核爆炸（英語：nuclear explosion）是某些物質的原子核發生裂變或聚變的連鎖反應，在瞬時釋放出巨大能量，形成高溫高壓并輻射多種射線的爆炸現象。核爆炸反應釋放的能量比炸藥爆炸時放出的化學能大得多，能使反應區（又稱活性區）介質溫度升高到數千萬開，壓強增到幾十億大氣壓（1大氣壓等于101325帕），成為高溫高壓等離子體，并且是在微秒量級的時間內完成的。為了便于和普通炸藥比較，核武器的爆炸威力，即爆炸釋放的能量，用釋放相當能量的TNT炸藥的重量表示，稱為TNT當量。
核爆炸方式有空中爆炸、地面（水面）爆炸、地下（水下）爆炸。主要的核武器有原子彈、氫彈、中子彈等，其中核爆炸核爆炸裝置是依靠核裝料內原子核的鏈式裂變或自持聚變反應，瞬時釋放巨大能量而形成爆炸的裝置，主要由核部件、炸藥爆炸系統、核點火部件及相應的結構件組成。全面禁止核試驗后，人們采用了大型電子計算機模擬試驗代替實際的核爆炸試驗。
核爆炸是通過沖擊波、光輻射、早期核輻射、核電磁脈沖和放射性污染等效應對人體和物體起殺傷和破壞作用的。可能導致中度至重度皮膚燒傷、眼睛損傷、放射病、輻射誘發的癌癥，甚至可能導致死亡，具體取決于人距爆炸半徑的距離。 核爆炸還會對氣候產生有害影響，持續數月至數年。卡爾·薩根 (Carl Sagan) 等在 1983 年的一篇文章中聲稱，核戰爭可能會向大氣中釋放足夠多的粒子，導致地球變冷，全球農作物、動物和農業消失——這種效應被稱為“核冬天”。
簡史
第一次人造核爆炸于1945年7月16日凌晨5點30分發生在美國新墨西哥州阿拉莫戈多的白沙導彈靶場。該原子彈系內爆型。其爆炸力為2萬噸三硝基甲苯當量。
1945年7月26日，美、英、中三國向日本發出最后通諜?——波茨坦公告，要求日本無條件投降，可是遭到了當時日本政府的拒絕，8月6日，一架美國B—29轟炸機向廣島投下了一枚稱為“小男孩原子彈”的235原子彈，爆炸當量為2.1萬噸。8月9日，又向長崎市投下了第二枚稱為“胖子”的239原子彈，爆炸威力為1.6萬噸。
1949年8月29日，蘇聯成為第二個成功試驗核彈的國家。RDS-1原子彈，被蘇聯稱為“第一閃電”，被美國稱為“Joe-1”，爆炸力為2.2萬噸TNT當量，其本質上是美國胖子钚內爆設計的復制品。
美國的第一個氫彈Mike4于1952年11月1日在埃尼威塔克環礁引爆，產生了10兆噸的爆炸力。蘇聯測試的第一枚熱核武器RDS-6（Joe-4）于 1953年8月12日在哈薩克斯坦塞梅伊試驗場引爆，其實驗當量估計在40萬噸左右。 這枚氫彈是根據蘇聯科學家安德烈·德米特里耶維奇·薩哈羅夫的“夾心蛋糕”理念設計的。
1957年9月29日，俄羅斯烏拉爾地區克什特姆、車里雅賓斯克兩城之間的一個地下核廢料存儲罐發生爆炸，一片直徑10公里的
帶著放射元素—90的煙云升空，核輻射擴散面積2000多平方公里。據原蘇聯遺傳學家若列斯·梅德韋杰夫估計，這次爆炸后幾天就有幾百人輻射致死，當年至少有1000人死于輻射。直到1978年，污染區還有20%的地方未能恢復生產活動。
《華盛頓郵報》的《朝鮮是21世紀唯一進行核試驗的國家》中梳理了世界8個國家71年間的核試驗數量為2045次（其中美國進行了1032次）。比基尼島位于太平洋，是馬紹爾群島北部的堡礁，為36個珊瑚礁組成的環礁，中間是鴻湖。第二次世界大戰結束，美蘇冷戰，為了壓制蘇聯，在12年間美國軍隊在太平洋馬紹爾群島共進行了67次核爆炸試驗。比基尼島由于地勢平坦，就成了理想的核爆炸試驗場，美國一共在這里進行了23次試驗，其中一次為氫彈試驗（1952年），在這里爆炸的總當量為廣島原子彈爆炸當量的7000倍，最嚴重的一次形成1400米直徑的彈坑，火球直徑5000米，蘑菇云籠罩100多千米，氣溫達5.5萬攝氏度，周圍海域近千艘船被迫放棄捕魚。比基尼島核試驗被稱為全球第三次核災害，其與20世紀50年代初相比有42種生物絕跡，其中28種已滅絕。
1963年，美國、蘇聯和英國簽署了《有限禁止核試驗條約》（也稱為《部分禁止核試驗條約》），其禁止在大氣層和水下進行核試驗，但是允許地下核試驗。美國和蘇聯于1968年7月1日與其他國際核大國合作簽署了《核不擴散條約》。1974年，美國和蘇聯同意根據《禁止核試驗閾值條約》限制地下核試驗的數量。1996年簽署的《全面禁止核試驗條約》全面禁止核彈試爆。然而，由于包括美國在內的許多國家尚未批準，《全面禁止核試驗條約》尚未生效。2017年，聯合國大會批準了《禁止核武器條約》。
核爆炸方式
核爆炸方式是指在空中不同高度或在地下（水下）不同深度實施核爆炸的形式。?鑒于爆炸環境對核武器爆炸后的各種效果有直接的影響，通常把核爆炸分為4種類型：空中核爆炸、地面（水面）核爆炸以及地下（水下）核爆炸。相關資料分析表明：根據爆炸高度和當量立方根的比值比例爆高，簡稱比高，比高為60時，核爆炸的火球一般不接觸地（水）面。因此，將比高小于60的核爆炸定為地（水）面爆炸，比高等于零的定為觸地爆炸。
空中爆炸
空中爆炸，又分為低空爆炸、中空爆炸、高空爆炸和超高空爆炸。當量相同，爆炸方式不相同的核爆炸，其景象和對目標的殺傷破壞效果、造成地面沾染的程度都不相同。其中比高為60～120的定為低空爆炸，比高為120～200的定為中空爆炸，比高為200～250的定為高空爆炸。實際爆炸高度在幾十千米以上的是超高空爆炸。
低空爆炸對破壞較堅固的地面目標（如野戰工事、人防工事、集群坦克、交通樞紐等）能達到較好的效果，同時還可能造成一定程度的地面放射性沾染。
中空爆炸，用于摧毀對方不太堅固的地面目標（如火炮、汽車、城市建筑、工業廠房等）和殺傷地面暴露人員，不會形成影響部隊行動的地面放射性沾染。
高空爆炸，用于殺傷較大范圍的地面暴露人員和摧毀脆弱目標（飛機等），不會形成地面放射性沾染。
超高空爆炸，主要用于摧毀飛行中的導彈、火箭和高空飛行器（如衛星）等目標，以及利用核電磁脈沖效應來干擾、破壞敵方的通訊聯絡和電氣、汽車傳感器。
地面（水面）爆炸
核爆炸形成的火球接觸地面（水面）的爆炸，稱為地面（水面）爆炸，簡稱地爆。地面爆炸用于摧毀地下和淺地下的堅固目標（如地下指揮所、導彈發射井、地下鐵道、地面堅固永備工事等），造成對對方軍隊行動有巨大影響的嚴重的放射性沾染。水面爆炸用于摧毀對方水面艦艇和港口等目標，并在一定范圍內的水域造成嚴重的放射性沾染。
地下（水下）爆炸
地下爆炸一般用于破壞地下目標，并造成彈坑以形成障礙，深度較淺的地下爆炸可造成嚴重的放射性沾染。水下爆炸用于摧毀對方潛艇和水面艦艇以及水下設施等目標，也會在一定范圍內造成放射性沾染。
原理
核爆炸的原理就是利用鏈式裂變反應產生的巨大能量導致的一種爆炸，它是由于原子核裂變、核聚變（如、、鋰的聚變）或者是這兩者的多級串聯組合所引發的連續反應，如原子彈、氫彈的爆炸等。裂變過程中：
每消耗一個中子，平均釋放出2.5（）個新中子。這些新中子能引起其他核裂變并放出更多的中子。在核反應堆中把核鏈式反應控制到一種平衡狀態，即每一次裂變放出的新中子只有一個用于下一次裂變。處于這種狀態時我們說中子倍增系數。如果中子倍增系統大于1，中子數就呈指數增加，因此裂變率也呈指數增加。若是沒有任何控制機構，放出的熱量終將毀掉鏈式反應系統。
核爆炸裝置在引爆之前，裂變材料分成幾個亞臨界塊，以防止偶然核爆炸。當用電引爆裝置引發化學炸藥爆炸時，把亞臨界塊推向中心，達到臨界值，鏈式反應開始。一般化學炸藥如三硝基甲苯（TNT）爆炸時釋放的能量，來自化合物的分解反應。在這些化學反應里，碳、氫、氧、氮等原子核都沒有變化，只是各個原子之間的組合狀態有了變化。核反應與化學反應則不一樣。在核裂變或核聚變反應里，參與反應的原子核都轉變成其他原子核，原子也發生了變化，即實質上是原子核的反應與轉變。
核爆炸的發展過程可以用時間來大致區分，例如，以當量為20kt的空中核試驗來說明其發展過程。
核武器
核武器是利用能自持進行核裂變或聚變反應釋放的能量，產生爆炸作用，并具有大規模殺傷破壞效應的武器的總稱。其中核爆炸核爆炸裝置簡稱核裝置，它是依靠核裝料內原子核的鏈式裂變或自持聚變反應，瞬時釋放巨大能量而形成爆炸的裝置。用作武器的核裝置，加上引爆控制系統即組成核戰斗部。
核裝置通常由核部件、炸藥爆炸系統、核點火部件及相應的結構件組成。核部件由核裝料成形加工并適當組裝而成。炸藥爆炸系統用以壓攏或壓緊核裂變部件使其達到超臨界狀態，并由核點火部件適時產生點火中子去觸發鏈式裂變反應。
核裝置中自持聚變反應是由鏈式裂變反應瞬時釋放高能使核聚變裝料達到高溫高壓而造成的。核裝置用于核試驗時，可不要求其結構能耐受作武器使用時所遭遇的嚴酷環境，也無突防等需要。
作武器使用的核裝置，則既要考慮有較大的威力，又要保持較高的安全性和好的突防性能，并注意形狀與核彈殼體的適配性、操作使用的方便性和較低的造價。這種核裝置的設計首先是物理設計，這必須深入了解其反應過程，弄清其必須具備的條件與各種物理參數，?提出一個或幾個設想方案的物理模型，運用快速大容量計算機作仿真計算，調整擬定的方案使之達到最優，還得通過多次化學轟爆試驗，?甚至局部的核試驗以進行切合實際的修改。其次才是工程設計，這就要考慮結構強度、環境適應性、安全性、在殼體中的布局和維護使用的方便性等，并做相應的試驗進行方案的修改和考核。最后還得通過必要的核試驗，校核能否達到給定的技術條件。
核爆炸裝置主要類型如下：
原子彈是利用重核裂變鏈式反應放出的巨大能量造成殺傷破壞的核彈。它主要由核裝料、起爆裝置、中子源和中子反射層等組成。核裝料由235鈾、239钚裂變物質制成。引爆裝置有引信、常規高能炸藥和中子源。如“胖子”內爆式核彈與“小男孩原子彈”槍式核彈。
氫彈是利用輕核聚變反應放出的巨大能量，造成殺傷破壞作用的核武器。由于輕核聚變反應需要在極高的溫度下才能進行，所以氫彈又叫熱核武器。氫彈的主要組成部分是引爆裝置和熱核裝料。引爆裝置是由235鈾、238鈾、239钚等裂變物質制成的原子彈，它的主要作用是造成聚變反應所需要的極高溫度，保證熱核反應的順利進行。熱核裝料主要是氘化鋰。比如美國也是世界上第一個氫彈——“常春藤-麥克”，以及蘇聯第一枚氫彈RDS-6（Joe-4）。
中子彈又叫加強輻射彈，是利用聚變反應產生的大量高能中子作為主要殺傷因素的一種戰術核武器。中子彈一般用當量很小的原子彈作為引爆裝置，用鈹作中子反射層，用氘氚作為核裝料。因此，中子彈是一種小當量的氫彈。其特點是：中子的產額多，能量高，早期核輻射效應增強；當量小；沖擊波、光輻射的作用減弱；放射性沾染程度輕等。
核爆炸模擬
核爆炸模擬是利用大型電子計算機進行的模擬試驗，可以在相當程度上代替實際的核試驗，即利用慣性約束聚變在實驗室開展有關核彈物理和核武器效應的理論與實驗相結合的研究。核爆模擬研究的目的，旨在全面核禁試后通過實驗室研究的手段，用經過實驗校驗核武器設計的計算機模擬程序來繼續研究核武器物理和核武器效應，以便確保庫存核武器的安全性、可靠性與有效性，并進一步改善核武器的性能，甚至發展核武器。
慣性約束聚變包括直接驅動和間接驅動兩種方式。由于間接驅動方式與核武器的驅動方式非常類似，都是靠X射線輻射燒蝕驅動的, 所不同的是X射線輻射來源不同，前者靠激光在重金屬轉換出來的X射線輻射或Z-縮裝置產生的X射線輻射，后者則靠核武器的初級提供的X射線來引爆次級。因此，在核爆模擬中，通常都采用慣性約束聚變的間接驅動方式來模擬核彈的物理過程。
在間接驅動中，強激光從柱型黑腔金靶的兩端入射到腔壁，立即形成稱之為電暈區的高溫低密度的稀薄的金等離子體。然后，激光繼續打到腔壁上，在亞臨界密度區域，通過逆韌致吸收和反常吸收加熱等離子體，并通過電子熱傳導傳至密度較高 、溫度較低的電子燒蝕區，轉換為X射線。燒蝕區的這種力學狀態是金等離子體發射X射線的最佳狀態，X射線發射速率最大。轉換出的X 射線能量通過輸運沉積到靶丸的外殼，由熱輻射間接燒蝕外殼，產生內爆，壓縮靶丸內的氘氚燃料，創造熱核聚變點火燃燒的條件，實現高增益。因此，間接驅動有時又稱之為輻射驅動。
核彈是不可控的大威力的熱核爆炸，慣性約束聚變則是可控的微型熱核聚變。兩者只是在性質上類似，在量上和在裝置的構型上以及所使用的材料等方面則均有極大的差別。因此，核爆模擬間接驅動的靶設計與慣性約束聚變間接驅動的靶設計大相徑庭。
影響
沖擊波
核爆炸為高能量密度爆炸，爆炸瞬時釋放出大量能量，產生高溫、高壓，形成極高密度的“流體力學波陣面”高速向四周推進，與周圍環繞介質（一般為大氣）產生“流體力學耦合”生成陣面非常陡的沖擊波。空氣中爆炸時，沖擊波的能量通常約占總能量的50%。這樣高能量的沖擊波向四周傳播，產生很強的力學效應。
核爆炸的力學效應與一般爆炸的力學效應相同，但爆炸機理不同，且不同的爆炸條件（高空爆炸、低空爆炸、地面爆炸、水下爆炸、地下爆炸等）對爆炸能量分配影響很大，環境氣象條件（溫度、風、濕度等）和地形條件（山區、丘陵、平原等）都對爆炸效應產生影響。因而用一般爆炸力學中理想條件下的分析計算方法計算時，會產生較大的偏差，且計算比較復雜。通常工程上都是采用實驗得出的經驗設計計算方法。
熱（光）輻射
光輻射就是核爆炸時從火球輻射出來的光和熱。核爆炸瞬間，釋放出巨大的能量，在爆炸點造成攝氏度幾千萬度的極高溫，從而發出耀眼的閃光；緊接著，由灼熱的爆炸殘余物和周圍空氣等形成一個熾熱而明亮的火球。在一定的時間內，火球表面的溫度可保持在攝氏幾千度以上，它像太陽一樣，以光的形式向外輻射出巨大的能量。當火球表面的溫度下降到攝氏2000度左右時，火球便停止發光而成為煙團。
光輻射和太陽光相似，它由可見光、紫外線和紅外線組成。光輻射和普通光線一樣，在空氣中以光速直線向外傳播。遇到物體時，一部分反射，一部分被吸收。淺色和表面光滑的物體對光輻射反射較多，深色和表面粗糙的物體對光輻射吸收較多。其強度用光沖量表示。光沖量是指火球在整個輻射時間內，投射到與光線垂直的單位面積上的能量，單位為卡/厘米2。光沖量的大小，主要由核爆炸當量、距爆心距離、爆炸方式等因素決定。在其他條件相同的情況下，光沖量與爆炸當量成正比，光沖量隨距爆心距離的增加而迅速減小。
光輻射受氣候條件的影響。冰和積雪能反射光輻射，可能使光沖量增強40%～90%；云霧雨雪可能使光沖量減弱20%～30%；陰天在云層以下核爆炸時，對地面目標而言，光沖量約增強50%。
核冬天
核冬天就是大規模核戰爭引起全球急劇降溫的理論假設。1983年，五位科學家—理查德·特科、歐文·童尼、托馬斯·阿科曼、詹姆斯·波拉克和卡爾 ·?薩根在《科學》雜志上聯合發表文章，提出了所謂的“核冬天”理論。他們通過對核戰爭方案模型、粒子微觀物理模型和輻射——對流氣候模型的模擬計算后指出，一場大規模的核戰爭除了沖擊波、放射性沉降、熱（光）輻射等造成的直接破壞性后果外，還將給全球氣候帶來巨大災難，使生態遭受極大破壞。據推算，在核戰爭后的20天內，全球將籠罩在塵埃、濃煙之中，地面輻射平衡遭到破壞，處于漫長的“核黑夜”之中；在核戰爭后的100天內，北半球的平均氣溫將降至0℃以下，植物、動物包括人類將大批死亡。核冬天的嚴重后果引起人們的極大關注，美國、蘇聯和一些西歐國家為此進行了合作研究。但它的最終被證實還有待科學技術的發展和科學研究的深入。許多學者指出，核冬天理論渲染過于嚴重，推論過于簡單，?僅注意核爆炸引起的煙塵對氣候致冷的影響，忽視核爆炸所產生的高溫、高熱對氣候的影響。
防護
防護
對于核爆炸的損傷作用，既有可防性，又有難防性。核試驗系列研究結果表明，對早期核輻射防護效果主要取決于防護層的性質和厚度；對光輻射的防護效果主要取決于隱蔽程度和裝備防燃性能；對沖擊波的防護效果主要取決于抗壓與密閉消波性能；對放射性沾染的防護效果主要取決于屏蔽結構的密閉程度和沾染后的洗消效能。常見的防護措施有地形地物（高崗、凹地、橋墩、涵洞等）、民用建筑、人防工事、地鐵車站類的大型建筑物、野戰工事及大型兵器等。
核爆炸后的處理
對核襲擊損傷的搶救搶修，通常采取群眾性自救互救和組織搶救隊搶救相結合的方法。自救互救的內容有：撲滅服裝上著的火；止血；包扎和遮蓋創面，固定受傷肢體；保持呼吸道暢通，防止窒息；止痛；初步消除服裝和體表的放射性沾染，對重傷員應及時后送。
對放射性沾染的防護需首先查明沾染情況，撤出沾染區，隨后進行消除放射性沾染（簡稱消除沾染）。消除沾染分局部和全部兩種。局部除沾染通常由分隊指揮員利用戰斗間隙，組織對受染人員服裝裝具、武器裝備等主要部位，用毛巾、掃帚，樹枝、布團等就便器材，采取擦拭、掃除、拍打、抖拂等方法進行消除。其消除率可達60%～90%左右。全部消除通常在戰斗情況允許或戰斗結束后，在部隊司令部統一組織下，用防化分隊洗消車輛以游動洗消或開設固定洗消站兩種方式對沾染嚴重的人員、服裝裝具、武器裝備等全部表面進行消除。其消除率通常接近100%。
對糧秣[mò]消除沾染，可采用過篩、加工脫殼、水洗、風吹等方法，其消除率在90%以上。對飲水消除沾染，可采取土壤凈化法和過濾法，其消除率可達30%～75%。對地面、工事消除沾染，可采用鏟除、掃除或沖洗等方法。
參考資料 >
Hydrogen Bomb – 1950.nuclearmuseum.org.2023-12-14
核爆炸.術語在線.2023-12-09
Soviet Hydrogen Bomb Program.nuclearmuseum.org.2023-12-14
Limited or Partial Test Ban Treaty (LTBT/PTBT).nuclearmuseum.org.2023-12-14