小男孩

人类历史上首次投入实战的原子弹

“小男孩（Little Boy）”是人类历史上首次用于实战的原子弹。另一枚人类使用的原子弹为投掷在长崎的“胖子”。

制造背景

二战末期，美国的浓缩铀只足以制造一枚铀核弹，而且已有使用受控制的铀核反应堆的经验，对这种铀-235的核反应已有相当认识。因此认为可以毋需浪费珍贵的铀进行实弹试验。

结构特征

小男孩装有64kg的铀-235，但当中只有不到1kg在爆炸中进行了核裂变，释放的能量约相等于15kt TNT炸药爆炸所释放出的能量，即约63TJ（1TJ = 1012J）。

原子弹主要由引爆控制系统、高能炸药、反射层、由核装料组成的核部件、中子源和弹壳等部件组成。引爆控制系统用来起爆高能炸药；高能炸药是推动、压缩反射层和核部件的能源；反射层由铍或铀-238构成。铀-238不仅能反射中子，而且密度较大，可以减缓核装料在释放能量过程中的膨胀，使链式反应维持较长的时间，从而能提高原子弹的爆炸威力。核装料主要是铀-235或钚-239。

为了触发链式反应，必须有中子源提供“点火”中子。核爆炸装置的中子源可采用：氘氚反应源、钋-210-铍源、和锎-252自发裂变源等。原子弹爆炸产生的高温高压以及各种核反应产生的中子、γ射线和裂变碎片，最终形成冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲等杀伤破坏因素。1945年美国造出了3颗原子弹，一颗用于试验，两颗投在日本。

小男孩采用的引爆设计因为存在颇大的危险性，所以之后只在试验武器上出现，而再没有在其他武器上使用。如果运载小男孩的飞机坠毁，弹内的的铀块可能被撞击会挤在一起，到达临界质量后或会释放大量辐射，甚至可能全面爆炸。如果飞机掉进水中，炸弹入水后亦很可能会起爆。

爆炸原理

原子弹的威力通常为几百至几万吨级TNT当量，有巨大的杀伤破坏力。它可由不同的运载工具携载而成为核导弹、核航空炸弹、核地雷或核炮弹等，或用作氢弹的起爆装置（又称“扳机”，为点燃轻核引起热核聚变反应提供必需的能量）。

“小男孩”包含64kg的铀，但只有不超过1kg的铀参与了核裂变，其中只有0.6g的物质真正地转化成能量，释放的能量相当于约15kt TNT炸药，即63TJ。

爆炸威力

场景

1945年8月6日早晨，日本本州岛西部港口城市广岛，像往常一样热闹，人们在买菜，进早餐，准备上班。东京、大阪等大城市不断遭到美国飞机的空袭，唯独广岛安然无事。这里是军事工业基地，当局预料到迟早要挨炸，已将40万人口疏散到剩下24.5万人了。

1945年8月6日，美国空军B-29超级堡垒轰炸机“艾诺拉‧盖”在广岛投掷核武器“小男孩”。该款轰炸机经特别改装，可携带原子弹。事件中估计71379位平民罹难，广岛遭受极大的破坏。这是原子弹的第二次引爆，并首次应用于军事行动。广岛、长崎的原子弹爆炸，迫使日本在第二次受袭后的第六日投降。原子弹爆炸后，广岛市重建为“和平纪念都市”。最接近引爆位置的幸存建筑物，定名为“原子弹爆炸圆顶屋”，为广岛和平纪念公园的一部分。市厅持续提倡废除核武器，更主张世界和平。1968年以来，各地若有核武引爆，他们都会去信抗议。

伤害

冲击波和气浪

爆炸的瞬间，中心气压直接达到了数十万atm，引发了极为强烈的冲击波和气浪。

爆炸中心的风速大约是440m/s，相当于12级台风的风速的10倍。超音速的风和冲击波一起向外扩散，将一般的建筑一扫而光。

爆心的风压达到了35atm，相当于在1m2的地方加压350t的重物。就算在半径1km以内，风压也达到了10atm。此范围以内除钢筋混凝土结构的建筑以外，全部遭到毁灭。2km以内的风压约3atm，此范围以内的木质房屋全部被摧毁。

红外线

核爆释放出了大约0.22MJ的红外线，在爆炸后的3秒内大量放出。红外线的能量与距离的平方成反比。爆心处的能量约420J/cm2，500m处的能量约 240J/cm2，1km内是约100J/cm2。

也就是说，地面受到的能量相当于受普通太阳照射的1000倍。

爆炸中心的温度，达到了6000℃之高。爆心附近的房屋瓦片等纷纷“起泡”，木质房屋达到着火点自燃。

放射线

爆炸发射出了大量的α射线，β射线，γ射线和中子。

据推算，地表快中子数量约为12000亿/cm2，慢中子（热中子）数量约90000亿/cm2。

黑色的雨

原子弹爆炸产生了巨大的蘑菇云，蘑菇云里含有大量核辐射尘埃。这些尘埃和云中的水汽混合在一起，形成了黑色的雨落在广岛一带。这种雨具有高放射性，因此污染了河流，而当时因口渴不慎饮入这些雨水的难民，多数即在数日内死亡。

后果

烧灼伤：原子弹引发的大量红外线和放射线，爆心1km以内的人，均受到了五级重度烧伤，表皮全部碳化。

红外线的影响范围是3.5km以内。此范围内的木质房屋大都自燃，更是造成了二次烧伤。爆心1km以内而又在屋外的人，90%在7天内死亡。

外伤：冲击波本身会对被害者造成损伤；冲击波毁坏的建筑物的碎片以高速冲向被害者，也会造成二次外伤。有些人的器官和脏器甚至直接从身体里飞了出去。

放射能症：原子弹爆炸发射出的大量放射线，使大量被害者得了急性放射能症。症状是恶心、呕吐、食欲不振、腹泻、发热、脱毛症、皮下出血等等。也有人因此得了白血病。被害者大部分在一个月内死亡。

二次放射能症：随后赶来救援的人，因为防护措施不到位，也有人得了放射能症，不过数量较少。受黑雨影响的人，也得了二次放射能症。

大多数的估计认为在广岛约有7万人立即因核爆而炸死，大约相同的人受伤，随后再有大量的人死于核子尘埃放射引起的癌症。怀孕的母亲亦因为辐射而出现流产，部分初生婴儿畸形发育。到1945年年底，据估计因烧伤，辐射和相关疾病的影响的死亡人数，约从9万到14万。还有估计到1950年止，由于癌症和其他的长期并发症，共有20万人死亡。

爆心500米以内的被害者，有90%以上的人当场死亡或当日死亡。500米 ~ 1千米以内的被害者，超过60% ~ 70%的人当场死亡或当日死亡。暂时生存下来的人，有50%的人在6天内死亡；过了6天，又有约25%的人死亡。

直到1945年11月，爆心500米以内的人98% ~ 99%已经死亡；500米 ~ 1千米范围内，90%的人已经死亡。从1945年8月到12月，总共有9 ~ 12万人死亡。

截至1999年，广岛市依然将相生桥附近的地区列为放射污染区。

后续发展

原子弹是科学技术的最新成果迅速应用到军事上的一个突出例子。1939年10月，美国政府决定研制原子弹，1945年造出了3颗。一颗用于试验，两颗投在日本，其余的一颗未使用。其他国家爆炸第一颗原子弹的时间是：苏联——1949年8月29日；英国——1952年10月3日；法国——1960年2月13日；中国——1964年10月16日；印度——1974年5月18日。中国第一次核试验以塔爆方式进行，用的是内爆构型的铀弹。1965年5月14日第二次核试验时，核装置用飞机空投。1966年10月27日第四次核试验时，核弹头由导弹运载。

自1945年原子弹问世以来，原子弹技术不断发展，体积、重量显著减小，战术技术性能日益提高。原子弹小型化对于提高核武器的战术技术性能和用作氢弹的起爆装置（亦称“扳机”）具有重要意义。为适应战场使用的需要，发展了多种低当量和威力可调的核武器。为改进原子弹的性能，发展了加强型原子弹，即在原子弹中添加氘或氚等热核装料，利用核裂变释放的能量点燃氘或氚，发生热核反应，而反应中所放出的高能中子，又使更多的核装料裂变，从而使威力增大。这种原子弹与氢弹不同，其热核装料释放的能量只占总当量的一小部分。高能炸药的起爆方式和核爆炸装置结构也在不断改进，目的是提高炸药的利用效率和核装料的压缩度，从而增大威力，节省核装料。此外，提高原子弹的突防和生存能力以及安全性能，也日益受到重视。

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