今天再补充一下科学精神,唠一个之前没有讲过的东西——中子弹。中子本身不可怕,可怕的是速度快的中子,也就是所谓的快中子。表面上看,中子应该没有什么杀伤力,因为它非常微小,而且又是电中性的,不受电荷影响,所以哪怕是最致密的钢板,在中子眼里也和渔网差不多,可以轻松穿过。但问题就在于,有的时候快中子会撞击到原子核。
那么把以上两种情况对应到战场上,大概率就是这样的结果:中子流穿过人体时,轻核原子的原子核直接被干飞了,所以像是水、DNA、蛋白质,这些含氢物质的分子结构就会被破坏,这意味着什么?意味着死了。但是对于武器装备来讲,由于构成它们的,大多都是重原子核,所以短时间的中子照射并不会造成什么损坏。也就是说,一方面中子流可以穿过装甲、墙壁、土层,把里面的敌人无声无息地杀死,另一方面敌人都死了,但武装装备都完好无损,可以缴获即用。而且中子流不会破坏基础设施,这也可以减少政治压力。
中子弹爆炸
这么理想的武器是怎么造出来的呢?也不难,会做氢弹就一定会做中子弹。因为中子弹的前半截反应,和氢弹是差不多的,首先利用常规炸药,把裂变材料炸到一起,从而产生裂变反应,进而引发氘氚混合物发生聚变反应。但是后半截就有区别了,普通氢弹是用铀-238做外壳,当它被中子轰击时,就会发生额外裂变,进一步增加爆炸的威力。比如说大名鼎鼎的沙皇炸弹,原本设计当量是1亿吨,但是后来把铀壳改成了铅壳,当量就降到了5000万吨。当然也是因为使用了铀-238做外壳,所以氢弹爆炸就会产生严重的核污染。
而中子弹则是用铍做外壳,一方面,铍可以把部分中子反射回去,使得裂变反应更充分,产生更多的中子。另一方面,铍被中子轰击之后,会产生更多的中子,这就是所谓的中子增殖反应。还有一方面,中子轰击铍可以产生氚,继续增强氘氚聚变反应,释放更多的能量和中子。这种结构不仅可以产生更多的中子,而且弹体体积也会大大缩小。
美国W79中子弹
另外中子弹还有一个好处。氢弹之所以被禁止使用,无外乎两个原因,一是威力太大,而且还是无差别的攻击,二就是核污染,但是中子弹不一样。其实原子弹具有核污染的原因,归根结底就是裂变材料没有充分裂变,氢弹的核污染也不是源自氘氚聚变,氘氚聚变本身是没有核污染的,污染都来自于外壳的裂变材料。而中子弹可以释放大量的中子,使得裂变材料充分裂变,那是非常环保。另外中子弹的能量,大多以中子的形式释放,冲击波威力小,比如说一个千吨级的中子弹,冲击波范围也就几百米,如果是空中引爆,到达地面的冲击波,基本可以忽略不计。鉴于以上原因,和原子弹、氢弹不同,中子弹并没有被禁用。我国是在1999年宣布拥有中子弹,不过外界普遍认为,早在1988年咱就已经有了。
那么问题就来了,既然没有被禁用,为什么在今天的战场上,看不到中子弹的身影呢?原因自然是中子弹也有着很大的局限性。首先因为中子遇到氢原子就会减速,所以根据这一原理,人们就开发出了中子屏蔽材料,这个东西价格不贵,一般每公斤就是十几二十块钱,在坦克或是装甲车的内壁刷上一层,只要不在中子弹爆炸的核心区,基本可以保证人员不死。其次就是中子弹的日常维护成本太高,当然和氢弹一样,关于中子弹的制造和维护,这都是五常的核心机密,但是我们可以推测,中子弹的核心材料就是氚,它的半衰期只有12.32年,所以我想长则五六年,短则一两年,就要补充一次氚,而氚的价格是非常高的,每公斤达到了3000万美元以上。当然氢弹也是一样的,但是氢弹毕竟更有威慑力,多花钱也值了,可是中子弹显然不具备氢弹如此强大的威慑力,确实不太划算。
还有一点也很关键,虽然中子弹没有被禁止使用,但如果在战场上真的使用了中子弹,那么被打击的一方就会将其视为核打击,并发起核反击,那人家反击起来,可能真就要扔原子弹和氢弹了。最后中子弹伤人不伤物的特性,这其实是非常反人类的,就说现在的战争,很多时候攻击的目标,并不是生命体,而是对方的军事设施。再者中子弹的辐射,是很难精确控制的,这可能导致无辜平民的伤亡。另外传统武器杀人,都讲究一个干净利落,直接炸死你射死你得了,但是中子弹的杀人方式,是破话人体的细胞和DNA,导致急性放射病,这是非常缓慢和痛苦的,受害者至少要遭受好几个小时的折磨,长的也有可能好几天,这不就和化学武器、生物武器一样惨无人道吗?所以鉴于以上原因,到了上世纪90年代,中子弹也走上了原子弹和氢弹的老路,成了摆设。
最后还要抬个杠。说中子弹不毁物,这个说法其实并不准确,至少它会对核武器特别是对原子弹,产生破坏性的影响。因为原子弹的核心是钚-239和铀-235,如果是钚-239吸收了一个中子,它就会变成钚240。如果是铀-238吸收一个中子,它就会变成铀-236。钚-240和铀-236都特别容易自发裂变,也就是说核弹还没引爆,它自己就把能量释放完了,有可能一个原子弹的设计当量是100万吨,但是经过了中子流的轰击,实际上就剩1万吨了,这就是所谓的核弹钝化。除了导致核弹钝化,中子也可以穿透导弹外壳,对电子引爆系统造成影响,这个东西是非常精密的,一点偏差就有可能系统瘫痪。
美国早期用于反导的W66中子弹
所以中子弹可以作为反导武器,或者是用来对付洲际导弹发射井,虽然它炸不开井盖,但却可以使井里的核弹或是洲际导弹失效。当然了实际上也没啥用处,不论是导弹还是井盖,也还是可以涂一层屏蔽材料。不过话说回来,中子弹虽然最终沦为了鸡肋武器,但它的研发历程却意外推动了中子技术在医疗、工业等和平领域的应用。像是今天的硼中子俘获癌症治疗,用的就是当年研究中子弹时所积累的中子控制技术。你看这就是科学发展的奇妙之处:最可怕的杀人武器,有时反而会给人带来生的希望。