核爆炸时主要有四种杀伤因素，即光辐射、冲击波、早期核辐射和放射性沾染，亦称放射性落下灰。前三种在爆炸后瞬间起作用，称为瞬时杀伤因素。放射性落下灰的作用时间较晚且较长，称为剩余核辐射。

光辐射 又称热辐射，是核爆炸时高温火球发射出来的强光，包括紫外线、可见光和红外线，可引起烧伤。光辐射直接作用于人体所造成的各种烧伤称为直接烧伤;在光辐射作用下，建筑物、工事或服装等着火而引起人体的烧伤称为间接烧伤。另外，光辐射还可引起闪光盲。

核爆炸时光辐射的第一脉冲为闪光阶段，持续的时间很短，所释放的能量仅占光辐射总能量的1%，主要是紫外线，通过空气时可被大量吸收，因此，一般不会引起皮肤烧伤，但有可能造成暂时性或永久性视力障碍。第二脉冲即火球阶段，持续时间较长，所释放的能量占光辐射总能量的99%，主要是红外线和可见光，人员烧伤和物体燃烧主要发生在这个阶段。光辐射的释放时间随当量的增大而延长。核爆炸时，发现闪光后若能迅速采取防护措施，仍可减轻烧伤。

在整个火球发光时间内，投射到与光辐射传播方向相垂直的单位面积上的能量，称为光冲量。光冲量的单位是cal/cm²。光冲量的大小主要取决于核爆炸当量、爆炸方式和距爆心的距离，同时受大气能见度、地形地物和天气的影响。

光辐射的致伤程度主要取决于光冲量的大小。以万吨级核爆炸为例，当光冲量为3cal/cm2时可引起皮肤一度烧伤;5cal/cm²可致浅二度烧伤;8cal/cm²可发生深二度烧伤;11cal/cm2则可造成三度烧伤。当光冲量更大时，还可引起其他部位的烧伤，例如20 cal/cm²，可以引起人员的角膜烧伤。由于眼球有聚焦作用，因此，0.1cal/cm2的光冲量就可发生视网膜烧伤。光冲量为25cal/cm2时可使人员发生轻型呼吸道烧伤，即鼻前庭等上呼吸道烧伤;40cal/cm²则可引起重型呼吸道烧伤，即会厌软骨以下部分烧伤。

人员烧伤的伤情，不仅决定于烧伤深度，而且要看烧伤面积的大小和被烧伤的部位。烧伤程度和人员在核爆炸时所处的位置和着装等关系很大。核武器当量越大，光辐射作用时间越长，光冲量也越大。

冲击波 冲击波是核爆炸时产生的由爆心急剧向周围扩展的高压高速空气流，它可直接或间接地造成人员损伤，并破坏建筑物。

核爆炸瞬间释放出巨大的能量，形成高温高压的火球。火球猛烈地膨胀，急剧地压缩周围空气，形成压缩空气层(压缩区)，以极快的速度向四周传播，即形成核爆炸冲击波。当冲击波已脱离火球依其惯性向前推进一些距离后，在压缩区之后形成稀疏空气层(稀疏区)。压缩区和稀疏区紧密相连迅速传播。

压缩区的压力很高，并迅速向前冲击。区内部超过正常大气压的那部分压力称为超压，高速气流产生的冲击压力称为动压。压缩区前界为冲击波的波阵面，波阵面的超压和动压最大，超压和动压都用每平方厘米上所受压力的公斤数(kg/cm2)表示。压缩区的持续时间称为正压作用时间。冲击波的杀伤破坏作用主要是在正压作用时间内超压和动压所造成。

稀疏区的压力低于正常大气压，称为负压。稀疏区持续时间即负压持续时间。负压造成的杀伤破坏作用较小，一般在分析冲击波的杀伤破坏作用时，负压不计在内。

冲击波从爆心以超音速向四周传播。随着距离的增加，传播速度逐渐降低，当传播速度相当于音速时，冲击波即消失。

核武器空爆时，从爆心直接向四周传播的冲击波称为入射波，在传播过程中碰到爆心下方的地面则形成反射波。在距爆心投影点(由爆心垂直向地面画一直线，该直线与地面的交点)大约一倍爆高以内的地面，只有入射波和反射波，称该地域为规则反射区;而在距爆心投影点约一倍爆高以外的地面，不仅有入射波、反射波，还有二者在地面重合(反射波追上入射波)的合成波，称之为非规则反射区。地爆时，主要发生半球反射，入射波和反射波很快合成为一个半球形冲击波沿地面向外传播。

确定核武器爆炸高度，一般以冲击波对目标发挥最大的破坏效能为依据。空中爆炸时，只要比高相同 不论当量大小，爆心投影点的超压均相等，距爆心投影点约一倍爆高处的最高动压也相等，对局部目标所造成的破坏程度相近似。

地爆时，近距离的超压和动压都很大，随距离的增加，衰减得很快。空爆时，在近距离，超压随距离的增加，衰减较慢; 在远距离，随距离衰减比地爆还要快些。空爆时，爆心投影点的动压为0; 在规则反射区内，随距离的增加动压逐渐增大; 在距爆心投影点大约一倍爆高的距离上动压达到最大值;在非规则反射区，动压随距离的增加而逐渐减小。

冲击波正压作用时间随当量的增大而延长。在比高相同时，位于相同超压、动压距离上的正压作用时间和当量的立方根基本成正比，作用时间长者破坏力增大。

比高小于300的核爆炸，在光辐射作用下，爆心投影点附近区域内可以形成温度高于常温的空气层，简称“热层”。如果“热层”在冲击波到达之前形成，当冲击波进入“热层”，可使超压降低，动压增加，正压作用时间也略有延长，这种现象称为热效应。触地爆炸光辐射对冲击波没有影响。

凸地正斜面可使冲击波压力增大，反斜面则减小，陡度越大影响越大。谷地与冲击波方向垂直时，超压、动压均降低。

冲击波主要由动压和超压致伤。动压的直接冲击，或将人体抛出一定距离之外，撞击地面或建筑物，造成颅脑伤、骨折和肝、脾破裂等严重损伤。超压可引起心、肺和听觉器官损伤。冲击波直接作用于人体所引起的损伤，称为直接冲击伤。在冲击波作用下，倒塌的建筑物、工事和飞扬的砂石、玻璃碎片等对人造成的机械损伤，称为间接冲击伤。

冲击波所致损伤的严重程度，主要取决于超压和动压的大小，以及正压作用时间的长短。一般地说，超压0.2～0.3kg/cm²引起轻度冲击伤;0.3～0.6kg/cm²可致中度冲击伤;0.6～1.0kg/cm²发生重度冲击伤;大于1.0kg/cm²可造成极重度冲击伤。动压0.1～0.2kg/cm²引起中度冲击伤;0.2～0.4kg/cm²发生重度冲击伤;大于0.4kg/cm2可造成极重度冲击伤。核武器当量不同，造成同等程度冲击伤的压力值也有差别。当量越大，造成同等程度冲击伤所需的压力值越小，这是因为当量越大，正压作用时间越长之故。

早期核辐射 早期核辐射(早期又称瞬时;核辐射又称电离辐射)是指核爆炸后最初十几秒内释放出的γ射线和中子，是核武器所特有的杀伤破坏因素。它能贯穿人体组织和一定厚度的物质层，也可称为贯穿辐射。γ射线的主要来源有二，一是分布在火球和烟云中的裂变产物放出的γ射线; 二是中子被弹体和空气中的物质俘获所产生的γ射线。氮是空气的主要成分，最容易吸收能量低的中子，因此，氮俘获γ射线是俘获γ射线中的主要成份。氮俘获γ射线比裂变碎片γ射线能量高(平均约4MeV)，穿透力强，传播距离远。核装料在裂变反应瞬间也产生较强的γ射线，但大部分被弹体吸收，因此，在γ射线剂量中所占比例很小。

核爆炸的中子主要是核装料在发生裂变反应和聚变反应瞬间产生的。原子弹起爆后，在不到百万分之一秒内完成核装料²³⁵U或²³⁹Pu的原子核裂变的链式反应，放出大量的中子。氢弹起爆后，在高温高压条件下，聚变装料氘、氚等发生聚变反应后极短时间以内，也产生大量的中子，这些中子统称为瞬发中子。早期核辐射中的中子，大多数是在弹壳还未破时就产生并泄漏到外面来的，因此，其数量的多少与弹体结构有密切关系。泄漏出来的中子能谱也受弹体结构的影响。此外，某些裂变产物在衰变过程中也放出中子，称为缓发中子。这种中子比上述瞬发中子持续时间长，但数量少。

早期核辐射传播的速度快γ射线以光速传播;中子的最大速度也可达20，000km/s。

早期核辐射作用时间短，对人员辐射剂量有意义的部分和氮俘获γ射线的作用时间均在毫秒以内。早期裂变产物多数衰变很快，而且又随火球、烟云迅速上升，由它们产生的γ射线对地面目标的作用时间也就在十几秒钟之内。

早期核辐射的穿透能力强，能穿透较厚的物质层。当它穿透各种物质过程中，对它本身也有不同程度的削弱。早期核辐射在通过空气或其它物质时，与其它原子相碰撞而改变运动方向，即发生散射，因而人体可受到来自各方面的射线，但来自爆心方向还是主要的。

中子可使稳定核素活化而产生感生放射性，特别是早期核辐射中的热中子(能量小于0.4eV)对Na、K、Al、Mn、Fe、²³⁸U等元素活化能力较大。热中子的作用范围较小，只有在低空以下爆炸或武器内含²³⁸U，爆心投影点附近和落下灰场中才会有较强的感生放射性核素。感生放射性核素是放射性沾染的来源之一。

早期核辐射的剂量随当量的增加而增大，但不成正比的关系。随着距爆心距离的增加，早期核辐射剂量迅速减少，这是由于射线通过空气层时被削弱和散布面积扩大之故。此外，早期核辐射的剂量也受空气密度和地形地物的影响。

早期核辐射是核武器所特有的杀伤因素，作用于人体超过一定剂量时，可以引起急性放射病。不论核武器当量大小，对人员造成不同程度放射病的核辐射剂量是相同的。即100～200rad可引起轻度骨髓型放射病;200～350rad发生中度骨髓型放射病;350～550rad可致重度骨髓型放射病; 大于550rad造成极重度骨髓型放射病。若照射剂量更大，则可引起肠型放射病、脑型放射病或射线下休克死亡。

放射性沾染 亦称放射性落下灰，简称落下灰。核爆炸后产生的大量放射性灰尘，随风飘移及其本身的重力作用，逐渐沉降至地面，造成爆炸地域(爆区)和烟云径迹地带(云迹区)的放射性沾染。地面放射性沾染的程度用“照射量率”表示。分四个等级，即轻微(2～10R/h)、中等(10～50R/h)、严重(50～100R/h)和极严重(大于100R/h)。

地面爆炸时，落下灰地面沾染重、范围大。爆区的地面沾染一般在爆后几分钟内基本形成，沾染半径约为1～2km。不同当量核武器触地爆炸时，爆区照射量率的分布也异。

云迹区地面照射量率分布总的趋势是，近爆心投影点处高，随距离增加而逐渐降低;在中心轴线(热线)处高，距热线两侧逐渐降低。由于气象、地形等因素的影响，在云迹区内局部地区可能沉降或滞留较多的落下灰，此处照射量率会明显高于四周地区，称之为热区。

热线上照射量率与武器装料、爆炸当量、比高、爆区土质、合成风速 (从地面至稳定烟云底高之间合成风平均风速)、风向切变角(从尘柱三分之二高到稳定烟云顶高之间合成风向的最大摆动角)、地形和距离等因素有关。当风向切变角为20°或60°时‘热线照射量率降低，而云迹区变宽。降雪或下雨会加速落下灰沉降，使地面沾染加重，但沾染区范围会相应缩小。随时间后移，照射量率不断降低，沾染区也逐渐缩小。通常，时间每增加六倍(如由爆后1小时至爆后6小时，或由爆后6小时至爆后36小时)或七倍(同上例)，照射量率降至原先的十分之一，通称‘六倍规律”或“七倍规律”。

空中爆炸时，地面沾染较轻、范围也较小。比高大于120的空爆，只形成半径不超过1km的爆区沾染，爆后1小时爆心投影点照射量率一般不超过80 R/h，2天后降至其百分之一左右。通常不形成云迹区。随着比高降低，沾染区范围会逐渐增大，沾染也加重。