核彈與它們的產地
1945 年 8 月，美軍在日本廣島和長崎投下 2 顆原子彈，造成數十萬人死亡，終結了第二次世界大戰，卻也對當地民眾的健康造成嚴重的長期影響[1]。此後，再也沒有任何國家或地區在戰爭中動用核武器，但這不代表核武器就此消失。據估計，全球各國現今約有 12,705 枚核彈頭庫存，而美國和俄羅斯擁有其中的 89.7%[2]。
假如核彈來襲……
那麼，假設核武器再次登上戰爭舞台，究竟會發生什麼事呢？本篇文章將以 AsapSCIENCE 製作的科普動畫《What If We Have A Nuclear War?》為基礎，帶你瞭解核彈引爆前後的情況。
但首先，必須澄清沒有一種明確的方法可以估計核彈爆炸所帶來的影響，因為這取決於眾多因素，包括天候、時間點、地理環境、核彈設計，以及引爆地點（空中、地表、地下）。等等，先別急著跳回上一頁！即使沒有這些確切的條件，我們還是可以瞭解大致上的情況。
一、閃盲
約有 35% 的核爆能量是以熱輻射的形式釋放。熱輻射是一種電磁輻射，不需要介質就能傳遞能量，因此在真空中的傳播速度等同光速（3×108m/s）。就算不是處在真空環境，傳播速度也相當接近光速，而且溫度越高，速度就越快。
總而言之，在爆炸波抵達前幾秒，你就能感受到一陣極為強烈的光和熱。此時，如果你不巧在爆炸現場附近，這種程度的強光將造成閃盲（flash blindness），可以讓你在接下來的幾分鐘眼前一片漆黑，什麼都看不見。
所以，要距離爆炸多遠，才能避開這種暫時性失明呢？以一枚百萬噸級的核彈（廣島原子彈的 80 倍重，但是遠輕於多數現代核彈）為例：如果是在晴朗的白天，大概要躲到 21 公里以外；在晴朗的夜晚，甚至得躲到 85 公里以外，才能確保不受閃盲影響。
二、燒傷
上一段提到，熱輻射除了產生強光之外，還會產生極高溫的熱；也就是說，如果你真的不巧出現在核彈爆炸現場附近，除了閃盲以外，還有可能遭受不同程度的燒傷。
同樣以百萬噸級的核彈為例：待在爆炸中心方圓 11 公里內，將造成一級燒傷，只要再往前 1 公里，就會變成二級燒傷，而待在方圓 8 公里內的人，都將受三級燒傷所害。這種程度的燒傷能夠徹底破壞細胞，使皮膚呈現焦黑色。若沒有立刻施行急救，覆蓋全身超過 24% 面積的三級燒傷將導致死亡。
然而，正如文章開頭所說，沒有一種明確的方法可以估計核彈爆炸所帶來的影響，所以這個數字僅供參考，實際情況將取決於天氣和你當下所穿的衣服，比如白色的衣服可以反射少許熱能，黑色的衣服則會吸收更多熱能。可是，對於處在爆炸中心的人來說，不管穿什麼顏色的衣服都不會有任何差別。
根據科學家估計，廣島核爆中心的溫度約有 30 萬 ºC，比一般火化爐的溫度高出 300 倍，足以讓人體在一瞬間就蒸發殆盡。
三、爆炸風
除了燒傷之外，爆炸風（blast）也是不可輕忽的殺手。核爆釋放的能量會產生衝擊波，而衝擊波會驅散空氣，造成氣壓急遽變化，粉碎沿途經過的建築物。
再次以百萬噸級的核彈為例：爆炸中心方圓 12 公里內的爆炸風時速約為 255 公里，可以對建築物外牆造成 180 公噸的力量；方圓 2 公里內的爆炸風時速是 756 公里，對建築物施加的壓力則是 4 倍，約為 720 公噸。理論上，大部分的人都會被倒塌的建築物活埋或砸死。
四、核輻射
假如你幸運地逃過閃盲、燒傷和爆炸風，下一個要擔心的就是核輻射。我們每天都會接觸到不同形式的輻射，包括你正在使用的手機或電腦，但這類「非游離輻射」的能量很小，不足以改變 DNA 結構。就算是醫學影像檢查，比如 X 光或斷層掃描，也都是低劑量的安全輻射，對人體的影響微乎其微。
問題是，核輻射可不一樣！雖然確切的輻射劑量取決於你所在的地點是否有建築物保護，而建築材料又是什麼，但無論如何，若暴露輻射劑量超過 6000 毫西弗（mSv），死亡率就高達 90%；即使只有 4500 毫西弗，也有 50% 的死亡率，而活下來的那 50% 必須和後遺症共存，因為輻射破壞了他們體內的 DNA 鍵結，不僅需要時間修復，也可能會有更高的罹癌率和基因突變率。
五、輻射塵
另一個與輻射有關的影響是「輻射塵」（fallout）。試想一枚核彈在地表附近爆炸，地表會發生什麼事？最明顯的就是衝擊波會造成彈坑，然後彈坑裡的沉積物（塵埃、泥土、砂石等等）會汽化到空中，形成你我熟悉的蕈狀雲。
蕈狀雲充滿具有放射性的輻射塵，在冷卻回到地表的過程中，可以飄到數百公里遠的地方，也可以順著爆炸產生的上升氣流融入雲層，再形成「黑雨」落下。好消息是輻射塵的衰變非常快，只要 2 星期，就能降到初始輻射劑量的 1%。
不只是戰爭，也將伴隨氣候危機
那假如核彈不只有 1 枚，而是 100 枚呢？近期，有一項研究模擬印度和巴基斯坦開戰，引爆 100 枚和廣島原子彈尺寸相近的彈頭。結果顯示，重達 5 百萬噸的灰燼和輻射塵將進到大氣層，使全球氣溫下降，並且減少 9% 的年降雨量，連帶造成農作物欠收與饑荒。另一項研究顯示，若是真有這種投下 100 枚核彈的戰爭，全球約有 20 億人將因此陷入饑荒[3]。
除此之外，核戰對地球的影響或許比我們想像的更深遠。2019 年發表的一項模擬研究發現，要是美國和俄羅斯動用所有核武資源開戰，輻射塵將在 2 週內覆蓋整個地球，使地球接收到的光照強度大幅下降，至少需要 3 年才能恢復到正常光照強度的 40%[4]。同年，還有另一項研究發現，在世界最深的馬里亞納海溝（Mariana Trench）裡，還有著來自冷戰時期核武試驗的輻射殘留物[5]。
全球核武器發展與現況
1968 年至今，世界上多數國家都簽訂了《核武禁擴條約》（Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons），其中包括美國和俄羅斯。這項條約禁止擁核國家轉讓或援助核武給非核國家，禁止非核國家製造核武，甚至推動核裁軍，全面停止核軍備競賽。
如果想瞭解全球核武器的發展與現況，可以進一步參考《原子科學家公報》（Bulletin of the Atomic Scientists）的 Nuclear Notebook。
註解
- Hiroshima and Nagasaki: The Long Term Health Effects
- Status of World Nuclear Forces
- Helfand. (2013). Nuclear Famine: Two Billion People at Risk—Global Impacts of Limited Nuclear War on Agriculture, Food Supplies, and Human Nutrition. International Physicians for the Prevention of Nuclear War.
- Coupe, J., Bardeen, C. G., Robock, A., & Toon, O. B. (2019). Nuclear winter responses to nuclear war between the United States and Russia in the Whole Atmosphere Community Climate Model Version 4 and the Goddard Institute for Space Studies ModelE. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124, 8522– 8543.
- Wang, N., Shen, C., Sun, W., Ding, P., Zhu, S., Yi, W., et al. (2019). Penetration of bomb 14C into the deepest ocean trench. Geophysical Research Letters, 46, 5413– 5419.
參考資料
- What If We Have A Nuclear War?
- 1945 年廣島、長崎原子彈爆炸後天降「黑雨」是什麼？
- New Study Outlines The Nuclear Winter We’d Have if US And Russia Blew Up Their Bombs
- How Far Do Nuclear Tests Spread? Radioactive Particles Found in The Mariana Trench
- Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons (NPT) – UNODA
- Nuclear Notebook Archives – Bulletin of the Atomic Scientists
