在环境污染中,有些污染物质用眼睛可以看见,有些污染物质却难以用肉眼察觉到,甚至五官都感觉不到,只有专门的仪器才能探测到,核污染就是其中一种,人们称之为看不见的恶魔。
核污染主要来自核武器爆炸和核电站的核泄漏。普通炸弹爆炸时,也有很耀眼的火光。但是,由于爆炸释放的能量十分有限,所形成的灼热气体的体积很小,在爆心附近的温度也只有四五千摄氏度,发光时间不过千分之几秒,因而,光辐射这个因素是无足轻重的,它的杀伤破坏作用可以不加考虑。但是,核爆炸时,情况就大不一样了。核爆炸的能量大,温度高,火球的体积很大,最大直径有几百米,发光的时间可以持续几秒钟之久。因此,光辐射是核爆炸的基本杀伤破坏因素之一。一般说来,它大约占爆炸释放总能量的35%,它的作用仅次于冲击波。空中爆炸时,特别是在晴天的情况下,光辐射的杀伤破坏范围最大。
当核武器在空中爆炸时,弹体中的高能粒子所产生的电磁辐射,几乎都属于“软X射线”范围,它们能够被几厘米厚的空气层完全吸收,使得周围空气的温度很快地上升到几十万摄氏度。因此,在核爆炸的反应区内,除了爆炸气体以外,还有炽热的空气。结果,在反应区内形成了一个高温高压的炽热气团——火球,并且向周围发射光辐射。就整个过程来说,火球所发射的光辐射,包括X射线、紫外线、可见光和红外线几部分。
核爆炸光辐射能量虽然比起普通炸弹要大几千倍,但释放时间不长,它随着爆炸当量的减少而显著减小。例如,当量是100万吨的空中爆炸,光辐射能量的释放时间是12。6秒;当量是10万吨时,只有4。7秒;当量是1万吨时,还不到2秒钟。即使对于大当量的核爆炸来说,火球的整个发光时间,大约10秒左右,但光辐射的大部分能量,基本上都是在前3秒里释放出来的。
核爆炸光辐射的杀伤破坏作用,通常用光冲量这一物理量来衡量。所谓光冲量,是指火球在整个发光时间内,照射到一平方厘米面积上的光辐射能量,这个面积垂直于光辐射的传播方向。它的单位是卡/平方厘米。
那么,光冲量的大小又与什么有关呢?总的来说,它与爆炸当量、爆高、距爆心(或爆心投影点)的距离和大气能见度有密切的关系。通常光冲量与爆炸当量几乎成正比关系。也就是说,当量增加几倍,光冲量也接近于增加几倍。
越靠近地面,空气中所含有的各种气体分子、水蒸气和尘埃越多,空气的密度越大,光辐射被它们削弱得也越严重。所以,光冲量是随着爆高的增减而增减的。目标距离爆心越远,照射到每平方厘米面积上的光辐射能量越少,光冲量也就随着距离的增大而显著减小。
光辐射在传播过程中,还会受到各种不同环境因素的影响,从而使光冲量的大小发生一定的变化。例如,在高地的背面,或者在横向的壕沟、峡谷之中,由于光辐射被部分地或全部地遮蔽,光冲量会显著减小,甚至可能接近于零,但是,由于地面的反射作用,照射到目标上的光辐射将会得到不同程度的增强。
地面复盖物不同,对光辐射的反射作用也是不同的。例如,由森林、草坪以及农作物所复盖的地面,它们的反射作用一般都偏低;沙漠地带的反射作用偏高;而冰雪复盖的地面,反射作用最大。
再就是云层的影响。当核武器在云层上方或云层之中爆炸时,由于云层的反射作用,削弱了光辐射,因此,地面目标的光冲量将会减小;当在云层下方爆炸时,光冲量将会增大。同时,还可能使隐蔽在堑壕、高地背面的人员遭到反射的光辐射的杀伤作用。
受到核爆炸光辐射照射的各类目标,它的表面要吸收、反射和散射一部分光辐射。目标的表面温度立即升高。如果沉积的光辐射能量还有剩余,将会一步一步地逐层加热表面以下的深处,使各深层的温度也有不同程度的升高。当着升高的温度达到或者超过目标物质的熔点或燃点时,就会引起熔化、燃烧或者焦化。结果,使目标遭到破坏。
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