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1、几乎任何人都不会认为战争是一种有价值的人类活动，但是一旦战争爆发，人人都希望取得胜利。因此，世界各国政府总是号召科学家们研制出更有效的武器或更好的防御物。化学在武器和防御物两方面都发挥了很大的作用。因此，美国西点军校要求其每一位学员都必须学习化学，而且美国军队的所有部门都规定要支持有关领域的化学研究。,第11章 化学与武器,火药是我国古代四大发明之一，距今已有 1000多年的历史。火药最初主要用于医药，这从其命名中的“药”字即可见一斑。据（本草纲目记载，火药有去湿气、除瘟疫、治疮癣的作用，后来火药传至欧洲才用于军事。,一、火药武器的灵魂,黑火药的主要成分是：硝酸钾、硫、木炭： 2KNO3 +
2、S + 3C = K2S + N2 + 3CO2 据测，大约4克黑火药着火燃烧时，可产生280升气体，体积可膨胀近万倍。由于爆炸时有K2S固体产生，往往有很多浓烟冒出，黑火药之名便由此而来,黄色火药：,苦味酸,诺贝尔一生共获得255项科学发明专利权，他在 1864年研制出的炸药和雷管，在生产上和军事上发挥了巨大作用，同时也获得高额利润。雨果称诺贝尔为“欧洲最富有的人”。诺贝尔醉心于化学研究，终生未娶。 诺贝尔去世后留下约920万美元。自1901年起，设立了物理学、化学、医学和生理学、文学、和平奖 ，后来又增设了经济学奖。,TNT,二、烟雾弹恐怖的云海,“烟”是由固体颗料组成的，“雾”则是由小液
3、滴组成的。烟幕弹的原理是通过化学反应在空气中造成大范围的化学烟雾。装有白磷烟幕弹引爆后，白磷迅速在空气中燃烧，其反应方程式为： 4 P + 5 O2 = 2P2O5 P2O5 与水蒸气反应： 2P2O5 + 6H2O = 4 H3PO4 P2O5 + H2O = 2HPO3 这些酸液滴与为反应的白色颗粒状P2O5悬浮在空气中，便形成了“云海”。,三、燃烧弹致命的火神,铝制剂燃烧弹,攻击坦克,2Al + Fe2O3 = Al2O3 + Fe + 热量,四、化学武器,第一次世界大战，是战争史上首次大规模使用化学武器的作战。1915年4月22日，在比利时的伊普雷地区，德军用5730只钢瓶向法军阵地施
4、放了180吨氯气，造成1万5千人中毒，其中有5千人死亡，2400多人被俘，英法联军阵地被子打开了一个7-8千米的正面口子。,哈伯因合成氨于1918年获诺贝尔化学奖。,哈伯在第一次世界大战期间，还从事毒气武器的研制，因而遭到各国科学家的指责。历史告诉人们，科学是一把双刃剑，仅仅注目于科学和技术的进步是不够的，必须站在人民和进步事业的立场上，让科学为人类的幸福服务。,化学武器分类： 神经性毒剂（沙林、VX、梭曼、塔崩） 糜烂性毒剂（芥子气、路易氏气） 全身中毒性毒剂（氢氰酸、氯化氰） 窒息性毒剂（光气、双光气） 失能性毒剂（BZ） 刺激性毒剂（CS、苯氯乙酮、亚当氏气） 植物杀伤剂,化学武器弹药的
5、一种特殊包装形式，是由相对无毒或低毒的两种或两种以上的物质分别装于弹体的不同容器中而制成的。在弹体射向目标的过程中，这些物质依靠弹体的惯性相互混合、反应，生成预定的有毒化学战剂。因此，有人称之为飞行中的化工厂。,二元化学武器,一九三八年十二月，德国科学家哈恩发现了铀被中子轰击后发生核裂变反应。,五、核武器,1939年1月，德国女科学家梅特涅对原子核裂变作出了解释，估算出一个铀核裂变会释放出2亿电子伏特的巨大能量。,原子弹 原子弹是利用铀-235或钚-239等重原子核裂变反应，瞬间释放巨大能量达到破坏效果的核武器，也称裂变弹。根据核装料的不同，可分为铀弹和钚弹。以铀-235作为核装料的称铀弹，以
6、钚-239作为核装料的称为钚弹。 1千克的铀-235或钚-239如果安全裂变，裂变和衰变过程中总共可释放约两万吨TNT当量的能量。,1945年8月6日，美国投到日本广岛的称为“小男孩” （Little Boy)原子弹铀弹）,相当18000000kg的TNT爆炸当量,1945年8月9日，一颗名为“胖子”（Fat Man)的原子弹（钚弹）在长崎落下.,原子弹爆炸形成的蘑菇云,氢弹是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量而实现爆炸的核武器，亦称聚变弹或热核弹。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨梯恩梯当量，氢弹的威力则可大至几千万吨
7、。还可通过设计增强或减弱其些破坏因素，其战术技术性能比原子弹更好。,氢 弹,氢弹的基本原理在氘、氚原子核之间发生的聚变反应，主要是氘氚反应和氘氚反应。当热核燃烧的温度为几百万至几亿摄氏度时，氘氚反应的速率约比氘氘反应快100倍，因此氘氚混合物比纯氘的燃烧性能更好。有一种实用的热核装料是固态氘化锂-6。利用裂变引爆装置产生的中子轰击锂-6产生氚，然后发生氘氚热核反应，释放巨大的能量。在氢弹中，烧掉1千克氘化锂-6，释放的能量可达4万-5万吨梯恩梯当量。D+DT+P+4.03 MeVD+D3He+n+3.27 MeV D+T4He+n+17.6 MeV,热核反应的先决条件是高压。但要使热核装料燃烧
8、充分，还必须使燃烧区的高温维持足够长的时间。为此就需创造一种自持燃烧的条件，使燃烧区中中能量释放的速率大于能量损失的速率。这种条件除与热核装料的性质、装量、密度、几何形状有关外，还与燃烧温度和系统的结构密切相关。氢弹中热核反应所必需的高温、高压等条件，是用原子弹爆炸来提供的，因此氢弹里装有一个专门设计用于引爆的原子弹，通常称之为“扳机”。,氢弹空中爆炸的火球,六、化学与现代高科技武器,贫铀材料 铀有3种同位素：铀238占自然界铀矿的99.275%；铀235占0.720%；铀234占0.005%，只有铀235为可裂变核素，在中子的轰击下可发射链式核裂反应，可用来制造原子弹和用于核反应堆燃料。而在
9、自然界中，铀矿通常是以混合状态存在。贫铀材料是从天然铀中提取供核武器装料或核反应堆燃料用铀235后的废料，其中绝大部分是铀238。,贫铀弹（美国）,贫铀材料具有优良的物理性能，密度为19.1克/立方厘米，与钨（19.3克/立方厘米）差不多，可满足穿甲弹芯对重金属材料的需求。由于钨制穿甲弹芯在撞击装甲时会钝化为蘑菇状，侵彻性能将受到一定的影响。而贫铀穿甲弹芯在撞击装甲时具有自锐特性，穿甲性能优于钨制弹芯。另外，贫铀具有硬度高、延展性好、韧性强的特点，当加入少量其它金属材料处理后，性能还可以进一步提高。例如，在贫铀中加入0.75%的钛时，强度比纯铀金属高3倍。从价格方面而言，贫铀是核反应堆燃料的废
10、弃物，价格比钨便宜。,贫铀弹的危害 贫铀对人体健康的危害表现为重金属的化学毒性以及放射性核素的辐射损伤，其危害主要来自贫铀燃烧或爆炸时所产生的气溶胶。在战场上使用时，贫铀弹有18%70%被燃烧和氧化为直径在微米范围内的氧化铀气溶胶。,气溶胶将通过呼吸进入人体，而进入呼吸系统内的大部分气溶胶无法溶解。这些难溶的粒子很难从体内排出，将长期滞留在肺或其它器官内。如果一次性吸入剂量较高的话，将导致肺损伤，甚至导致肺癌。更为可怕的是，贫铀气溶胶可在空气中悬浮数小时，也可以随空气流动而漂移到下风向。沉降的贫铀可对水、土壤、农作物和其它物体造成污染。铀238是射线辐射体，其半衰期较长。另外，铀238还释放少
11、量的粒子，长期接触可能会造成皮肤损伤。,调查结果显示，伊拉克人民的癌症死亡率从1991年海湾战争前的0.11%上升到0.96%，其中儿童的受害程度最为严重，癌症死亡率高达1.66%。另外，大量美国士兵莫名其妙地患上了身体虚弱、焦虑、头痛、肌肉关节痛、睡眠障碍等疾病，也就是所谓的“海湾战争综合症”。,真空弹（ 英国）,真空炸弹爆炸后不产生大量的弹片和冲击波，而是放出大量的易燃气体，这些气体散布在目标周围，将其包围住，而后引燃。气体引燃后会产生巨大的震荡气流，能够穿透墙壁，与爆炸点附近空间的氧气充分反应，耗尽氧气后，形成局部真空。由于巨大负压作用，在此范围内人员的身体器官就会受到严重伤害，如五脏爆
12、裂，眼球不翼而飞等，常规的保护对它无能为力。由于真空弹杀伤力巨大，并且场面血腥、恐怖，因此屡遭人权组织的批评。,燃料空气炸弹 （美国）,弹壳内装着易燃易爆的化学燃料，早期的主装药是可挥发性碳氢化合物，后期主装药配方为机密，但发展趋势是由液体、气体变为固体，如采用高分子聚合物粒状粉末，以便提高武器系统的威力和安全性。燃料空气炸弹爆炸发生时会产生超压、高温、窒息等综合杀伤和破坏效应。这与传统常规炸弹那种弹片横飞、只要俯卧下身体就可躲避的情景完全不同。使用时不受任何条件和地形的影响，因为气雾是流动的，可以渗透到整个阵地的所有空间，爆炸产生的巨大冲击波会把树木、不平地夷为平地，暴露在阵地上或躲在掩体里的人员和装备都容易遭到杀伤。同时它会迅速将周围空间的氧气吃掉 ，产生大量的二氧化碳和一氧化碳，爆炸现场的氧气含量仅为正常含量的13，而一氧化碳浓度却大大超过允许值，造成局部严重缺氧、空气剧毒。,臭气弹 （美国）,臭气弹装上人工合成的特殊化学物质，使用时会散发出令人无法忍受的臭味，进而成功地驱散、赶跑敌人或对手。臭气弹的可怕之处不在于造成多大的伤亡，而是通过可怕的气味刺激人脑深层细胞，影响人的神经系统，让人产生恐惧心理，只想逃得远远的。,美纳米军装：不怕枪弹能救护可辨敌我,隐形武器,美国U-2隐形轰炸机：聚酰亚胺、特种高分子树脂、碳纤维、特种高分子涂料。,
