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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。



原由

代號車里雅賓斯克-70（1991年後開放並更名為「斯涅任斯克」）是當初蘇聯兩座開發核武器的的城市之一，其中現在的「全俄羅斯物理技術科學研究中心-聯邦核子中心」提出研發建造特大號核武之後，當時的蘇共中央第一書記兼部長會議主席赫魯曉夫就在1961年7月10日批准了該項計畫。不過他同時也要求在同年十月底左右完成試爆，剛好是第22屆蘇共黨代會會期，赫魯雪夫可以試爆的成功來鞏固自己在蘇共中央的地位。

沙皇炸彈的「沙皇」兩個字其實來自於其他兩個類似的俄羅斯大玩意兒：全世界最大的青銅鐘沙皇鐘和全世界最大的榴彈砲（也是青銅製）沙皇砲。看在這麼大的噸位與威力上，西方世界就稱之為「沙皇炸彈」。有趣的是，蘇俄人也接受了這個稱號。

如概述所言，蘇聯軍方並沒有將這枚氫彈用在戰場上的打算，蘇聯軍方認為除了藉由建造完成以及威力釋放後的結果達成對西方世界的震嚇之外，實際上對於這枚大傢伙要如何運用才是最傷腦筋的事，因為它太大而丟不遠－Tu-95轟炸機雖然能夠攜帶這個大傢伙飛上天，然後再找個地方重演一次「通古斯大爆炸」事件；問題是轟炸機就因此而飛不遠，也容易被擊落，所以就因此只建造了一枚實彈作為全世界最大也最單調的「煙火表演」與一枚作為研究與備用的啞彈。

1961年8月13日，柏林圍牆在史達林生前授意與赫魯曉夫的支持下開始起造，冷戰中東西方又一次的對峙與緊張開始產生；同時法國在一年前2月13日藉由在撒哈拉沙漠「藍色跳鼠」試爆任務的成功成為歐洲第二個，全世界第四個國家級核武俱樂部的會員。

在這麼僵持與緊繃的時局裡，蘇俄以試爆對世界發聲，表示蘇聯仍然不是可以輕忽的對象；然而其後三年蘇聯卻一次核武試爆都沒有舉行過，這不是因為蘇聯學到什麼教訓或者因為這次試爆而導致蘇聯公民大量傷亡，而是因為隔年的10月14日，蘇聯與西方世界爆發了更嚴重的對峙，就是古巴飛彈危機。



沙皇炸彈諸元

1.彈體總重量；27公噸。
2.彈體總長度：8公尺。
3.彈體總直徑：2公尺。
4.試爆日期與時間：1961年10月30日早上11時32分（莫斯科時間）。
5.試爆地區：北冰洋新地島群島西岸，米圖西喀灣（Mityushikha Bay），鄰近蘇闊諾斯岬（Cape Sukhoy Nos）與D-2測試場（test field D-2）。
6.試爆地點：北緯73.85°，東經54.50°。
7.試爆方式：傘降式空投。
8.釋放高度：10,500m的高空。
9.引爆秒差：188秒。
10.引爆高度：4,200m的高度。
11.引爆方式：經由氣壓感測器感測到設定高度時自動引爆。


爆炸過程與結果


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100百萬噸的威力，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（見[1]）。
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2.1×10^17焦耳，據說在裂變與融合大約39奈秒（nanosecond）過程中釋放出5.4×10^24瓦的能量，相當於同時期太陽1%的能量。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。


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爆炸當時直徑就長達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。
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。


比較


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。新地島的試爆是全世界所有爆炸事件中規模排名第二的，希克蘇魯伯隕石坑才是第一名，規模相當於100兆噸黃色炸藥（1014TNT當量），爆炸的結果就是導致白堊紀-第三紀滅絕事件的發生。
至於前面提到的通古斯加事件，這一次的試爆又比它規模大了將近三倍（通古斯加事件的爆炸威力相當於10～15百萬噸）；至於撞擊在美國亞利桑那州的巴林傑隕石坑的威力大約是2.5百萬噸，相當於120顆丟在長崎的胖子原子彈，或者是172顆砸在廣島的小男孩原子彈，所以規模排名第四。
附記
執行這一次試爆任務的飛機是一架從駐科拉半島基地的Tu-95轟炸機V型（特製機種，目前展覽於俄羅斯中央空軍博物館），由安德烈·杜爾諾夫柴夫少校（Major Andrei E. Durnovtsev）駕駛；另外伴隨一架Tu-16獾式噴射轟炸機作為觀測機，負責將試爆的畫面以圖片與影像紀錄下來，同時將爆炸時的空氣作樣本收集。
由於「沙皇炸彈」過於龐大，所以該架Tu-95任務機必須將機體內的燃油槽與機腹炸彈艙門移除才能執行任務。（這也就是沙皇炸彈無法服役實戰化的主要原因）。
杜爾諾夫柴夫少校於任務結束後馬上就地升任中校，並且獲頒蘇聯英雄勳章（Герой Советского Союза）一枚。
執行任務的兩架轟炸機均塗裝含有特殊材質的白色無反光塗料（西方情報單位推測為含矽陶土的塗料）以避免試爆的高溫造成人員或任務機的損傷。
另外為了試爆人員的安全考量，沙皇炸彈還特別加裝一副重達800kg的減速傘，以延遲炸彈釋放墜落後的時間與速度（釋放後到起爆時差為188秒），也好讓任務機與觀測機能夠撤到距離原爆點45km以外的安全範圍。
後來赫魯曉夫在聯合國大會被問及關於新地島試爆的事情時，趁機藉著俄國諺語以標準的俄式蠻幹風格，大聲地在會場中咆哮，「也不看看你現在的老娘是誰？？」（Show somebody Kuzka's mother!，「誰才是老大？！」的意思），因此沙皇炸彈在俄羅斯也有「Кузькина мать」（Kuzka's mother）的綽號。
當初前蘇聯在車里雅賓斯克-70（今斯涅任斯克）製造了一共兩枚沙皇炸彈，僅試爆一枚之後，另外一枚作為研究以及備用用途。目前啞彈已經被移轉到沙洛夫市的「俄羅斯核武博物館」（Russian Nuclear Weapons Museum）中展示。
這一次的核彈設計有功人員名單當中，有一個名字成為1975年諾貝爾和平獎的得主，安德烈·德米特裡耶維奇·薩哈羅夫（姓氏也譯作沙卡洛夫）。沙卡洛夫享有蘇聯氫彈之父的美譽!


不過 沙卡洛夫後來加入了提倡撤除核武的行列與和平運動  可能該計畫的可怕成果  並沒有讓他感到無比光榮 反而讓他覺悟到自已作了什麼 覺得自已罪孽深重

他也成功促成許多反核條約的簽署 讓沙皇炸彈成為歷史上的絕響


核子武器不在於殺人的威力 而是在於恐懼的力量 這才是核武讓人感到恐怖的地方