署。1984年初,美國宣稱已制訂了一項包括核激發定向能武器、高能激光、中性粒子束、非核攔截彈、電磁炮等多層攔截手段的“戰略防御倡議”。盡管對這種防御系統的有效性還存在著爭議,但是可以肯定,美、蘇對核優勢的爭奪仍會持續下去。

  由于核武器具有巨大的破壞力和獨特的作用,與其說它可能會改變未來全球性戰爭的進程,不如說它對現實國際政治斗爭已經和正在不斷地產生影響。70年代末,美國宣布研制成功中子彈,它最適于戰場使用,理應屬于戰術核武器范疇,但卻受到幾乎是世界范圍的強烈反對。從這一事例也可以看出,核武器所涉及的斗爭的復雜性。

  中國政府在爆炸第一顆原子彈時即發表聲明:中國發展核武器,并不是由于相信核武器的萬能,要使用核武器。恰恰相反,中國發展核武器,是被迫而為的,是為了防御,為了打破核大國的核壟斷、核訛詐,為了防止核戰爭,消滅核武器。此后,中國政府又多次鄭重宣布:在任何時候、任何情況下,中國都不會首先使用核武器,并就如何防止核戰爭問題一再提出了建議。中國的這些主張已逐漸得到越來越多的國家和人民的贊同和支持。
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