炸彈之王沙皇炸彈－觀星望斗、遇見未來

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展示於薩羅夫市的沙皇炸彈的原寸大模型。

沙皇炸彈（俄語：Царь-бомба），型號為RDS-220氫彈，代號為「伊凡」（Иван，Ivan），是在冷戰時期由蘇聯所製造的實驗氫彈，總共製造了兩枚。「沙皇炸彈」之名即意謂著它是「炸彈之王」，因為它是人類至今所製造過所有種類的炸彈中，體積，重量和威力上均為最強大的炸彈。它的爆炸當量（yield）本來相當於1億噸的TNT炸藥，不過蘇聯當局憂心試爆後的核子落塵對環境的嚴重影響導致內政難題與外交風波，因此將核彈縮減為5000萬噸的爆炸威力。

儘管被刪減了一半的威力，沙皇炸彈的威力依舊是第二次世界大戰末期投擲於廣島的「小男孩」原子彈的3846倍。雖然蘇聯成功完成試爆，沙皇炸彈仍然從未列入現役武器，蘇聯軍方僅僅想要利用沙皇炸彈作為蘇聯在軍力上的象徵與展示。

沙皇炸彈的試爆地點

新地島地圖

試爆結果

一開始美方估計爆炸當量是5700萬噸，但是從1991年起俄羅斯的資料宣稱只有5000萬噸；赫魯雪夫倒是在對蘇共大會演講的紀錄片當中「恫嚇」西方這一次試爆有一億噸TNT的威力（這是原來的威力）。

爆炸當時所產生的火球直徑就長達4600公尺，遠超過引爆的高度，所以火球很快地就席捲了大地；之後又幾乎擴散到剛剛轟炸機投擲的高度，而且將近1000公里外的地方都還看的到。爆炸後的蕈狀雲寬達將近40公里，高達60公里，比珠穆朗瑪峰還高7倍多；爆炸產生的熱風甚至可以讓遠在170公里以外的人受到3級灼傷，爆炸的閃光還能造成220公里以外的眼睛劇痛與灼傷，甚至造成白內障以及失明。

紅色外圈是沙皇炸彈發威的範圍，爆炸的火球直徑就長達4.6公里；中間粉紅色的小圈圈是在長崎爆炸的胖子原子彈。

整個爆炸連芬蘭都能發現和感覺到，並造成當地房屋的玻璃破碎；爆炸所產生的暴風壓力就高達每平方吋300磅，足足吹送了將近1000公里的範圍。雖然這一次試爆是在空中試爆，但是往地球傳送的震波被美國地質調查儀偵測到引起芮氏地震規模5~5.25級的地震。

距離測試地點55公里外的塞佛尼殖墾地（Severny settlement）中所有木造或磚造的房屋全毀；數百公里內的木造房屋均全毀，只有磚造或石造房屋殘留，但是都沒有門窗與屋頂；爆炸後的電磁脈衝波（EMP;Electromagnetic pulse）足足造成了一個小時的無線電通訊空窗期；爆炸後所引發的大氣擾動（atmospheric disturbance）環繞了地球三次。

研究過程

沙皇炸彈是一種具備三階段性爆炸的氫彈武器，雖然說它的爆炸威力被削減為5000萬噸，但是仍然相等於二戰中所有使用的炸彈總量十倍。它的第一階段的起爆以核分裂為準，然後壓縮程序變成核融合；大部分的氫彈都是利用第一階段所產生的能量壓縮成倍增的核融合階段，也就是從裂變引發聚變，聚變釋放出的中子誘發出更劇烈的裂變；沙皇炸彈的威力在這一點上成功地表現出來。

理論上只要三個階段全部完成就能夠釋放出一億噸TNT炸彈的威力，不過經過俄方物理學家的計算與評估後，假設沙皇炸彈在英格蘭中部發威，尤其為了造成大規模地面破壞效果而以低空方式引爆，其引爆後含有放射物質的落塵也會輕易地影響到華沙公約組織國家；如果在當時的西德上空引爆，致命的落塵更是影響到蘇聯的邊界地區。

為了以落塵著想，原來包覆融合蕊用的鈾238被換成鉛，這樣也就能將融合反應中，擴大進行裂變反應的鈾原子與中子的速度。在融合階段中的中子加速裂變的過程也就被終止，因此全部的能量中大約97%來自於核融合方式；後來的試爆也都比照這個方式，以避免無法預期與控制的落塵造成鄰近或偏遠地區以及國家的嚴重影響。

附帶一提的是由於原子核中蘊藏巨大的能量，所以原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核分裂，比如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，就是核融合，像是太陽發光發熱的能量來源。相比核分裂，核融合幾乎不會帶來放射性污染等環境問題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來源幾乎取之不盡，是理想的能源方式。目前人類已經可以實現不受控制的核融合，主要如氫彈的爆炸。

50百萬噸當量等於2.1×10¹⁷焦耳，據說在裂變與融合大約39奈秒（nanosecond）過程中釋放出5.4×10²⁴瓦的能量，太陽每秒釋放出3.83 ×10²⁶焦耳或相當於9.15 ×10¹⁰百萬噸TNT爆炸當量的能量，也就是說太陽每秒有18億多顆沙皇炸彈爆炸！如果用每立方公分1.654g的TNT炸藥來排列，50百萬噸的炸藥相當於30,230,000立方公尺的體積（1,067,000,000立方呎），這個立方體的邊長大約是300公尺。

沙皇炸彈試爆記錄片