美国最臭名昭著实验:在海底引爆原子弹,实验大获成功却后患无穷

核武器

20世纪以来,物理学从经典物理学走向到了现代物理学。物理学的支柱从牛顿力学、麦克斯韦方程转变为相对论和量子力学。随着量子力学的发展,以及人们对于核物理学的进一步的了解,在1938年,物理学家哈恩和另外一个位德国物理学家斯特拉斯曼合作,提出了著名的铀重核裂变反应原理。也就是一个较大的原子核裂变成几个较小的原子核。

具体来说就是:铀核裂变后,会损失一部分质量,根据狭义相对论的质能等价理论,这些质量可以等价于能量释放出来,其中等价关系满足E=mc^3,由于c是光速3*10^8m/s。因此,即便是只损失一点质量,也能释放出特别巨大的能量。

哈恩等人的发现给制造原子弹提供了理论基础。后来,在二战期间,德国,法国,英国,美国,苏联等国甚至开始进行原子弹研制的竞赛。其中,美国最早制造出原子弹,并且把原子弹投放到了日本的广岛和长崎。

原子弹巨大的威力给广岛造成了不可估量的影响,至今这些影响还持续着。每当我们谈到原子弹,很多人脑海里浮现的画面都是蘑菇云。这类原子弹的试爆实际上都是在陆地上进行,而且都是在荒无人烟的地区引爆的,比如:戈壁。那如果把原子弹在海洋中引爆会如何呢?会不会引发海啸呢?

在海洋里引爆原子弹

在人类历史上,还真的有过在海洋下试爆原子弹的案例。1946年,美国在太平洋上的马绍尔群岛的比基尼环礁进行了核试验行动,这次行动被称为:十字路口行动,其中包括两次核试验,一次是代号为Able的空中核试验,另外一次则是代号为Bake的水下核试验。

这次核试验的主要目的是研究核武器对于海面上军舰的打击威力。研究人员把一个当量相当于21000吨TNT炸药的原子弹放置在水下27米的位置,在原子弹正上方安排了一艘登陆舰(战舰名:LSM-60),然后在160米开外,安排了战列舰(战舰名:阿肯色号),在332米开外,安排了一艘潜艇(战舰名:舟鰤号),在480米开外,安排了一艘航空母舰(战舰名:萨拉托加号),由近及远还安排了石油驳船,战列舰,潜艇,一直到1600米开外的重巡洋舰(战舰名:欧根亲王号)。

一切准备就绪之后,研究人员就引爆了原子弹。在仅仅1毫秒后,原子弹引发的气泡同时到达海平面和海床。原子弹在海床上炸开了一个直径9米,深度达到600米的大坑。原子弹释放出来的能量使得海水发生雾化,并且以类似于圆顶的形状上升到半空中。大概在原子弹引爆1秒后,原子弹释放出来的能量把200万吨的海水和海沙喷到半空中,形成了一个直径600米,厚90米,高1800米的水墙。

这些水和海沙会最终耗尽能量,并且在重力的作用下落回到海面上,形成了一道高270米的巨型瀑布,并激起了巨大的海浪,这些海浪类似于海啸。在海浪传播300米后,浪高还可以达到29米,传播到5600米开外的海岸边时,浪高依然还有4.6米高。

原子弹同时还产生了极其巨大的水下冲击波,当水下冲击波向外扩散的时候,海水随之变成深色好像海面上附着了一层石油一样。深色之后紧跟着是海面变成白色,这主要是因为声波在海水中的传播速度要比在空气中快五倍。因此,水下的冲击波先造成了深色海水,随后空气中的冲击波造就了白色的海面颜色。不过,在整个过程中,并没有产生类似于的陆地上引爆原子弹的蘑菇云。

核弹爆炸之后,研究人员开始研究舰艇的情况,这些舰艇无一例外都被推到了很远的地方。其中,被放置在原子弹正上方的登陆舰(LSM-60)没有留下任何的残骸,研究人员认为这艘登陆舰很可能直接被核爆气化了。剩余的9艘舰艇有8艘都在原子弹引爆后被击沉,只剩下距离最远的欧根亲王号重巡洋舰,不过它也受损严重,后来被拖行过程中也沉没了。

核污染

这次水下试爆核弹的行动给人们启示最大的应该就是:核污染。研究人员发现所有的舰艇上都检验出来了放射性。核爆后的比基尼环礁由于放射性超标,已经不再适合人类居住,迫使岛上的土著部族搬迁,这些土著部落在搬迁到其他地方后,甚至一度陷入了饥荒。

同时,辐射也严重影响到了附近海域的海水,造成了海底生态环境被破坏。不仅当地土著受到了核爆的威胁,由于当时对于核污染的认识不够,很多研究人员也因为核污染而出现了各种疾病。

在比基尼环礁附近的这次水下核爆时刻警示着人类:如果不慎重使用原子弹,必将会被核污染所反噬。