原子弹与《绝对武器》

《绝对武器》开创了一个新的理论流派，战争从主要为互相毁灭到相互威慑的理论，原子弹的链式反应是一个正反馈的过程，能够爆发出前所未有的摧毁力。伯纳德·布罗迪说：“原子弹是一种‘绝对武器’，它不仅具有史无前例的巨大摧毁力，而且对传统作战方式和国防政策产生了极大的影响。由于核武器威力巨大，难以防御，一旦各国开始核战争，那么战争会毁灭整个人类文明甚至毁灭整个世界。”爱因斯坦说：“我不知道第三次世界大战用什么武器，但是第四次世界大战人们将只会用木棒和石头。”二战以来世界的相对和平，没有发生大规模的战争与大国之间的相互制衡有很大关系。

《绝对武器》主要阐述了相互威慑理论的原则。后来，这一理论曾一度被作为美国的核战略原则。该书认为，核武器是一种无法防御的绝对武器，它的出现，将使战争从人类世界上完全消失，或至少必须消失。该书还认为，在核攻击面前，不存在任何防御手段，侵略者和被侵略者必将在核报复打击下同归于尽。

大国之间的相互制衡是当代世界大国的主要军事战略，核武器的出现使得世界大战不存在任何赢家，只有毁灭。相互制衡与系统思考中的负反馈是相同的，它能保持整个系统的稳定和平衡，为世界的发展和人类的进步提供一个良好的环境。

《原子武器》一章中主要论述了以下几点内容：

（一）原子弹具有前所未有的摧毁力。

原子弹的原理是基于爱因斯坦的质能方程，通过质量亏损来释放巨大能量，所以具有前所未有的摧毁力。

（二）原子弹无法防御。

原子弹由于摧毁力巨大而导致无法防御。一颗原子弹就能毁灭一座城市，不像常规轰炸那样，积累都是以数量取胜的，原子弹威力太大，而所要进攻的目标相对原子弹来说由太小，从而导致其无法防御。

（三）原子弹推动了运载工具的发展。

原子弹是进攻型武器，需要在敌人的区域爆炸，那么就需要运载工具将其投运到敌人上空并引爆，为了防止敌人拦截，就要发展更好的运载工具。

（四）力量占优的空军仍无法保证安全。

《制空权》中，杜黑认为掌握了制空权就是胜利，但是原子弹的出现改变了这种状况。在原子弹出现之前，掌握了制空权就能轰炸敌人部队和后方，而保证自己不被轰炸。掌握制空权是一个相对概念，即在空中占有较大优势，但是不可能完全保证自己不被轰炸，而敌人对自己较少的常规轰炸并不能对产生重要成果。但是原子弹出现之后，一颗原子弹的轰炸就可能改变整个战争的结局，因为原子弹的威力太大了。

（五）原子弹数量上的优势并不能保证战略上的优势。

在原子弹出现之前，胜利会属于力量较大的一方。《战争论》提出了2倍兵力足以打败敌人的著名论断。但是原子弹的出现改变了数量取胜的规则，因为武器发生了质变。如果敌对双方使用10枚原子弹就可以完全摧毁对方，那么拥有枚原子弹的一方会比拥有枚原子弹一方的更容易获胜吗？答案是否定的。因为如果摧毁敌人是目标，那么双方拥有的力量远远大于目标所需，也就是说目标有上限，产生的成果不是随着力量的投入而一直增加的。投下10枚原子弹已经完全摧毁对方，再投入10枚并没有增加成果，对一个死人再开机枪，不会让他再死一次。

（六）不能过高估计原子弹用于秘密破坏活动的可能性。

原子弹具有巨大威力，破坏性极大，不要低估敌人秘密破坏活动的可能。原子弹比较复杂，所以不要高估敌人秘密破坏活动的可能。低估和高估都会脱离实际，从而产生决策失误。

（七）世界上可用于制造原子弹的研制成功材料蕴藏量十分丰富。

制造原子弹的原料丰富，那么一国就很难垄断。

（八）其他国家也会拥有制造原子弹的能力。

因为原子弹威力巨大，拥有原子弹就能威慑敌国，甚至是小国也可以威慑大国，这就给了各国研发原子弹的充分动力，所以美国很难一家垄断原子弹，其他国家未来也会具备生产原子弹的能力。

保证核威慑成功的不是用原子弹实施突然袭击的能力，而是遭受原子弹袭击后仍然能作出有效原子弹反击的能力，即后来所说的“第二次打击”能力。

原子弹的链式反应

当一个中子引铀核裂变时，同时放出2个～3个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。这种链式反应可以使用系统思考的正反馈模型进行表述（如图1所示）。

图1原子弹的正反馈效应

一个中子轰击了一个铀核，产生了Kr，Ba（也可能产生其他类似物质），2个中子以及MeV的能量。

如果产生的中子继续轰击了2个铀核，就又产生的产生了Kr，Ba，4个中子以及MeV的能量，通过轰击铀核，中子不断产生，进而引起核裂变的链式反应，释放出巨大的能量。这就是原子弹爆炸的原理（如图2所示）。

图2链式反应

铀核链式反应的必要条件是裂变产生的中子数大于入射中子数，这叫做中子数增殖。如果中子数太少，就不足以维持链式反应。通过增加中子数量可以加强链式反应（如图3所示）。

图3原子弹爆炸

通过核裂变计算出反应前后的质量亏损Δm，就可以通过质能方程ΔE=Δmc2计算出核裂变释放的能量ΔE，1kg铀如果全部裂变，可以释放8.2×焦耳的能量，相当于吨优质煤的能量。

链式反应的条件是铀块的质量大于临界质量。

原子弹的原理就是让几块小于临界质量的铀块聚到一起，从而达到临界质量而引起链式反应，即原子弹爆炸。

在枪式原子弹结构中，铀弹和铀靶的质量都小于临界质量，使用常规炸药将铀弹射出，铀弹经过枪管而射入铀靶，从而超过链式反应的临界质量，引起原子弹爆炸。由于宇宙射线中就有中子，只要有1个中子击中了铀核，就会引起链式反应（如图4所示）。

图4原子弹结构

年8月，美国投到日本广岛的那颗代号“小男孩”的原子弹采用的就是枪式结构，弹重约4公斤，直径约71厘米，长约厘米。核装药为铀，爆炸威力约为吨梯恩梯当量（如图5所示）。

图5轰炸广岛的小男孩

当时广岛人口为34万多人，接近于爆炸中心米内的人大部分死亡，当日死者超过7万人，负伤和失踪5.1万余人，广岛全市7.6万幢建筑物全毁4.8万幢，严重毁坏的有2.2万幢。由于放射性沾染等原因，至年，因广岛原子弹爆炸而死亡的人数上升到约20万人（如图6所示）。

图6原子弹轰炸后的广岛

如果两块临界质量的铀块用手放到一起会核爆吗？答案是：会。

第二次世界大战期间，世界人民处在水深火热之中。面对日本和德国两个疯狂的法西斯，各国都想研制出更新的武器系统来对付和消灭他们。加拿大科学家也不例外。数百名科学家在实验室里，全神贯注地协助着著名核科学家斯洛达博士进行原子弹引爆临界试验工作。斯罗达在轨道上研究两块浓缩铀对合的临界质量。就在这时，一场意外事故发生了，拨动铀块的一把螺丝刀突然滑落，两块铀在轨道上同时滑动，就在即将滑到一起的关键时刻，斯罗达奋不顾身地用双手把将要滑到一起的铀块隔开了。这铀块就是原子弹的装料，只要合在一起，瞬间就会超过临界状态而发生裂变爆炸。斯罗达将铀块用手分开，避免了一场极其可怕的核爆炸，不但实验室的精密仪器设备安然无恙，而且使他的助手和同事们都得救了。

然而铀是一种放射性的物质，斯罗达这位优秀的科学家，为了避免这场核爆炸的灾难，受到了高剂量的致命核辐射，出事之后的第九天，就离开了人世。加拿大政府和人民，为了表彰这位杰出的科学家对人类作出的贡献，把他誉为“用双手分开原子弹的人”。

对于原子弹的原理，对于现代人来说已经非常简单了，那么为什么那么多国家还制造不出原子弹呢？除了政治和经济等因素外，最核心的因素是提纯铀的技术，制造和引爆都是非常简单的事情。甚至可以说，有了高浓度的铀，就相当于有了原子弹。

爱因斯坦的质能方程打开了原子能利用的潘多拉魔盒，质量亏损可以产生高能量，这种能量可以用来生产原子弹，从而产生暴力；也可以用于生产核电，产生财富。未来学家托夫勒说，人类的终极力量有三种，分别是暴力、财富和知识，三种力量可以相互转化。爱因斯坦的质能方程是知识，而原子弹是暴力，核电是财富，知识既可以转化为暴力，也可以转化为财富，这取决于人类如何利用它。

随着知识和技术的进步，提纯技术可能会越来越容易，或者找到了浓度更高的铀矿，或者找到了其他更具能力的放射性物质，那么未来该如何有效避免核战争呢？

核反应堆原理

核裂变不仅能制造原子弹，也能用来发电而造福人类。由于链式反应中，中子数量决定了链式反应的速度，所以通过控制中子的数量就能控制链式的反应速度，核反应堆就是采用这个原理。核反应堆主要有4部分组成，包括铀棒、铬棒、减速剂和防护层（如图7所示）。

图7核反应堆结构

第一部分是燃料棒，即铀棒，这是反应物。插入的铀棒越多，中子轰击到铀核的可能性越大，则反应越快。第二部分是控制棒，即铬棒，铬棒具有吸收中子的作用，插入的铬棒越多，吸收的中子就越多，链式反应就越慢。第三部分是减速剂，由于核裂变产生的中子速度快，能量大，铀核很难捕捉到这个快中子，需要使用减速剂来降低快中子的速度和能量，从而利于链式反应。减速剂可以是石墨、重水和轻水等。第四部分是水泥防护层，用来阻挡链式反应产生的各种射线，用来保护工作人员（如图8所示）。

图8核电站原理

反应堆产生的热能可以加热水而产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机进行发电，而从达到利用核能发电的目的。

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