核武器一般是指由核战斗部及其承载壳体组成的武器，俗称核弹。如果将投掷发射系统和指挥控制系统等使核武器构成作战能力的各部分都包括在内，则称为核武器系统。核战斗部的主体是核爆炸装置，简称核装置。核装置由核部件、炸药部件、火工品、核点火部件（中子源）和其他结构件组装而成，并与引爆控制系统等一起组成核战斗部（有时还包括制导、突防等装置），装入承载壳体，即构成核弹。核武器投掷发射系统由运载工具、投射装置及各种辅助设备等组成（见^②核武器投掷发射系统）。

　　核武器的原理

　　主要利用铀-235（U）或钚-239（Pu）等重原子核的链式裂变反应原理制成的核武器，叫做裂变武器，通常称原子弹。原子弹利用炸药使处于次临界状态的裂变装料瞬间达到超临界状态，并适时由中子源提供若干中子触发链式反应（见临界质量）。可以通过两种方法来达到超临界状态：一种是“枪法”，用这种方法制成的原子弹称枪法原子弹即压拢型原子弹；另一种是“内爆法”，用这种方法制成的原子弹称内爆法原子弹即压紧型原子弹。主要利用重氢（²H，氘）、超重氢（³H，氚）等轻原子核的热核聚变反应原理制成的武器，叫做热核武器或聚变武器，通常称氢弹。轻原子核发生自持热核反应的先决条件是高温、高密度，这个条件目前只能由原子弹爆炸来创造。　　

    因而，氢弹包含有“初级”与“次级”两部分。用来为自持热核反应创造条件的、专门设计的起爆核装置，称为“初级”。发生热核聚变反应放出能量和中子并诱发重核裂变反应放出更多能量的氢弹主体部分，称为“次级”。高威力氢弹爆炸时释放的能量，主要来源于次级。由于热核装料无临界质量的限制，热核武器的威力理论上可以设计得很大。现有各种类型的核武器（原子弹、氢弹、中子弹）就其设计原理来说，都是以裂变和聚变反应为基础的。有时这两种核反应还互相交错运用（如助爆型原子弹），但仍可归属到裂变武器和聚变武器这两类核武器范畴中去。中子弹实际上也是一种小型氢弹。它是以氘氚

　　聚变反应释放的高能中子作为主要杀伤因素，通过设计使核辐射所占份额大为增强，而冲击波与光辐射所占份额相对减弱的特殊性能核武器，因而又称其为增强辐射武器。

　　核反应与化学反应不同。化学反应只是各个原子之间的组合状态起了变化，如煤、石油等矿物燃料燃烧时释放的能量，来自碳、氢、氧的化合反应。一般炸药如梯恩梯（TNT）爆炸时释放的化学能量，主要来自化合物的分解反应。在这些化学反应里，碳、氢、氧、氮等原子核都没有变化，只是各个原子之间的组合状态起了变化。而核反应是原子核发生某种变化的过程，参与核裂变或核聚变反应的原子核都转变成其他原子核。因此，虽然人们习惯上称这类武器为原子武器，但由于能量释放实质上来自原子核的反应与转变，所以称核武器更为确切。也有把原子核的自持核反应称为核燃烧，但这种燃烧与化学燃烧有本质上的差异。

　　核武器爆炸时释放的能量，比只装炸药的常规武器要大得多。例如，1 000克梯恩梯炸药爆炸放出的能量为4.19兆焦；1 000克铀全部裂变释放的能量约81.9太焦，相当于近2万吨梯恩梯炸药的威力；1000克氘完全聚变释放的能量约为239太焦，相当于约6万吨梯恩梯炸药的威力。核武器释放的总能量通常用爆炸释放相同能量的梯恩梯炸药量来表示，称梯恩梯当量。现有各种核武器的威力，小的仅1 000吨梯恩梯当量，甚至更低；大的达1 000万吨梯恩梯当量，甚至更高。

　　核武器分类

　　随着核武器技术的发展，核武器种类日益增多，从不同角度出发，核武器的分类有以下几种:①按核装置原理结构划分，可分为原子弹、氢弹和特殊性能核弹。后者包括中子弹、减少剩余放射性弹等。通常称原子弹为第一代核武器，氢弹和中子弹、减少剩余放射性弹为第二代核武器。②按投掷发射系统划分，分为核导弹、核炸弹、核炮弹、核深水炸弹、核鱼雷、核地雷等。③按作战使用划分，分为两大类：一类是用于袭击对方战略目标和防御己方战略要地的战略核武器；另一类是用于支援陆、海、空战场作战打击对方战术目标的战术核武器。苏联还划分有“战役战术核武器”。这种分类方法，与地理条件、社会政治因素有关，没有十分严格的标准。美国官方还使用过“战区核武器”、“非战略核武器”的概念，并把中远程、中程核导弹也划进这一类。④按威力大小划分，可分为高威力核武器（百万吨梯恩梯当量级）、中等威力核武器（数十万吨梯恩梯当量级）和低威力核武器（万吨梯恩梯当量级以下），但其界线也不是很严格的。核爆炸对面目标的破坏效果，同威力大小不是简单的比例关系。对大多数以冲击波为主要杀伤破坏因素的核武器来说，通常是以高于一定的冲击波超压的效应面积，来度量其破坏能力的，即取核武器威力与百万吨梯恩梯当量的比值的2/3次方为其“等效百万吨数”，来度量其破坏能力；也有按目标特性、分布和核攻击的规模大小等不同情况，选用小于2/3其他方次来度量其破坏能力。至于对点（硬）目标的破坏能力，则还要考虑核武器命中精度所起的重要作用。

　　核爆炸方式和杀伤破坏效应

　　核武器在不同介质中和不同高度（或深度）处爆炸时，外观景象和杀伤破坏效应差别很大。因此，核爆炸方式的选择要根据作战任务，目标性质和地形、气象条件等因素确定。核爆炸方式通常分为空中、地面、地（水）下和高空核爆炸等。空中核爆炸是指爆心在海平面以上不足30千米，且火球不接触地面的核爆炸，可杀伤暴露的和隐蔽在野战工事内的有生力量，摧毁地面和浅地下目标，对地面放射性沾染较轻。地面核爆炸是指火球与地面接触的核爆炸，可杀伤工事内的人员和摧毁地面坚固的或浅地下较坚固的目标，在爆区和云迹区可造成严重的地面放射性沾染。水下核爆炸是指在水面下一定深度的核爆炸，所产生的强基浪和水柱，可以破坏舰船、港口等重要目标，巨浪中含有大量的放射性物质，会严重污染部分水域。地下核爆炸是指地面下一定深度的核爆炸，可摧毁地下离爆心近处坚固的重要工程设施，如地下指挥中心、导弹发射井等，也可堵塞重要关卡、隘路。高空核爆炸是指爆心高于海平面30千米以上的核爆炸，可摧毁一定空域内的卫星、导弹，破坏指挥控制通信系统。

　　核武器在地面以上爆炸时，主要产生5种杀伤破坏效应：冲击波，光辐射，早期核辐射，放射性沾染和核电磁脉冲效应。由于核爆炸不仅释放出巨大的能量，而且核反应过程非常迅速，在微秒级的时间内即可完成，因而在爆点周围不大的范围内形成极高的温度和压力，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光热辐射。核反应还产生各种射线和放射性物质碎片。向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。冲击波对目标的破坏效应，主要是超压和动压所引起的直接破坏及间接破坏效应。威力在万吨梯恩梯当量以上的空中和地面核爆炸，冲击波是在较大范围内起杀伤破坏作用的主要因素；光辐射是造成杀伤破坏的重要因素，对人员的伤害主要是烧伤和“闪光致盲”，对建筑结构和其他物体的作用主要是热效应，所引起的火灾可造成大范围的破坏。早期核辐射包括核爆炸产生的瞬发中子和瞬发g射线、短寿命裂变碎片放出的缓发中子和缓发g射线，以及空气中的氮俘获中子产生的g射线等，这些射线会对生物体、电子器件和其他物体造成损伤。

　　早期核辐射的强度由于空气的吸收，随距离的增加衰减很快。因此，即使千万吨梯恩梯当量级的大气层核爆炸，早期核辐射杀伤破坏半径也只有数千米。放射性沾染是核反应产生的放射性裂变产物与核辐射激活的感生放射性物质所造成的沾染。它们具有g、b和a放射性，半衰期由数秒至数万年不等。放射性沾染的主要损伤对象是人和其他生物。核电磁脉冲时间宽度很窄，频谱很宽，强度可达到比普通无线电波高百万倍，其主要破坏对象是电子、电气设备和指挥控制通信系统等。核爆炸威力相同时，核电磁脉冲的强度随爆高不同差别很大，其中以高空核爆炸产生的核电磁脉冲效应最强，作用的范围最广，可达离爆心数千千米远的目标（见核武器杀伤破坏效应）。

　　水面及水面以上核爆炸效应，主要是冲击波引起的巨浪的破坏效应，放射性沾染主要集中于回落的海水内，将严重污染港湾。

　　研制和试验

　　除了铀-235、钚-239、氘、氚及其化合物等核材料的生产外，核装置本身的研制，必须与整个核武器的研制程序协调一致。研制过程大致如下：从概念研究阶段开始，经过关键技术课题和部件的预先研究或可行性研究，形成包括威力、重量、尺寸、构形、核材料部件、核试验要求、研制工期、经费等内容的几种设想方案；再经过论证比较和评价，确定战术技术指标，选定研制方案；然后进行型号研究设计、各种模拟试验和环境适应性研究试验，工艺试验与试制，通过核试验和各种环境模拟试验（包括飞行试验）检验设计的合理性，最后达到设计定型、工艺定型与批准生产。进行这些工作，要有专门的科技队伍，并建有必要的试验场所，包括核试验场。武器交付部队后，研制和生产部门还要提供维修、更换部件等服务工作，按反馈的信息进行必要的改进，并负责武器退役处理或更新（见核武器库存核试验、核武器安全核试验）。

　　要做好核装置的物理设计，必须深入了解核装置的反应过程，弄清其必须具备的条件与各种物理参数，掌握其中多种因素的内在联系与变化规律。为此，要进行原子核物理、中子物理、辐射物理、等离子体物理、高温高压凝聚态物理、超音速流体力学、爆轰学、计算数学和材料科学等多学科的一系列科学技术问题的研究，而核装置的研制实践反过来又会带动和促进这些学科的发展。在全部研制过程中，以下环节起着重要作用。一是要用快速、大容量电子计算机进行各种物理过程的理论研究的仿真计算，尽可能从多种设想或设计方案中找出最优方案，以节省研制费用与减少核试验次数。二是要按照设计方案或指标要求，反复进行多方面的模拟试验，包括炸药爆轰实验，材料与强度试验，环境条件试验，控制、点火与安全试验等。这些都是为达到武器高度可靠和安全所必不可少的。三是要进行必要的核试验。无论是电子计算机上的大量计算，还是相应的模拟试验，总不能做到百分之百地符合武器方案的真实情况。特别是氢弹聚变反应所必需的大范围（核材料为千克级）、高温、高压、高能量密度条件，现在还只能由裂变反应来提供。

　　利用激光或粒子束的惯性约束技术来创造这种模拟试验条件，到20世纪90年代初仍只能在极微小范围（核材料为毫克级）进行（见核爆炸物理模拟）。因此，能否达到设计要求，还必须通过核装置本身的爆炸试验进行检验。当然，核试验所起的作用并不限于此（见核试验）。对核武器效能的认识与掌握，有赖于对核爆炸能量释放和辐射传播过程及其与周围介质环境相互作用等有深入的了解。因此，通过核试验的实践检验，取得可靠的参数和规律性的知识也是必要的。在地下坑道或竖井内进行封闭式的核爆炸试验，不仅可以基本上避免大气中放射性沉降和环境污染，有利于在技术上保密，还可以通过放射化学方法和靠近核装置的物理诊断测量方法，测定各种物理过程和反应阶段的特征参数，以验证和改进武器设计。因此，由大气层核试验转入地下核试验，是核武器发展的必经之路。正是由于这一情况，1963年8月5日美国、英国和苏联签订了《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》，来束缚其他国家研制和发展核武器，而由于他们自身发展核武器的需要，却不禁止进行地下核试验。1974年，美国、苏联又签订了一项仍然适合他们需要的限制地下核试验（规定试验威力上限值）的条约。

　　简 史

　　核武器的出现，是20世纪40年代前后科学技术重大发展的结果。1938年，德国化学家O.哈恩和F.斯特拉斯曼发现了铀原子核裂变现象，1939年初发表了论文。几个星期内，许多国家的科学家验证了这一发现，并进一步提出有可能创造使这种裂变反应自持进行的条件，从而开辟了利用核能这一新能源为人类创造财富的广阔前景。但是，同历史上许多科学技术新发现一样，核能开发也被首先用于军事目的，即制造威力巨大的原子弹。

　　1939年9月初，丹麦物理学家N.玻尔和他的合作者J.惠勒从理论上阐述了核裂变反应过程，并指出能引起这一反应的最好元素是铀的同位素铀-235。正当这一有指导意义的研究成果发表时，英、法两国向德国宣战。英国曾制定过这一领域的研究计划，但由于战争影响，人力物力短缺，后来也只能与美国合作，派出以J.查德威克为首的科学家小组，赴美国参加由J.R.奥本海默领导的原子弹研制工作。

　　在美国，从欧洲迁来的匈牙利物理学家Ｌ.西拉德首先指出，一旦德国掌握原子弹技术，可能带来严重后果。经他和另几位从欧洲移居美国的科学家推动，1939年8月，A.爱因斯坦写信给美国总统F.罗斯福，建议研制原子弹，从而引起美国政府的注意。但美国政府开始只拨给6 000美元研制经费，直到1941年12月日本袭击珍珠港后，才扩大研制规模。1942年8月13日建立的“曼哈顿工程区”（Manhattan Engineering District），直接动用的人力约60万人，投资20多亿美元。到第二次世界大战即将结束时，美国制成3颗原子弹，成为世界上第一个拥有原子弹的国家。制造原子弹，既要解决武器研制中的一系列科学技术问题，还要用同位素分离等方法生产出必需的核材料铀-235、钚-239。当时，美国经过多种途径探索研究与比较后，采取了电磁分离、气体扩散和热扩散3种方法生产武器级高浓铀。供一颗“枪法”原子弹用的几十千克高浓铀，是靠电磁分离法生产的。建设电磁分离工厂的费用约3亿美元（励磁线圈是用从国库借来的白银制造的，其价值尚未计入）。供两颗“内爆法”原子弹用的几十千克钚-239，是用3座石墨慢化、水冷却型天然铀反应堆及与之配套的化学分离工厂生产的。以上事例可以说明当时美国研制原子弹的工程规模。由于美国的工业技术设施和建设未受到战争的直接破坏，又掌握了必需的资源，集中了一批国内外的科技人才，使它能较快地实现原子弹研制计划。

　　德国的科学技术，当时本处于领先地位。1942年以前，德国在核技术领域的水平与美、英两国大致相当，但后来因忙于战争，在技术上就落伍了。例如，美国的第一座试验性石墨反应堆，在美籍意大利物理学家Ｅ.费米领导下，1942年12月建成并达到临界，即反应堆能稳定地维持自持链式反应；而德国采用重水作慢化剂的热中子反应堆生产钚-239，直到1945年初，才建成一座小型的次临界反应堆（指链式反应不能自持，逐渐收敛）。为生产高浓铀，德国曾着重于高速离心机的研制，由于空袭和电力、物资缺乏等原因，进展很缓慢。A.希特勒迫害科学家，以及有的科学家持不合作态度，也是这方面工作进展不快的另一原因。更主要的是，德国法西斯头目过分自信，认为战争可以很快结束，不需要花气力去研制尚无必成把握的原子弹，因而最初几年一直不给予有力支持。后来想加强核技术的研究，但因战争破坏而困难重重，研制工作只能以失败告终。1945年5月德国投降后，美国有不少知道“曼哈顿工程区”内幕的人士，包括以J.弗兰克为首的一大批从事这一工作的科学家，反对用原子弹轰炸日本城市。当时，日本侵略军受到中国人民长期抗战的有力打击，实力大大削弱。美、英两国在太平洋地区的进攻和海上封锁，又几乎摧毁了全部日本海军，使日本国内的物资供应极为匮乏。在日本失败已成定局的情况下，美国从战后称霸全球的意图出发，不顾1945年2月在雅尔塔会议上斯大林所作出的德国投降后3个月出兵远东的保证，仍然决定抢时间完成其原子弹研制计划，于7月16日进行了首次原子弹试验，并于8月6日、9日先后在日本的广岛和长崎，投下了仅留的2颗原子弹。1950年1月，美国总统杜鲁门下令加速研制氢弹。1952年11月1日，美国进行了以液态氘为热核燃料的氢弹原理地面试验，但该实验装置非常笨重，不能用作武器。1954年2月继苏联之后进行了氢弹空中爆炸试验。

　　苏联在1941年6月遭受德军入侵前，为研制原子弹也进行过一定的工作。铀原子核的自发裂变，是在这一时期内由苏联物理学家赫廖罗夫和佩特扎克发现的。卫国战争爆发后，这方面的工作被迫暂时中断，到1943年初才在库尔恰托夫的领导下逐渐恢复，并在战后加速进行。1949年8月，苏联进行了原子弹试验，打破了美国的核垄断地位。1955年11月22日，苏联进行了以固态氘化锂-6为热核燃料的氢弹试验，使氢弹的实用成为可能。

　　英国1952年10月3日在澳大利亚蒙特贝洛岛进行了首次原子弹试验，1956年进行了飞机空投核弹试验，1957年5月15日在太平洋圣诞岛实施了首次热核爆炸。

　　法国1960年2月13日首次进行了原子弹试验后，立即发展了实战用的核炸弹。1968年8月24日爆炸第一颗氢弹，随后进行了一系列改进核武器实战能力的研究工作。

　　中子弹的研究工作始于50年代末。1962年美国开始试验中子弹，1963年取得了很大进展。但因为在要不要生产和装备中子弹问题上，美国国内争论不休，直到1977年，国会才批准生产中子弹的拨款申请。后因西欧盟国顾虑重重，加之苏联施加压力，1978年4月，美国不得不推迟生产，只生产中子弹的主要部件。约在1981年8月，美国才开始生产和储备“长矛”导弹的中子弹头和203毫米榴弹炮的中子炮弹。法国和苏联也先后进行了中子弹试验。

　　中国于50年代初创建核工业。1950年5月，成立了从事核科学研究的近代物理研究所，在吴有训、钱三强领导下，汇集了一批造诣较深的科学家，其中有赵忠尧、何泽慧、王淦昌、彭桓武等，到1957年已有各学科带头人20余名。1954年，通过铀矿普查，探明中国有丰富的铀矿资源，可为核工业提供基本原料。1957年10月，中国和苏联签订了关于国防新技术的协定，苏联同意在核技术方面给予中国援助。1958年，中国开始研制核武器的准备工作，但1959年6月，苏联毁约停援，随后撤走了专家。于是中国决心依靠自己的力量研制原子弹，打破有核武器国家对中国的封锁和对核武器的垄断。1960年初，从全国各有关部门调集上百名高、中级科学研究和工程技术人员参加核武器研制工作，开始探索原子弹的科学规律。在对“枪法”和“内爆法”进行分析比较后，以“596”作为代号（596指苏联毁约停援的年月）的第一颗原子弹的设计，确定采用较先进的“内爆法”，并以核炸弹为目标，多方面开展研制工作。1962年，又增调科技骨干120余名参加攻关。到1962年底，基本掌握了以高浓铀为主要核装料的“内爆法”原子弹的物理规律、设计方法及实现内爆的手段、相应的炸药工艺和核部件的成型工艺、特殊构件的加工和检测方法，完成了物理设计和爆轰物理、核弹飞行弹道、引爆控制系统台架3大关键试验。1962年12月初，中国共产党中央政治局批准了先进行一次原子弹装置的塔爆试验、再进行一次核炸弹空投爆炸试验的“两年规划”，并决定成立由周恩来任主任的中共中央15人专门委员会，以加强对原子能工业建设和原子武器研究、试验工作的领导。

　　

　　  图1  在发射平台对接核弹头                   图 2  中程导弹在夜间发射

　　

    在中共中央主席毛泽东“要大力协同做好这件工作”批示的指引下，经过全体人员的努力和全国各有关方面的密切配合，1964年10月16日，中国第一颗原子弹装置爆炸成功，威力为2.2万吨梯恩梯当量，各项指标都达到了预定的水平（见中国首次原子弹试验）。1965年5月14日，成功地进行了第一颗核炸弹空投爆炸试验，威力为3.5万吨梯恩梯当量。为了使核武器能有先进的投射工具湰澶辫触宸叉垚瀹氬眬鐨勬儏鍐典笅锛岀編鍥戒粠鎴樺悗绉伴湼鍏ㄧ悆鐨勬剰鍥惧嚭鍙戯紝涓嶉【1945骞