第二次世界大战结束时,两枚核弹投向日本,造成超过10万人死亡。这两枚炸弹的威力相当于2,000万吨TNT。
自1945年以来,全球进行了2,000多次核试验,威力最大的是“沙皇炸弹”,其威力相当于超过5,000万吨TNT。
以下是自1945年以来核武器的发展历程,以及大多数核武器的储存地点。
研发第一件原子武器只用了几年时间,从首次试验到将其用于战争则只隔了几周。75年后,人类仍在努力理解其后果。
1945年8月6日,美国在广岛投下原子弹,瞬间夷平这座日本城市,造成数万人死亡。
“小男孩”是这件武器的代号。它凝结了多年的研究成果:研究人员将物理学理论转化为一种机制,释放把原子结合在一起的能量。按现代标准来看,这只是一眨眼的工夫。它也只经过一次试验——这次事件意义重大,以至于该炸弹的首席科学家之一罗伯特·奥本海默说,它让他想起印度教经典中的话:“现在我成了死神,世界的毁灭者。”
其原理很简单:以足够高的速度将足量铀或钚聚集在一起,就能迅速形成“临界质量”,继而引发不受控制、几乎瞬间发生的中子链式反应,将原子核击碎。
每个原子损失的质量都会以惊人的转换率转化为能量。“小男孩”所含的64千克铀中,只有1.09千克转化成了能量。
据洛斯阿拉莫斯国家实验室的计算,这相当于引爆15,000吨(1,360万千克)TNT。
广岛约一平方英里范围被夷为平地,这是“小男孩”在约580米(1,900英尺)高空引爆后造成的毁灭性冲击。该区域几乎所有人都当场死亡。更远处,炸弹的热浪点燃了建筑物和人,致命辐射也随之扩散。
大火席卷全城。医生见到的急性放射病病例数量超过历史上任何时期。最终,死亡人数多达10万人,城中半数以上的建筑沦为废墟。
“小男孩”的诞生
美国将把核裂变——这一过程由德国科学家在20世纪30年代末发现——转化为武器的工作称为“曼哈顿计划”。据美国能源部介绍,该计划由美国陆军牵头,参与人员在规模最大时超过10万人,从科学家到建筑工人都有。科学家首先建造了一座可运行的核反应堆。地点:芝加哥大学橄榄球场看台下方。这座名为“芝加哥一号堆”的反应堆于1942年证明,受控裂变反应是可行的,这也是现代核电站的核心原理。
这项工作开启了竞赛:一方面要提炼出足量的铀同位素——铀-235,其结构使链式反应成为可能;另一方面还要获取钚。钚是另一种可裂变元素,由加利福尼亚大学的一个团队于1940年分离出来。与此同时,科学家们也在探索如何最好地形成爆炸所需的瞬时临界质量。
他们选定了两种方法:用类似“枪”的装置,将一小块铀射入一大块铀中;以及制造一个中空的钚球,再用炸药使其向内爆缩,形成临界质量。前者就是“小男孩”。后者是“胖子”,一种内爆式炸弹,于1945年8月9日摧毁长崎,造成多达75,000人死亡。
现代新型武器的研发不只需要几年,有时甚至要几十年。评估内爆式原子弹的“三位一体”试验于1945年7月16日进行,距芝加哥一号堆建成还不到两年。
不到一个月后,它便首次被用于战争。
核试验
第二次世界大战以来,没有国家用核武器攻击过其他国家。但至少有八个国家研制出了核武器。随着科学家构想新的设计——包括威力大得多的聚变武器,即所谓的“氢弹”——全球各地开始进行核试验。自奥本海默目睹“三位一体”试验的火球席卷新墨西哥州沙漠以来,已有2,000多枚核武器在试验中引爆。
内华达试验场
赛丹弹坑由1962年7月一次当量为104千吨的热核爆炸形成。弹坑位于内华达试验场的尤卡平原,宽390米(1,280英尺),深100米(328英尺)。
几十年来,许多核试验都在大气层中进行,也就是说,核武器在地面以上引爆,有时甚至在太空中引爆。另一些试验则在地下进行:核武器在地表深处的地下洞室中引爆,以控制爆炸并防止放射性沉降,同时由仪器测量新设计的效果。
核爆炸
世界上两个最大的核武器国家——美国和俄罗斯,自1992年以来没有进行过核武器试验。其他试图发展自身核武库的国家则在近年进行了试验。
“核技术只会变得越来越容易掌握,”开放核网络副主任梅利莎·汉纳姆说。“这已经不是什么新技术了。其他国家,甚至非国家行为者,都可能选择秘密开展核计划。”
处于爆炸前沿
核试验会对人类造成影响。即使一切按计划进行,早期的大气层核试验也会将放射性沉降物带入大气层,落在数百英里甚至更远的地方。
如果试验出现差错,后果可能是灾难性的。美国1954年的“城堡-布拉沃”试验原本旨在评估一枚当量为5兆吨的武器设计,相当于500万吨常规高爆炸药的威力。然而,该装置实际爆炸当量达到15兆吨,许多试验仪器被汽化,放射性沉降物也被抛入高层大气。数小时后,沉降物覆盖了一艘名为“第五福龙丸”的日本渔船。船上23名船员全部患上放射病,其中一人死亡。
核试验地点
自1945年以来,全球进行了2,000多次核爆炸试验。
数百名原住民被迫离开家园。他们的家园位于南太平洋环礁上及其周边,而美国的大部分大气层核试验都在那里进行。
铀矿开采、废弃物处理和核试验往往在原住民土地上进行,参与这些工作的人和当地居民都遭受健康、环境和经济方面的损害。
梅利莎·汉纳姆
汉纳姆说:“世界上几乎所有进行核武器试验的地方,原住民都受到不成比例的影响。”
核武库
广岛遭原子弹闪光点燃后的75年,世界各地的核武库中仍有数千枚核武器,随时可由飞机或导弹发射。军控协会估计,这类武器近14,000枚,其中美国和俄罗斯占绝大多数:美国有6,185枚,俄罗斯有6,490枚,但其中只有约三分之一能够立即用于战争。
《新削减战略武器条约》限制了这类“已部署”核武器的数量。俄罗斯和美国于2011年批准了该条约。冷战最激烈时期,核弹头总数是现在的数倍。
全球核弹头库存
自冷战结束以来,条约使核弹头数量有所减少。
其他拥有核武器的国家包括英国、中国、法国、印度、以色列和巴基斯坦。南非在20世纪80年代研制了核武器,但在该年代末决定拆除这些武器。1994年,国际原子能机构确认所有核武器均已销毁。
未来
2018年,俄罗斯宣布已研制出一种名为“波塞冬”的核动力水下自主航行器。俄罗斯官员称,该航行器能够悄无声息地携带一枚当量达数十兆吨的核弹头,抵达敌方城市近海的一处地点。
美国每年在核武器上花费近500亿美元。2020年,媒体报道称,特朗普政府正在考虑重启核试验的办法。
拥有核武器的邻国中国和印度之间的边境争端已升级为流血冲突,朝鲜则正在建造一艘核动力潜艇。
尽管如此,75年来没有发生过核攻击。
“我担心人们已经变得麻木,认为核毁灭只会出现在黑白照片里,”米德尔伯里国际研究学院东亚防扩散项目负责人杰弗里·刘易斯说。“我希望这一纪录还能延续几十年——但真正的问题是,核威慑能否永远奏效。我对此并不确定。这意味着,迟早有一天,我们的好运会用完。”


