核爆炸有五種殺傷破壞因素，即沖擊波、光輻射（也稱熱輻射）、瞬時核輻射、剩余核輻射（也稱放射性沾染）和核電磁脈沖。有人還提出第六種破壞因素，是指大規模核戰爭的結果會嚴重影響氣候和環境的變化，科學家稱為“核冬天”效應。因為大量熱能吸起的微塵和引起的大火濃煙，會長期遮蔽陽光，地球好象籠罩在寒冬之中，使農業減產，動植物和人類面臨生存威脅。五種殺傷破壞因素中主要的是沖擊波和光輻射，它們各占核爆炸能量的比例，隨武器的性質和爆炸的高度而稍有差異。對于一般原子彈空爆情況，能量分配比例如圖2.21。
原子彈爆炸所釋放的能量中，約有三分之一是以光輻射的形式放出來。這和普通炸彈很不相同。普通炸彈爆炸時，釋放的能量不大，爆炸區的溫度只有幾千度，而且灼熱的氣體的體積也很小，雖然也有很短時間（約千分之一秒）的光輻射，但實際上可以忽略。而在原子彈爆炸的情況下，由于以光輻射的形式發射的能量很大，以致光輻射成為原子彈的主要毀壞因素和殺傷因素之一。
圖2.21 原子彈爆炸能量分配圖
當原子彈在空中爆炸后，除了爆炸產物外，周圍的空氣也因受熱使溫度升高達幾十萬度，在這樣的超高溫影響下，發生了一系列極其復雜的物理過程。其結果是，在很短的時間內（約百分之幾至十分之幾秒）形成一個直徑約100米的大火球，這時火球表面的溫度比太陽表面的溫度還高（太陽表面溫度約6000度），從火球表面輻射的光和熱，就是我們所說的光輻射。光輻射以光的速度向四周傳播，立刻就到達了很遠的地方。大部分的光輻射在爆炸后三秒鐘以內發射出去，約過了十幾秒鐘光景，由于火球溫度降低，光輻射就差不多不起作用了。
光輻射的殺傷破壞主要取決于光沖量的大小。它的主要作用是著火燃燒，對人員的不同燒傷等級的參考距離見圖2.22。燒傷分三度四等⑩：
一度只傷表皮；二度傷及整個表皮及真皮層；三度傷及皮膚全層以至皮下組織。
一等為輕度燒傷–––二度燒傷面積10％以下；二等為中度燒傷–––二度燒傷面積10～20％，或三度燒傷面積在5％以下；三等為重度燒傷–––二度燒傷面積20～50％，或三度燒傷面積在5～30％之間；四等為極重度燒傷–––二度燒傷面積在50％以上，或三度燒傷面積在30％以上。
光輻射在對人員的燒傷范圍內都可能引起房屋、莊稼著火燃燒，從而加重破壞效應。
人眼最容易受光輻射傷害，即便是1萬噸TNT當量的核爆炸，視網膜不受損傷的安全距離大于50公里，閃光盲安全距離大于100公里。
防光輻射的主要措施是披遮白色反光物。碉堡、地下工事當然不怕燃燒。人的眼睛最怕光輻射，暴露的人首先是閉眼，其他燒傷比較容易治療。
核爆炸時間極短，只有百萬分之幾秒，而釋放出來的能量巨大，這就使得爆炸中心的溫度上升達幾百萬甚至幾千萬度，整個原子彈變成了蒸汽；爆炸中心的最大壓強也高達十幾億甚至數百億大氣壓。這樣高的溫度和壓強下的蒸汽，迅速地向四周膨脹，強烈地壓縮周圍的空氣層而形成沖擊波。沖擊波以超音速從爆炸中心向四周擴散，壓力隨距離而很快下降。圖2.23是核爆沖擊波隨距離衰減對人員造成不同等級傷害的半徑及超壓值。
圖2.22 .不同當量光輻射傷害劑量等級范圍
沖擊波摧毀房屋、建筑和工程設施，可以拋出人體、損傷器官而造成傷亡。對人員的沖擊傷害分成四個等級⑩：
一等為輕度沖擊傷：器官一般損傷，體表擦傷，內臟斑點狀出血等。
二等為中度沖擊傷：器官嚴重損傷，大片軟組織挫傷，內臟斑塊狀出血，單純性肋骨骨折，腦震蕩等。
三等為重度沖擊傷：內臟破裂，骨折，較明顯的肺出血，肺水腫等。
四等為極重度沖擊傷：同時發生多處嚴重損傷，包括嚴重的臚腦、脊髓損傷，胸、腹腔破裂，內臟擠壓傷，以致肢體離散等。
圖2.23 不同當量沖擊波超壓傷害等級范圍
對建筑物破壞：超壓大于0.2大氣壓時，中等程度破壞，如主要承重結構出現嚴重裂縫，甚至倒塌。
對裝甲的破壞：裝甲車輛一般在沖擊波動壓0.1大氣壓、超壓達0.5大氣壓以上時，外部裝備會遭到破壞。爆炸當量大，作用時間長，需要的動壓值小。如在1800米高空250萬噸TNT當量核爆炸時，距爆心投影點1～1.8公里的坦克，在2～2.7個大氣壓的動壓下操作機構均遭到損壞。而在1.2萬噸TNT當量的觸地核爆炸時，距爆心300米處的坦克，在3.9個大氣壓的動壓下，操作機構才遭到破壞。
防沖擊波的主要辦法是修筑工事。大概說來，距離爆炸0.2公里的地方，磚瓦建筑會受到相當大的破壞，而鋼筋混凝土筑成的防空掩蔽部即使離爆炸零點很近，也不致受破壞。爆心近區作業，在地下碉堡里就安全無恙。兩公里以外的樓房對一般原子彈爆炸也是比較安全的。人防工事都可以防沖擊波。
瞬時核輻射指的是核爆炸后一分鐘內釋放的核輻射，也稱早期核輻射。在釋放的許多種輻射中只有中子和g 射線才具有重要的毀傷意義。瞬時核輻射占總能量的5%。但能量高，不帶電，貫穿力強，故又稱貫穿輻射。中子輻射組分是在核爆炸發生的最初幾微秒中由彈頭裂變和聚變過程產生的中子。g輻射主要來自裂變反應和裂變產物的衰變。一分鐘以后火球遠離地面，這時由于空氣的屏蔽將使直接從火球發射出的g輻射對地面目標不會產生毀傷效應。
瞬時核輻射是核爆瞬時放出的中子、g射線。它對建筑物不起破壞作用，但對人畜和電子系統有明顯的殺傷作用。它可引起人畜感生放射性病，也可使電子系統致盲或失靈。如圖2.24所示。
圖2.24 早期核輻射的殺傷作用
瞬時核輻射對人員的傷害程度，取決于人員受照射的吸收劑量，也與受照射的者的健康狀況有關。吸收劑量的單位為戈瑞，射線在1公斤物質中產生1焦耳電離能的劑量為1戈瑞。短期內受到照射超過1戈瑞后才能發生急性放射病。急性放射病分為輕度、中度、重度和極重度四級⑩，其吸收劑量范圍和效果如下：
表2.2 急性放射病等級及效果
等 級
吸收劑量
效 果
① 輕度
1~2戈瑞
吸收1戈瑞，有5%發生急性放射病，24小時內出現惡心嘔吐。
② 中度
2~4戈瑞
吸收2戈瑞，有50％發生急性放射病，4小時內出現惡心嘔吐，不經治療有3％以下人員死亡。
③ 重度
4~6戈瑞
吸收4戈瑞，2小時內出現惡心嘔吐，不經治療，有大部分人發生死亡。
④極重度
>6戈瑞
立即出現惡心嘔吐，不及時治療，幾乎全部死亡。
不同當量瞬時照射發生急性放射病的范圍不同，圖2.25給出2萬噸和50萬噸核爆炸當量瞬時照射各等級急性放射病的范圍。
戰時軍用允許照射劑量的水平還要低 。在24小時內無害照射應在0.05戈瑞以下，中等照射不超過0.2戈瑞，急性照射不得超過0.5戈瑞。
對核爆瞬時輻射的防護，主要是采取“擋”的辦法。屏蔽g主要是加大屏蔽物的質量，屏蔽中子主要考慮低原子序數的物質和捕獲中子能力很強的物質，如鎘和硼。防中子有半米厚的混凝土就夠了；5厘米厚的鋼鐵可使中子劑量降低一半。防g 最好是鉛磚；最方便是土層，10厘米的土層可使g 劑量減半。在三層樓房的地下室里，對中子、g都是安全的。
圖2.25 核爆炸瞬時照射急性放射病劑量范圍
剩余核輻射主要是降落下來的裂變碎片，其次是早期核輻射的中子、g 射入地表物質里感生的放射性粒子。所以又稱放射性沾染。它約占核爆總能量的10% 。沾染粒子可滲入幾厘米的土層，難于清除，散布范圍廣，而且有的壽命很長。這些放射性粒子的半衰期可從幾分之一秒到幾百萬年不等。但短半衰期的最多，所以沾染區劑量下降很快。主要放出b和g 射線。b射線用一般木板都可擋住，g則要用含鉛物質。放射性沾染危險性雖不大，但很討厭。要通過放射性沾染地段必須穿防護服。
圖2.26是1萬噸TNT當量核爆炸后1小時的放射性沾染區放射性射線照射量的強度分布圖。
圖2.26 原子爆炸放射性沾染照射量強度分布
圖中“倫”（即倫琴）是射線照射量的單位。射線穿過1立方厘米空氣產生電離的離子電量為1靜電單位時的照射量，稱為1倫琴。照射量指的是光子，其概念涉及到離子對的產生。前面講的吸收劑量的單位是戈瑞，它的概念著眼于物質所接受的能量，適用于任何可以產生電離的輻射。各種物質吸收能量的本領不同，且與射線能量的高低有關。對人體組織來說，當射線能量大于0.15MeV小于1.5 MeV時，1戈瑞相當于100倫。個人吸收劑量的戰時標準是，軍人全身照射每次小于0.5戈瑞。由此換算，則軍人全身照射每次小于50倫。如果通過200米的放射性沾染區，需要15分鐘，這個沾染區劑量率小于200倫/時，就可以通過。按圖2.26中的射線照射量強度分布，繞爆心200米以外通過是完全可以的。
核爆電磁脈沖能量很小，一般原子彈爆炸約占總能量的千分之一，可說沒什么影響。但在高空爆炸時，其作用會對電子學系統造成破壞和干擾。
若是純聚變武器，所謂干凈氫彈，則很少或沒有剩余輻射。其早期核輻射的比例不變，沖擊波和光輻射的比例增加到95%。它的四種殺傷破壞因素均在爆后幾秒至幾十秒內起作用，所以這四種因素稱為瞬時殺傷破壞因素。盡管殺傷破壞半徑與當量有關，但最嚴重的也不會超過一、二十公里。
一般2萬噸TNT當量的原子彈采取空中爆炸方式，零后千萬分之一秒即發射g 和中子；百萬分之一秒彈體燃燒升溫到百萬度，形成X射線火球，繼續發射g 和中子。零后約2秒，火球熄滅，沖擊波傳到1公里以外；零后約10秒，早期核輻射結束；10秒鐘后沖擊波傳到4公里以外；零后約7分鐘，煙云達到穩定高度。核爆炸的毀傷效應發展很快。
認識了核爆炸殺傷破壞因素的規律，人們就可采取有效防護措施，減輕它的破壞程度。例如，利用地下建筑、民防工事，以及地形、地物等，都可起到較好的防護效果。
俄國原子能部1998年出版的《蘇聯核試驗》(中譯本）一書，介紹了美軍和蘇軍在核試驗條件下進行軍事演習的情況。蘇軍1954年9月4日在核爆條件下進行了一次軍事演習。原子彈爆炸威力4萬噸，加強型戰壕和用石灰粉刷過的壕溝全都完好無損。在1.8公里以外停放的飛機和載重汽車均沒有受到損壞。放在爆心地面的小狗、綿羊等動物全被燒焦，掩蔽部內的所有動物仍然活著。2公里以外的各種動物，安全無恙，核爆似乎對它們不起作用。5公里以外的所有村莊保持完好。蘇聯這次演習非同一般，由國防部部長朱可夫元帥親自指揮，邀請中國朱德元帥參加觀摩，有各軍兵種45000人參加演習，使他們學習了解了龐大的科研任務、戰斗任務和教學課程。這是蘇聯破天荒的第一次，也是唯一的一次。美國這種演習進行過8次以上。1946年的“十字街行動”，在比基尼島演習兩次，核爆2.3萬噸，有42000軍人參加。1951年至1957年的“沙漠巖石行動”，在內華達試驗場的核試驗中，舉行了8個階段的軍事訓練，總共有55000多名軍人參加。1956年美國空軍的“紅翼”行動，在核試驗爆炸煙云的輻射環境中，進行了多次穿梭飛行演練。這些軍事演習說明核爆炸是可以防護的，單靠核武器是不能最后取得戰爭的勝利的。
日本的廣島和長崎，在毫無防護的條件下，遭到了毀滅性破壞，這是可以想象的。可是也并不像某些宣傳說的那樣，寸草不生，永無人煙，成為人類的禁區。事實上日本人民并沒有被原子彈嚇倒，他們在核廢墟的基礎上，消除污染，治療疾病，重建家園。今天的長崎、廣島，依然是風景秀麗，生機昂然，一片欣欣向榮的景象。
《蘇聯核試驗》書中的統計，至1996年簽訂《全面禁止核試驗條約》為止，全球歷經了2049次核試驗（見表2.3），爆炸了2398個核裝置。其中美國核爆炸總威力共計一億九千三百萬噸（大氣層中15465萬噸，地下3835萬噸）；蘇聯核爆炸總威力共計二億八千五百四十萬噸（大氣層中24720萬噸，地下3820萬噸）。蘇聯核爆炸總當量約是美國的1.5倍。
兩國超級大國核爆炸總當量之和，相當于四億七千八百四十萬噸TNT炸藥，是長崎與廣島上空核爆炸威力的一萬三千多倍。這個數字太嚇人了！但是這樣多的地下和空中核試驗，總算未把地球捅穿，全球天氣也沒發生大的變化。那些核試驗場地反復使用，周圍的人們照常工作，核試驗對他們似乎已習以為常。
