其一，中心溫度說 ? 經(jīng)常會(huì)聽到核彈溫度1億度，半徑多少公里內(nèi)全部汽化這樣的言論。 ? 那么核彈的溫度真的能夠達(dá)到1億度嗎？現(xiàn)役大當(dāng)量核彈頭爆炸時(shí)，聚變反應(yīng)核心區(qū)，根據(jù)理論計(jì)算確實(shí)能夠達(dá)到1億攝氏度。 ? 那么這個(gè)1億攝氏度的持續(xù)時(shí)間和范圍又是多少呢？下面經(jīng)過簡(jiǎn)單的計(jì)算，大致估算了一下。 ? 斯特番—波耳茲曼定律j*=εσΤ4 ? 假設(shè)一個(gè)表面積1平方米，溫度1億開爾文，黑體系數(shù)為1的球體，這個(gè)球體1秒中釋放的輻射能量，根據(jù)上面公式計(jì)算。 ? e = 1*5.67*10^-8*100000000^4*1*1 =5.67*10^24焦耳。 ? 而一個(gè)典型的1百萬噸當(dāng)量核彈，能量為4.184*10^15焦耳。 ? 也就是說，一個(gè)半徑0.282米，表面積1平方米的球體，以1億開爾文的溫度，維持1秒需要的能量，相當(dāng)于13.55億個(gè)百萬噸當(dāng)量的核彈頭。 ? 這樣看來，這個(gè)1億度的區(qū)域，顯然半徑小于0.282米，時(shí)間小于1秒。 ? 根據(jù)核彈設(shè)計(jì)原理可知，一枚1百萬噸當(dāng)量的核彈頭，大致由點(diǎn)火裝置，裂變裝置，聚變裝置，中子反射層等模塊組成。其中裂變裝置充當(dāng)扳機(jī)作用，通過裂變釋放的高能射線和高能粒子，產(chǎn)生高溫高壓，引起聚變反應(yīng)。 ? 通常裂變所需，鈾的臨界質(zhì)量為15公斤，原子數(shù)3.85*10^25個(gè)，而钚的臨界質(zhì)量為5公斤，原子數(shù)1.24*10^25個(gè)。 ? 環(huán)狀钚扳機(jī)直徑約11厘米，若加上聚變核心和中子反射層，假設(shè)核心反應(yīng)區(qū)為一個(gè)直徑15厘米的球型空間。 ? 當(dāng)點(diǎn)火裝置使裂變塊壓縮超過臨界質(zhì)量后，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)開始發(fā)生。一個(gè)鈾235每次裂變平均釋放2.5個(gè)中子，而一個(gè)钚239裂變會(huì)釋放3個(gè)中子。 ? 其中快中子動(dòng)能達(dá)到1兆電子伏特，速度14000km/s。若假設(shè)參與反應(yīng)的中子平均速度為10000km/s。 ? 根據(jù)臨界質(zhì)量原子數(shù)和中子增值系數(shù)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)完全反應(yīng)時(shí)間大約是中子穿過反應(yīng)區(qū)直徑時(shí)間的80倍，即0.15m /10000000m/s * 80 = 0.0000012s，約1.2微秒。其中大部分能量在0.1微秒內(nèi)釋放。 ? 總反應(yīng)時(shí)間還有聚變反應(yīng)時(shí)間和中子反射層反應(yīng)時(shí)間，這里將總反應(yīng)時(shí)間近似看作1微秒，其中0.9微秒至1微秒時(shí)，大部分能量參與釋放。 ? 然后將上面的數(shù)據(jù)帶入黑體輻射公式，可得 4.184*10^15焦耳/0.1微秒 = 1*5.67*10^-8*100000000^4*1*1*表面積s 球表面積S=0.00738平方米 球半徑R=0.0242米 ? 計(jì)算結(jié)果，1百萬噸當(dāng)量的核彈引爆時(shí)，大約可以在一個(gè)雞蛋大小的空間里，產(chǎn)生持續(xù)0.1微秒的1億度高溫。 ? 顯然這個(gè)溫度區(qū)域還在彈殼內(nèi)部，無法作為殺傷區(qū)域評(píng)估。 至于彈殼外部，核火球中心部位的溫度分布

依舊以1百萬噸當(dāng)量核彈為例。 ? 從時(shí)間軸來看，大致上在引爆的最初1微秒時(shí)間，亞原子粒子級(jí)的反應(yīng)產(chǎn)生了巨大能量。大量γ射線，x射線，高速中子，電子等高能粒子，將彈殼連同周圍的空氣一起加熱，瞬間等離子化。 ? 形成了一個(gè)半徑3米的高溫高壓等離子體，這個(gè)核爆初期火球溫度高達(dá)1000萬度以上，被稱為x射線火球。x射線火球向外發(fā)射以x射線為主的高溫輻射，同時(shí)彈體產(chǎn)生的等溫激波以100公里/秒以上的速度向外膨脹。 ? 之后數(shù)微秒，隨著不斷膨脹變大，x射線火球的溫度和膨脹速度也在不斷下降。