世界上三个核爆试验的真实影像是
三位一体核试 (英语: Trinity ),亦有音译作 托立尼提核试 或 特里尼泰核试 ,是人类史上首次核子试验代号,是曼哈顿计划的一部分。美国陆军在1945年7月16日于新墨西哥州索科罗县的托立尼提沙漠举行,这次试验被认为核子时代开始的象征。
图为三位一体核试验爆炸16毫秒后的情景,其火球宽度约为200米,地平线附近的黑点为树木
三位一体核试验测试的是一个内爆式的爆炸装置,核装药为钚。其昵称为“小工具”(“The Gadget”)。1945年8月9日在长崎投放的胖子原子弹采用了同样的设计结构,三位一体试验的当量约为20,000吨黄*炸药。
图为三位一体核试场。
核武器的制作在1930年代完全是出乎原来的*治及科学发展。有关原子的自然本质的新发现,美国联合英国、加拿大本来就已积极开发基于核裂变技术的新能源。基于在欧洲大陆的**主义政府的兴起,由于担心纳粹德国会赶在英美诸国之前利用开发出原子弹,美国提出进行曼哈顿计划,积极发展核科学。
1944年3月,哈佛大学的物理学教授肯尼茨·班布里奇受命为核试验场选址,此人曾在炸弹专家乔治·基斯提亚科斯基手下工作。虽然当时人们尚不能了解核武器的威力,在选址时已考虑场址须能保证核试验项目的隐蔽性和工作人员的安全。探测核试验的仪器也将安放在试验场上,摄影师亦在现场架起了若干摄像机。
核试验的选址:
项目负责人列出了八个候选地点,它们是加利福尼亚州的圣尼古拉斯岛、得克萨斯州的帕德雷岛、圣路易斯山谷、马尔派斯国家遗迹的熔岩区和新墨西哥州的一些地方。加州布莱斯附近的莫哈韦沙漠军事基地最初被认作是最合适的位置,但由于军方的项目负责人莱斯利·理查德·格罗夫斯将军不喜欢和那个军事基地的指挥官打交道,这个场址被否决了。最终,核试验场的位置被定在美国西南部新墨西哥州索科罗县白沙导弹靶场的北端。
图为引爆后数十秒
军队在1944年末到达并展开核试验的准备工作。马文·戴维斯中士的宪兵队在同年12月30日到达洛斯阿拉莫斯担任戒备工作。他们最初准备骑马巡逻,但试验场的面积过大因此宪兵改为使用吉普车和卡车。驻守在试验场的士兵成了索科罗县的常客,他们起先准备打井饮水却发现水的碱性过强无法饮用,只好从索科罗县的一个消防站运送饮用水。其他实验人员则在1945年间到达。
场地上还建起了三个观察用的碉堡。奥本海默和一些军方人士曾在原爆点9.7公里以南的碉堡观看核爆,格罗夫斯将军则在16公里以外的军事基地中观测。
核试验的命名:
目前尚未能了解到将此次核试验命名为“三位一体”的具体来源,但人们通常认为其得名于奥本海默引用的约翰·多恩诗句。1962年格罗夫斯就命名一事致信奥本海默。他在信中问他是否是他将这次核试验命名为“三位一体”,美国西部的河流和山脉常以此词命名,并不会引人注意。奥本海默回复到:我的确给出了这个建议,但并不是那么直接……我并不确定为什么我选了这个名字,我当时脑海中响起了约翰·多恩临死前创作的一首诗,这是为我熟知并深爱的一首。引用如下:“As West and East / In all flatt Maps—and I am one—are one, / So death doth touch the ”,这并不是三位一体,但约翰·多恩的另一句虔诚的诗开头是“ my heart, three 'd God”。
图为三位一体试验的原子弹
核试验的过程
在1945年7月15日的五时半,实验核弹被引爆,爆炸力约为二万吨黄*炸药爆炸当量。爆炸后在沙漠造成了一个深10英尺(3.0米)及宽1,100英尺(340米)的辐射玻璃结晶小山,那是因为高温把沙的硅质晶体熔化后再凝固形成的玻璃状再结晶物质。这些结晶亦因为这次核试而被称为“托立尼提物质”(Trinitite)。
图为核爆之后不久的弹坑航拍影像
在爆炸时,周边的山有一到两秒时间被照得“比日间还要光亮”,即使远至基地营地也感觉到热度“好像在烤炉旁一样”。爆炸发出的光线,从最初的紫色转为绿色,再转为白色。爆炸产生的冲击波只需40秒就到达在100英里(160千米)以外的观测者,爆炸产生的蘑菇云高达7.5英里(12.1千米)。
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相比于美国投放的小男孩和胖子,沙皇氢弹爆炸的力量相当于58兆吨TNT。它长8米,直径近2.6米,重量超过27吨。头部装有一个球体形状的原子弹,上半部分装有常规的化学炸药,中心位置是一个约10到15厘米的小钚球体,外壳部分则是炸药透镜,其作用是把辐射的强度提升好几个档次。
而这颗氢弹的下半部分是一个圆柱体,它由铀外壳聚变反应的燃料氘化锂和钚棒三部分组成。当引爆原子弹内部的炸药时,内部的钚球就会被压缩,从而释放出大量的中子。一个钚原子被中子击中后,就会重新分裂成两个钚原子,并释放两到三个额外的中子。
这些中子会继续与其他的钚原子发生反应导致其分裂,从而触发连锁反应。这一过程中产生的热量甚至比太阳中心的温度还要高,此时高温导致原子发生剧烈爆炸。而裂变又会产生大量的高能伽马射线和x射线,其内部的聚苯乙烯泡沫塑料因为受热就会转变为等离子体,压力也会随之增大,后方的圆柱体因此遭受挤压。
当压力到达临界点时,其内部的氘化锂就会开始反应产生氚。在核裂变产生的高温下,氢同位素氚和氚发生融合,形成氦和一个高能的中子。在这个过程中将会释放出巨大的能量,产生强烈的光和热辐射。产出的高能中子又会与圆柱体最外层的铀壳引发更多的核裂变,从而继续释放巨大的能量,使反应区的温度持续升高,促使氘化锂的聚变反应进一步发展,释放出更多的中子和能量。
而它的引爆方式也非常特别,早在1961年10月,这颗人间平等器就已经被引爆过。为了携带如此巨大的重物,苏联将一架轰炸机进行改装后,采取外部悬挂的方式进行运送。另外轰炸机外壳涂上了含有特殊材质的白色无机反光涂料,以避免试爆的高温造成人员或任务飞机的损伤。
它从可乐半岛起飞,抵达一处荒岛后投放了下去。而氢弹上面配备了一个特殊的降落伞,可以减缓其下落速度,使飞机能尽可能的远离爆炸的范围。而整颗炸弹由气压感测器感测到设定高度时便会自动引爆。
当距离地面4公里时,32根雷管通过释放电火花来引爆化学炸药,而内部裂变与聚变相互循环反应所产生的爆炸能升起一朵60公里高的蘑菇云,爆炸产生的热风甚至可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤,更别提处在爆炸中心人们的遭遇了。