不寒而栗——核爆炸与核武器
武器是利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器总称。其中主要利用铀235（U——235）或钚239（239Pu）等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹。主要利用重氢或超重氢等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变器，通常称为氢弹。
一、核物质与核爆炸
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。一般化学炸药如梯恩梯（TNT）爆炸时释放的能量，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有了变化。
核反应与化学反应则不一样。在核裂变或核聚变反应里，参与反应的原子核都转变成其他原子核，原子也发生了变化。因此，人们习惯上称这类武器为原子武器。但实质上是原子核的反应与转变，所以称核武器更为确切。
核武器爆炸时释放的能量，比只装化学炸药的常规武器要大得多。美、苏等国装备的各种核武器的梯恩梯当量，小的仅1000吨，甚至更低；大的达1000万吨，甚至更高。核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，微秒级的时间内即可完成。因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，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。
这些不同于化学炸药爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性污染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。核武器的出现，对现代战争的战略战术产生了重大影响。
核武器系统，一般由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分构成，核战斗部是其主要构成部分。核战斗部也称核弹头，并常与核装置、核武器这两个名称相互代替使用。实际上，核装置是指核装料、其他材料、起爆炸药与雷管等组合成的整体，可用于核试验，但通常还不能用作可靠的武器；核武器则指包括核战斗部在内的整个核武器系统。
二、核武器的产生
1945年7月16日5时30分，在美国新墨西哥州阿拉莫戈多沙漠上，一个孤零零的铁塔顶端的核装置爆炸了。这件事，标志着充满希望而又令人不安的原子时代或核时代的到来。蘑菇云家族的第一代成员——原子弹出世了。核武器的产生由几个小故事组成。
1.震惊世界的发现——核裂变
1939年，德国科学家弗里茨·斯特拉斯曼和奥图·哈恩发现把铀原子分为两个时会产生巨大的能量。这个过程称为核裂变，后来被利用制造核弹。他们俩在实验中用中子轰击铀原子，铀原子核质子减少。如果是镭，只需铀原子丢掉4个质子；如果是钡，铀原子核就丢掉了36个质子，实际上它被中子轰裂了，原子核发生了分裂。它释放的能量比镭大得多。在元素周期表中，镭是88号，钡是56号，而铀则是92号，这就意味着铀的原子核在中子轰击下质子减少了4或36。根据爱因斯坦的质能关系式E=MC2得知，原子核质子的减少，意味着能量的释放，原子能就产生了。比如，92人组成的一支队伍，4个人同时不见了，这4个人可称为逃兵；如果36个人同时不见了，他们就不能用逃兵来衡量了，只能说是这支队伍分裂了。这是一个由量变到质变的过程。后来世界物理学界就沸腾了，各国科学家纷纷进行相关的实验，直至证实原子革命的理论：铀原子核裂变是存在的，裂变释放出能量，同时也释放出更多的中子，这些中子也可能引起更多的裂变。当时叫做连锁反应，现在我们称之为“链式反应”。当爱因斯坦得知这一消息时认为，当这一连锁反应达到一定量后，巨大能量就产生了，原子弹就可能出世。
2.曼哈顿工程
1940年6月12日，时任美国总统的罗斯福，在爱因斯坦给他的一封信的启发下，经过政治家亚历山大·萨克斯和华盛顿卡内基学院院长万尼瓦尔·布什等人的游说，迫于时局形势的压力，终于同意进行核能研究。1941年12月7日，日本突然对美国太平洋舰队基地珍珠港发动了袭击，致使美军8艘战列舰和10艘其他船只沉没或受重创，飞机被毁250多架，人员伤亡3500多人。太平洋战争终于爆发了，这也成为美国加速研制原子弹的原因之一。
1942年6月，罗斯福又听说德国希特勒要着手研究原子弹，不得不下令美国正式制造原子弹，力争抢在法西斯的前头，用它消灭法西斯。之所以取名为“曼哈顿工程”，因为总部设在曼哈顿。“曼哈顿工程”建立起三个基地：一是天然铀分离基地，二是原子弹试验基地，三是制造刚被发现的裂变材料——钚的基地。
曾经监督过五角大楼的建造，时年46岁的陆军工程兵上校格罗夫斯被任命为行政负责人，并很快被晋升为准将军衔；格罗夫斯还必须物色一位美国的物理学家来主持原子弹的设计和制造工作，于是年仅37岁的美国物理学家罗伯特·奥本海默登场了，他被任命为原子弹实验室主任。他正是因为格罗夫斯的慧眼而成为世界“原子弹之父”。
1943年8月，美国总统罗斯福与英国首相丘吉尔在加拿大魁北克会谈，两国达成核研究合作协议，制订秘密研制原子弹的计划。年底，英国科学家赴美参加“曼哈顿工程”，随后世界各地的科学家纷纷以各种理由和途径来到美国加入到原子弹的研究制造行列，从此，美国成为世界众多诺贝尔奖获得者和杰出物理学家的聚集地。经过科学家们的不懈努力，终于在1945年6月制造出一枚名叫“胖子”
的内爆式钚弹，一枚名叫“大男孩”和一枚叫做“小男孩”的铀235裂变弹。
“大男孩”用来做核爆炸试验。1945年7月16日凌晨，美国新墨西哥州南部丛林荒漠之中的阿拉莫戈多试验基地，原定4时试爆的原子弹静静地躺在爆炸点上的钢塔之上，由于天阴下雨被推迟到5时，后又延迟半小时，如果超过这一时刻天就亮了，在白天是无法看到爆炸的光焰的，奥本海默在默默地祈祷着天公作美。5时刚过，天空果然转晴了，试爆可以如期进行。5时30分，当倒计时到零时，一团小小的光球突然窜上天空，接着涨成了一个大大的火球，把整个沙漠映照成一片白茫茫，成吨的沙土被吸进一个橙红色的旋柱，最后散成了蘑菇状。当蘑菇云消散之后，人们发现钢塔已经无影无踪，代替它的是一个直径为700多米的巨大圆坑。方圆1.6千米以内的所有动植物和荒草也无影无踪了，爆炸时所产生的强烈白光，使数千米以外一个失明女子大嚷，说自己看到了光。爆炸的巨响，在160千米以外都可以听到，290千米以外的锡而佛城竟也有玻璃窗被震碎，整个美国西南部都能感觉到这一爆炸。在一阵相互拥抱以示祝贺之后，所有在场的科学家继而感到非常疲惫不堪和焦虑不安。负责内爆试验的班布里奇竟然这样宣布了他的“祝福”：“任何一个看到它的人都永远难忘，一件肮脏的、令人毛骨悚然的表演。”
3.波茨坦协定
德国于1945年5月初投降，1945年7月17日，也就是美国第一颗原子弹试爆成功的第二天，具有历史意义的波茨坦会议开幕了。英、美、苏三巨头在此会晤，决定西方世界的未来，讨论了战后的世界格局和对日宣战的作战问题。会前，杜鲁门收到了只有寥寥几个字的密码电报：“小男孩顺利诞生”。杜鲁门兴奋了，他手中多了一张与前苏联人争雄的王牌。
但他为了什么时候告诉斯大林却伤透了脑筋，也曾经与丘吉尔商量过，最后决定选择一个恰当的时机，装着漫不经心的样子告诉斯大林，一来让他猜猜这是什么厉害玩意儿，二来可以看看斯大林的反应，一定要在会议后期才行，让斯大林无法组织大规模的进攻中国东北日军的军事行动。
1945年7月24日下午，也就是会议结束时，当杜鲁门总统将美国研制成功“超级炸弹”的消息告诉斯大林时，斯大林只是淡淡一笑说道：“希望好好地用它来对付日本人。”但一回到驻地，斯大林马上接通了前苏联原子弹工程负责人库尔恰托夫的电话，急切地说：“我是斯大林，必须采取一切措施加快我们的工作……”美、苏核军备竞赛的帷幕从此被无情地拉开了。
4.核毁灭
东京时间1945年8月6日上午8时15分，第一颗原子弹“小男孩”在广岛上空被B——29“超级空中堡垒”投下，43秒后在广岛爆炸。8月9日3时48分，携带着第二颗原子弹“胖子”的B——29轰炸机编队起航，向着小仓飞去。大概是上天有灵，有意保护小仓，被云雾笼罩在上空，飞机在其上空盘旋三圈都没能找到瞄准点，只能临时决定飞往长崎这个候补目标。本来长崎上空也是烟云弥漫，目视投弹困难，但就在飞机准备离去的一瞬间，投弹手发现了一个云中空隙，在把握不大的情况下就把“胖子”投了下去。11时02分，闪光出现在长崎，不幸的长崎有10多万人丧生，44％的地区被毁。据说如果不是得益于山地的防护，否则损失会更大。
两颗刚研制出来仅有的原子弹投放到日本，促使日本在一周以后也就是8月15日就无条件地宣布了投降，从此二战宣告结束。
三、氢弹的发明研制
苏联研制原子弹成功的消息传到美国后，引起了美国朝野的震惊和不安。由于苏联人已经掌握了这种“超级武器”，美国独一无二的核优势便不复存在。于是，美国开始考虑研制威力更大的新型核武器，以便重新称霸于核坛。这种新型核武器就是氢弹。在发明研制氢弹的角逐中，美国和苏联的科学家、工程技术人员同样走过了一条艰难而曲折的道路，留下了无数令人深思的故事。
早在人们研究原子核裂变的时候，就已经对原子核聚变有了初步的认识和一定的研究。科学家们发现，除了重核分裂能释放出巨大的能量以外，轻核聚合成较重的核也会出现同样的情况。所谓聚变反应，就是两个轻的原子核在高温作用下聚合，形成重核并放出原子能。一个世纪之前，科学家亥姆霍兹向世人提出了太阳辐射的能量源泉究竟是什么的问题。1938年，德国物理学家贝脱雷第一次对这个问题作出了满意的回答：聚变反应是恒星辐射的能量源泉。
最适合进行聚变反应的元素是重氢（氢2）同超重氢（氢3）。氢2又称氘，氢3又称氚，它们都是氢的同位素，因此后来利用氘和氚聚变原理制造的核武器被称为氢弹。
聚变反应所释放出的能量到底有多大呢？燃烧1千克煤大约可以推动一列火车走8米；用1千克铀235发生裂变，所释放的能量大约可以推动一列火车走4万千米，相当于绕着地球转上一圈。而用一千克氘和氚发生聚变，所产生的能量可以使火车走38万千米，相当于从地球一直开到月球上去。如此巨大的能量，实在是令人难以置信。
氢在自然界中是大量存在的。它的同位素氚在自然界中极为稀少，必须人工制备。但氘在自然界中含量却非常丰富，最多的是在海水中，那里大约有35万亿吨氘，如果全部用来发生聚变反应，所释放的能量可供人类使用100亿至200亿年！因此，用聚变反应原理来制造氢弹，其原料要比制造原子弹更为易得。
在这种优越条件的诱惑下，人们自然对聚变反应产生了浓厚的兴趣。几乎在用裂变铀来制造原子弹的同时，就有一些人试图用聚变氢来制造氢弹。
然而，实现聚变反应却是一件十分困难的事情。因为要使两个轻的原子核结合在一起，形成一个较重的原子核，是要耗费很多能量的。由于原子核都带正电，当它们靠近时，在它们之间便会产生一种排斥力。只有克服了这种力，使两个原子核达到足够“近”的距离，核之间的“吸引力”才能发生作用，最后将它们紧紧融为一体，同时释放出巨大能量。
那么，如何才能获得能使轻的原子核相结合的能量呢？我们知道，当物质的温度升高时，它的分子运动速度也随之增大。因此，只要将轻核材料的温度升到一定高度，使原子核达到很高的运动速度，这些高速运动的原子核相互碰撞，就会发生聚变反应。
巨大的能量和苛刻的实现条件，成为摆在人们面前的充满希望而又令人迷惑的课题。然而，在科学领域是难题就有人站出来攻克。从20世纪40年代初，一批科学家一次又一次地向实现聚变反应和研制氢弹这个世界性难题发起了挑战和冲击。
严格地说，制造氢弹的设想，实际上在研制原子弹的过程中就已经萌芽。许多天才的科学家都不同程度地谈及这个问题，但将这种超级能量的研究与军事目的直接结合起来，明确提出制造氢弹者，当首推美籍匈牙利物理学家爱德华·特勒。世界上第一颗氢弹——美国的氢弹就是他以极大的热情推动研制出来的。因此，他后来被人们称为“氢弹之父”。
特勒在“曼哈顿工程”中，被奥本海默安排在洛斯阿拉莫斯的理论研究室。他对此十分不悦，抱怨不能直接参加原子弹的生产。于是，他决心要研制出比奥本海默主持研制的原子弹更为厉害的核武器——氢弹。要实现这一目标，首先必须要在理论上取得突破，而特勒所从事的工作，恰恰为此提供了方便条件。
自1942年起，特勒在主持研究原子弹制造原理的同时，就对制造聚变核弹的可能性给予了高度关注。1946年春，特勒与尤拉姆提出两种核聚变的方案，其目标是设计出比标准原子弹（用于广岛和长崎的原子弹）威力大上千倍的超级核弹。为此，他给当时的陆军部长史汀生的特别委员会写了一份关于制造氢弹的报告，指出这种炸弹是能够制成的，并极力主张美国立即开展这方面的研究。
氢弹的研制随着美国政府的批准而拉开了序幕。然而，等到进入实际研究后，特勒发现，研制氢弹的工作比原来设想的要复杂得多。当时，极为棘手的问题是找不到一种合理的办法能将氘和氚气体保存在裂变弹芯的周围。他曾经设想将氘氚制成锂化物，或者充入石蜡之中，但这两种办法都没有成功。唯一可行的方法是将气体冷冻成固体，然而这样一来就意味着整个炸弹将变成一座巨大的冷库。如果要使氢弹能够得到实用，则必须首先在战场上建设一座冷冻加工厂，把氘和氚在极低温度下加工成所需要的形状，然后再装配起来，向敌人投掷，这显然是根本不可能的事情。研究工作遇到了拦路虎。
