什么是伽马射线？

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γ射线，又称γ粒子流，中文音译为伽马射线。

γ射线是一种波长短于0.2埃的电磁波。首先由法国科学家P.V.维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。它是一种强电磁波，它的波长比X射线还要短，一般波长小于0.001纳米。在原子核反应中，当原子核发生α、β衰变后，往往衰变到某个激发态，处于激发态的原子核仍是不稳定的，并且会通过释放一系列能量使其跃迁到稳定的状态，而这些能量的释放是通过射线辐射来实现的，这种射线就是γ射线。

γ射线具有极强的穿透本领。人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，如蛋白质、核酸和酶，它们都是构成活细胞组织的主要成分，一旦它们遭到破坏，就会导致人体内的正常化学过程受到干扰，严重的可以使细胞死亡。

人类观察太空时，看到的为“可见光”，然而电磁波谱的大部分是由不同辐射组成的，当中的辐射的波长有较可见光长，亦有较短，大部分单靠肉眼并不能看到。通过探测伽马射线能提供肉眼所看不到的太空影像。

在太空中产生的伽马射线是由恒星核心的核聚变产生的，因为无法穿透地球大气层，因此无法到达地球的低层大气层，只能在太空中被探测到。太空中的伽马射线是在1967年由一颗名为“维拉斯”的人造卫星首次观测到的。从20世纪70年代初由不同人造卫星所探测到的伽马射线，提供了关于几百颗此前并未发现到的恒星及可能的黑洞。于90年代发射的人造卫星（包括康普顿伽马射线观测台），提供了关于超新星、年轻星团、类星体等不同的天文信息。

在军事上，γ射线强具有很大的威力。一般来说，核爆炸（比如原子弹、氢弹的爆炸）的杀伤力量由4个因素构成：冲击波、光辐射、放射性污染和贯穿辐射。其中贯穿辐射则主要由强γ射线和中子流组成。由此可见，核爆炸本身就是一个γ射线光源。通过结构的巧妙设计，可以缩小核爆炸的其他硬杀伤因素，使爆炸的能量主要以γ射线的形式释放，并尽可能地延长γ射线的作用时间（可以为普通核爆炸的3倍），这种核弹就是γ射线弹。

与其他核武器相比，γ射线的威力主要表现在以下2个方面：

（1）γ射线的能量大。由于γ射线的波长非常短，频率高，因此具有非常大的能量。高能量的γ射线对人体的破坏作用相当大，当人体受到γ射线的辐射剂量达到200～600雷姆时，人体造血器官如骨髓将遭到损坏，白血球严重地减少，内出血、头发脱落，在2个月内死亡的概率为0～80%；当辐射剂量为600～1000雷姆时，在2个月内死亡的概率为80%～100%；当辐射剂量为1000～1500雷姆时，人体肠胃系统将遭破坏，发生腹泻、发烧、内分泌失调，在两周内死亡概率几乎为100%；当辐射剂量为5000雷姆以上时，可导致中枢神经系统受到破坏，发生痉挛、震颤、失调、嗜眠，在2天内死亡的概率为100%。

（2）γ射线的穿透本领极强。γ射线是一种杀人武器，它比中子弹的威力大得多。中子弹是以中子流作为攻击的手段，但是中子的产额较少，只占核爆炸放出能量的很小一部分，所以杀伤范围只有500～700米，一般作为战术武器来使用。γ射线的杀伤范围，据说为方圆100万平方千米，这相当于以阿尔卑斯山为中心的整个南欧。因此，它是一种极具威慑力的战略武器。

γ射线弹除杀伤力大外，还有2个突出的特点：①γ射线弹无需炸药引爆。一般的核弹都装有高爆炸药和雷管，所以贮存时易发生事故。而γ射线弹则没有引爆炸药，所以平时贮存安全得多。②γ射线弹没有爆炸效应。进行这种核试验不易被测量到，即使在敌方上空爆炸也不易被觉察。因此γ射线弹是很难防御的，正如美国前国防部长科恩在接受德国《世界报》的采访时说，“这种武器是无声的，具有瞬时效应。”可见，一旦这个“悄无声息”的杀手闯入战场，将成为影响战场格局的重要因素。

光电效应

光电效应，是物理学中一个重要而神奇的现象，在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。科学家们对光电效应的深入研究对发展量子理论起了根本性的作用。γ光子与介质的原子相互作用时，整个光子被原子吸收，其所有能量传递给原子中的一个电子。该电子获得能量后就离开原子而被发射出来，称为光电子。光电子的能量等于入射γ光子的能量减去电子的结合能。

伽玛射线弹的第四代核武器

自从1945年广岛、长崎上空的蘑菇云宣告了核武器的问世以来，核武器至今已发展到9种之多。

原子弹：它是最早的核武器，也是最普通的核武器。它利用铀、钚等重原子核裂变反应放出巨大的能量，通过光辐射、冲击波、早期核辐射、放射性沾染和电磁脉冲起到杀伤破坏作用。

氢弹：又称热核聚变武器，其杀伤机理与原子弹基本相同，但威力比原子弹大几十至上千倍。

中子弹：又称弱冲击波强辐射弹。在战场上，中子弹只杀伤人员等有生目标，而不摧毁如建筑物、武器装备等设施，对人不对物是它的一大特点。

电磁脉冲弹：它是利用核爆炸能量来加速核电磁脉冲效应的一种核弹。产生的电磁波可“烧毁”电子设备，造成大范围的指挥、控制、通信系统瘫痪，是未来电子战的主要武器。

伽马射线弹：它爆炸后尽管各种效应不大，也不会使人立刻死去，但能造成放射性沾染，迫使敌人离开。

感生辐射弹：是一种强放射性污染的核武器，在一定时间和一定空间上造成放射性沾染，达到迟滞敌军和杀伤敌军的目的。

冲击波弹：它是一种小型氢弹，采用慢化吸收中子技术，减少了中子活化，削弱了辐射的作用。它爆炸后，部队可迅速进入爆区投入战斗。

红汞核弹：它用红汞（氧化汞锑）作为中子源，所以体积和重量大大减小。一枚小型的红汞核弹只有一个棒球大小，但当量可达万吨。

三相弹：用位于弹体中心的原子弹和外部的铀238反射层共同激发中间的热核材料聚变，可以得到大于氢弹的威力。

中国应该都有。

从“第四代核武器”谈起

根据工作原理和性能，有人把核武器分为四代。第一代核武器是利用重原子核（如铀-235和钚-239）

第四代核武器技术报告

裂变反应原理制成的原子弹，也称裂变弹。第二代核武器是利用轻元素原子核（如氘、氚）在高温高压下发生聚变反应原理制成的氢弹，也称聚变弹。氢弹由初级和次级两部分构成，初级引发聚变反应，次级则发生聚变反应并引发重核裂变放出更多能量。第三代核武器是核爆炸驱动的定向能武器，主要包括核爆激励X激光武器、核爆激励高功率微波武器和核动能武器。

所谓“第四代核武器”是以核子间的作用为基础，但性能又不同于现有核武器的新一代核武器。一般认为包括金属氢武器、核同质异能素武器、反物质武器以及超钚元素和超重元素武器。下面将重点分析的铪-178“伽马射线武器”（简称伽马弹”）就是一种核同质异能素武器。“第四代核武器”产生的剩余放射性很小，适于在战场上使用；而且研制不需要进行核试验，不受《全面禁止核试验条约》的限制。因此在军事和政治方面具有明显优势，受到各军事大国的青睐。但这类武器的研制对基础研究与实验设施的要求非常高，只有很少国家具备研制它的实力。

“第四代核武器”概念的提出者并不是美国主要的核武器研制单位和研究人员，并没有得到他们的认同和响应。在美国出现了这样的有趣现象：对于“第四代核武器”，似乎媒体的兴趣比专业人员要大，国防部（潜在的使用者）的兴趣比能源部（可能的研制者）要大。即便是对其中最“有戏”的“核同质异能素武器”也大体如此，美国有许多科技人员对这种武器持怀疑态度，发表文章强烈反对。

即使如此，美国国防部还是于2002年将“伽马射线武器”项目列入了“军事关键科学技术”计划。该项目的研究内容，是用X射线轰击、触发同核异能素铪-178m2，使它以γ射线的方式释放能量，并利用这个原理做成武器。美国国防信息中心认为它“有可能使作战的各个方面发生革命性的变化”。国防部高级研究计划署对此十分重视，设置了一项2年拨款3000万的铪同核异能素计划，建立了专门研究铪-178m2生产问题的小组。

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