幾乎任何人都不會認(rèn)為戰(zhàn)爭是一種有價值的人類活動，但是一旦戰(zhàn)爭爆發(fā)，人人都希望取得勝利。因此，世界各國政府總是號召科學(xué)家們研制出更有效的武器或更好的防御物?；瘜W(xué)在武器和防御物兩方面都發(fā)揮了很大的作用。因此，美國西點軍校要求其每一位學(xué)員都必須學(xué)習(xí)化學(xué)，而且美國軍隊的所有部門都規(guī)定要支持有關(guān)領(lǐng)域的化學(xué)研究。

第11章化學(xué)與武器

火藥是我國古代四大發(fā)明之一，距今已有1000多年的歷史?；鹚幾畛踔饕糜卺t(yī)藥，這從其命名中的“藥”字即可見一斑。據(jù)（本草綱目》記載，火藥有去濕氣、除瘟疫、治瘡癬的作用，后來火藥傳至歐洲才用于軍事。一、火藥——武器的靈魂黑火藥的主要成分是：硝酸鉀、硫、木炭：2KNO3+S+3C=K2S+N2+3CO2

據(jù)測，大約4克黑火藥著火燃燒時，可產(chǎn)生280升氣體，體積可膨脹近萬倍。由于爆炸時有K2S固體產(chǎn)生，往往有很多濃煙冒出，黑火藥之名便由此而來黃色火藥：苦味酸諾貝爾一生共獲得255項科學(xué)發(fā)明專利權(quán)，他在1864年研制出的炸藥和雷管，在生產(chǎn)上和軍事上發(fā)揮了巨大作用，同時也獲得高額利潤。雨果稱諾貝爾為“歐洲最富有的人”。諾貝爾醉心于化學(xué)研究，終生未娶。

諾貝爾去世后留下約920萬美元。自1901年起，設(shè)立了物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)和生理學(xué)、文學(xué)、和平獎，后來又增設(shè)了經(jīng)濟(jì)學(xué)獎。TNT二、煙霧彈——恐怖的云?！盁煛笔怯晒腆w顆料組成的，“霧”則是由小液滴組成的。煙幕彈的原理是通過化學(xué)反應(yīng)在空氣中造成大范圍的化學(xué)煙霧。裝有白磷煙幕彈引爆后，白磷迅速在空氣中燃燒，其反應(yīng)方程式為：4P+5O2=2P2O5P2O5與水蒸氣反應(yīng)：2P2O5+6H2O=4H3PO4

P2O5+H2O=2HPO3這些酸液滴與為反應(yīng)的白色顆粒狀P2O5懸浮在空氣中，便形成了“云?！薄Ｈ?、燃燒彈——致命的火神汽油+凝固劑凝固汽油彈凝固汽油彈+堿金屬攻擊水中目標(biāo)鋁制劑燃燒彈攻擊坦克2Al

+Fe2O3=Al2O3+Fe+熱量四、化學(xué)武器第一次世界大戰(zhàn)，是戰(zhàn)爭史上首次大規(guī)模使用化學(xué)武器的作戰(zhàn)。1915年4月22日，在比利時的伊普雷地區(qū)，德軍用5730只鋼瓶向法軍陣地施放了180噸氯氣，造成1萬5千人中毒，其中有5千人死亡，2400多人被俘，英法聯(lián)軍陣地被子打開了一個7-8千米的正面口子。哈伯因合成氨于1918年獲諾貝爾化學(xué)獎。哈伯在第一次世界大戰(zhàn)期間，還從事毒氣武器的研制，因而遭到各國科學(xué)家的指責(zé)。歷史告訴人們，科學(xué)是一把雙刃劍，僅僅注目于科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步是不夠的，必須站在人民和進(jìn)步事業(yè)的立場上，讓科學(xué)為人類的幸福服務(wù)?；瘜W(xué)武器分類：神經(jīng)性毒劑（沙林、VX、梭曼、塔崩）糜爛性毒劑（芥子氣、路易氏氣）全身中毒性毒劑（氫氰酸、氯化氰）窒息性毒劑（光氣、雙光氣）失能性毒劑（BZ）刺激性毒劑（CS、苯氯乙酮、亞當(dāng)氏氣）植物殺傷劑化學(xué)武器彈藥的一種特殊包裝形式，是由相對無毒或低毒的兩種或兩種以上的物質(zhì)分別裝于彈體的不同容器中而制成的。在彈體射向目標(biāo)的過程中，這些物質(zhì)依靠彈體的慣性相互混合、反應(yīng)，生成預(yù)定的有毒化學(xué)戰(zhàn)劑。因此，有人稱之為飛行中的化工廠。二元化學(xué)武器一九三八年十二月，德國科學(xué)家哈恩發(fā)現(xiàn)了鈾被中子轟擊后發(fā)生核裂變反應(yīng)。五、核武器1939年1月，德國女科學(xué)家梅特涅對原子核裂變作出了解釋，估算出一個鈾核裂變會釋放出2億電子伏特的巨大能量。原子彈原子彈是利用鈾-235或钚-239等重原子核裂變反應(yīng)，瞬間釋放巨大能量達(dá)到破壞效果的核武器，也稱裂變彈。根據(jù)核裝料的不同，可分為鈾彈和钚彈。以鈾-235作為核裝料的稱鈾彈，以钚-239作為核裝料的稱為钚彈。1千克的鈾-235或钚-239如果安全裂變，裂變和衰變過程中總共可釋放約兩萬噸TNT當(dāng)量的能量。1945年8月6日，美國投到日本廣島的稱為“小男孩”（LittleBoy)原子彈鈾彈）相當(dāng)18000000kg的TNT爆炸當(dāng)量1945年8月9日，一顆名為“胖子”（FatMan)的原子彈（钚彈）在長崎落下.原子彈爆炸形成的蘑菇云

氫彈是利用氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應(yīng)瞬時釋放出巨大能量而實現(xiàn)爆炸的核武器，亦稱聚變彈或熱核彈。氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同，但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸梯恩梯當(dāng)量，氫彈的威力則可大至幾千萬噸。還可通過設(shè)計增強(qiáng)或減弱其些破壞因素，其戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能比原子彈更好。氫彈

氫彈的基本原理

在氘、氚原子核之間發(fā)生的聚變反應(yīng)，主要是氘氚反應(yīng)和氘氚反應(yīng)。

當(dāng)熱核燃燒的溫度為幾百萬至幾億攝氏度時，氘氚反應(yīng)的速率約比氘氘反應(yīng)快100倍，因此氘氚混合物比純氘的燃燒性能更好。有一種實用的熱核裝料是固態(tài)氘化鋰-6。利用裂變引爆裝置產(chǎn)生的中子轟擊鋰-6產(chǎn)生氚，然后發(fā)生氘氚熱核反應(yīng)，釋放巨大的能量。在氫彈中，燒掉1千克氘化鋰-6，釋放的能量可達(dá)4萬-5萬噸梯恩梯當(dāng)量。

D+D→T+P+4.03MeV

D+D→3He+n+3.27MeV

D+T→4He+n+17.6MeV

熱核反應(yīng)的先決條件是高壓。但要使熱核裝料燃燒充分，還必須使燃燒區(qū)的高溫維持足夠長的時間。為此就需創(chuàng)造一種自持燃燒的條件，使燃燒區(qū)中中能量釋放的速率大于能量損失的速率。這種條件除與熱核裝料的性質(zhì)、裝量、密度、幾何形狀有關(guān)外，還與燃燒溫度和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。氫彈中熱核反應(yīng)所必需的高溫、高壓等條件，是用原子彈爆炸來提供的，因此氫彈里裝有一個專門設(shè)計用于引爆的原子彈，通常稱之為“扳機(jī)”。氫彈空中爆炸的火球

六、化學(xué)與現(xiàn)代高科技武器貧鈾材料

鈾有3種同位素：鈾238占自然界鈾礦的99.275%；鈾235占0.720%；鈾234占0.005%，只有鈾235為可裂變核素，在中子的轟擊下可發(fā)射鏈?zhǔn)胶肆逊磻?yīng)，可用來制造原子彈和用于核反應(yīng)堆燃料。而在自然界中，鈾礦通常是以混合狀態(tài)存在。貧鈾材料是從天然鈾中提取供核武器裝料或核反應(yīng)堆燃料用鈾235后的廢料，其中絕大部分是鈾238。

貧鈾彈（美國）貧鈾材料具有優(yōu)良的物理性能，密度為19.1克/立方厘米，與鎢（19.3克/立方厘米）差不多，可滿足穿甲彈芯對重金屬材料的需求。由于鎢制穿甲彈芯在撞擊裝甲時會鈍化為蘑菇狀，侵徹性能將受到一定的影響。而貧鈾穿甲彈芯在撞擊裝甲時具有自銳特性，穿甲性能優(yōu)于鎢制彈芯。另外，貧鈾具有硬度高、延展性好、韌性強(qiáng)的特點，當(dāng)加入少量其它金屬材料處理后，性能還可以進(jìn)一步提高。例如，在貧鈾中加入0.75%的鈦時，強(qiáng)度比純鈾金屬高3倍。從價格方面而言，貧鈾是核反應(yīng)堆燃料的廢棄物，價格比鎢便宜。

貧鈾彈的危害

貧鈾對人體健康的危害表現(xiàn)為重金屬的化學(xué)毒性以及放射性核素的輻射損傷，其危害主要來自貧鈾燃燒或爆炸時所產(chǎn)生的氣溶膠。在戰(zhàn)場上使用時，貧鈾彈有18%～70%被燃燒和氧化為直徑在微米范圍內(nèi)的氧化鈾氣溶膠。

氣溶膠將通過呼吸進(jìn)入人體，而進(jìn)入呼吸系統(tǒng)內(nèi)的大部分氣溶膠無法溶解。這些難溶的粒子很難從體內(nèi)排出，將長期滯留在肺或其它器官內(nèi)。如果一次性吸入劑量較高的話，將導(dǎo)致肺損傷，甚至導(dǎo)致肺癌。更為可怕的是，貧鈾氣溶膠可在空氣中懸浮數(shù)小時，也可以隨空氣流動而漂移到下風(fēng)向。沉降的貧鈾可對水、土壤、農(nóng)作物和其它物體造成污染。鈾238是α射線輻射體，其半衰期較長。另外，鈾238還釋放少量的β粒子，長期接觸可能會造成皮膚損傷。

調(diào)查結(jié)果顯示，伊拉克人民的癌癥死亡率從1991年海灣戰(zhàn)爭前的0.11%上升到0.96%，其中兒童的受害程度最為嚴(yán)重，癌癥死亡率高達(dá)1.66%。另外，大量美國士兵莫名其妙地患上了身體虛弱、焦慮、頭痛、肌肉關(guān)節(jié)痛、睡眠障礙等疾病，也就是所謂的“海灣戰(zhàn)爭綜合癥”。

真空彈（英國）真空炸彈爆炸后不產(chǎn)生大量的彈片和沖擊波，而是放出大量的易燃?xì)怏w，這些氣體散布在目標(biāo)周圍，將其包圍住，而后引燃。氣體引燃后會產(chǎn)生巨大的震蕩氣流，能夠穿透墻壁，與爆炸點附近空間的氧氣充分反應(yīng)，耗盡氧氣后，形成局部真空。由于巨大負(fù)壓作用，在此范圍內(nèi)人員的身體器官就會受到嚴(yán)重傷害，如五臟爆裂，眼球不翼而飛等，常規(guī)的保護(hù)對它無能為力。由于真空彈殺傷力巨大，并且場面血腥、恐怖，因此屢遭人權(quán)組織的批評。

燃料空氣炸彈（美國）彈殼內(nèi)裝著易燃易爆的化學(xué)燃料，早期的主裝藥是可揮發(fā)性碳?xì)浠衔?，后期主裝藥配方為機(jī)密，但發(fā)展趨勢是由液體、氣體變?yōu)楣腆w，如采用高分子聚合物粒狀粉末，以便提高武器系統(tǒng)的威力和安全性。燃料空氣炸彈爆炸發(fā)生時會產(chǎn)生超壓、高溫、窒息等綜合殺傷和破壞效應(yīng)。這與傳統(tǒng)常規(guī)炸彈那種彈片橫飛、只要俯臥下身體就可躲避的情景完全不同。使用時不受任何條件和地形的影響，因為氣霧是流動的，可以滲透到整個陣地的所有空間，爆炸產(chǎn)生的巨大沖擊波會把樹木、不平地夷為平地，暴露在陣地上或躲在掩體里的人員和裝備都容易遭到殺傷。同時它會迅速將周圍空間的氧氣"吃掉"，產(chǎn)生大量的二氧化碳和一氧化碳，爆炸現(xiàn)場的氧氣含量僅為正常含量的1／3，而一氧化碳濃度卻大