亞臨界核試驗(yàn) - 基本概念

亞臨界核試驗(yàn)，是研究核武器所使用的裂變材料在高能炸藥或其他方式?jīng)_擊(或爆轟)下的物理、化學(xué)行為，試驗(yàn)中所用的武器及钚、高濃縮鈾等核材料的數(shù)量以不發(fā)生自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)為限，也就是說(shuō)核材料在試驗(yàn)過(guò)程中始終沒(méi)有達(dá)到臨界反應(yīng)，不釋放核能量，即不會(huì)導(dǎo)致核爆炸。

美內(nèi)華達(dá)州核試驗(yàn)場(chǎng),圖中大坑為核試驗(yàn)所留

亞臨界核試驗(yàn) - 試驗(yàn)特點(diǎn)

由于亞臨界核試驗(yàn)不會(huì)導(dǎo)致核爆炸，全球核試驗(yàn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)難以監(jiān)測(cè)到，也不會(huì)造成破壞性污染，但通過(guò)亞臨界核試驗(yàn)，可以評(píng)定現(xiàn)有核武器的有效性及保存時(shí)的安全性，因?yàn)楹宋淦鹘?jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存后，核彈頭中的放射性物質(zhì)會(huì)老化、失效。此外，試驗(yàn)還可以驗(yàn)證模擬核試驗(yàn)的結(jié)果。

亞臨界核試驗(yàn)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)要求很高，目前只有美、俄、英、法等國(guó)家擁有這種能力。

由于《全面禁止核試驗(yàn)條約》只禁止實(shí)際核爆炸試驗(yàn)，這使得亞臨界核試驗(yàn)成為條約簽署國(guó)進(jìn)行核武器實(shí)驗(yàn)主要方案，其他方案包括利用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬核爆炸、在實(shí)驗(yàn)室用特種設(shè)備進(jìn)行物理模擬。

亞臨界核試驗(yàn) - 戰(zhàn)略意圖

美國(guó)11月9日在內(nèi)華達(dá)州核試驗(yàn)基地又進(jìn)行了一次亞臨界核試驗(yàn)，這是美國(guó)從1997年7月2日以來(lái)進(jìn)行的第8次亞臨界核試驗(yàn)。此間分析家們認(rèn)為，這一舉動(dòng)再次表明美國(guó)為繼續(xù)保持全球霸主地位正在謀求更大的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。

亞臨界核試驗(yàn)是在內(nèi)華達(dá)州核試驗(yàn)基地的地下低當(dāng)量核實(shí)驗(yàn)室研究設(shè)施內(nèi)進(jìn)行的。通過(guò)亞臨界核試驗(yàn)，不僅可以改進(jìn)美國(guó)現(xiàn)有的核武器，保證其安全性?可靠性和有效性，開(kāi)發(fā)新的核武器，而且還可驗(yàn)證美國(guó)模擬核試驗(yàn)的情況。

核武器中的核材料，在存放過(guò)程中，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)逐漸老化，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)還會(huì)變質(zhì)，甚至失效。美國(guó)在簽署《全面禁止核試驗(yàn)條約》之前，通過(guò)不斷的真實(shí)核試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)長(zhǎng)期存放的核武器中的核材料的安全性?可靠性和作戰(zhàn)效能。但在簽署《全面禁止核試驗(yàn)條約》后，美國(guó)則希望通過(guò)亞臨界核試驗(yàn)達(dá)到上述目的。

美國(guó)的模擬核試驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室中的高級(jí)戰(zhàn)略計(jì)算設(shè)計(jì)中心，運(yùn)用高科技手段對(duì)核武器的各個(gè)部分進(jìn)行分解模擬試驗(yàn)，但僅靠這種分解模擬試驗(yàn)還無(wú)法替代實(shí)際核試驗(yàn)效果。因此，還需要將分解模擬試驗(yàn)取得的各種數(shù)據(jù)與實(shí)際核試驗(yàn)的情況進(jìn)行綜合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際核試驗(yàn)的模擬。通過(guò)亞臨界核試驗(yàn)至少可以驗(yàn)證模擬核武器性能的計(jì)算機(jī)程序。

1995年8月，美國(guó)總統(tǒng)克林頓宣布美國(guó)停止一切真實(shí)核試驗(yàn)。但是，實(shí)際上美國(guó)從未放棄過(guò)自己的核試驗(yàn)，只不過(guò)是將核試驗(yàn)從實(shí)地爆炸搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，以更加先進(jìn)?既隱蔽又省錢(qián)的模擬核試驗(yàn)取代傳統(tǒng)的核試驗(yàn)而已。

模擬核試驗(yàn)是一種建立在尖端科學(xué)技術(shù)之上，無(wú)需經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)核試驗(yàn)或?qū)崗棻纯赏瓿珊嗽囼?yàn)設(shè)計(jì)研究的先進(jìn)試驗(yàn)方法。模擬核爆炸包括核爆炸物理模擬和核爆炸效應(yīng)模擬兩個(gè)方面。前者研究核爆炸的反應(yīng)過(guò)程及其物理問(wèn)題，而后者則是研究核爆炸效應(yīng)對(duì)目標(biāo)的破壞力?破壞機(jī)制及防護(hù)技術(shù)等。與現(xiàn)場(chǎng)核試驗(yàn)相比，模擬核試驗(yàn)具有可多次重復(fù)?便于監(jiān)測(cè)?節(jié)省費(fèi)用?保護(hù)環(huán)境和便于保密等突出的優(yōu)點(diǎn)。

模擬核試驗(yàn)始于50年代初，迄今為止，美?俄?法?英等國(guó)都在這方面做了大量的努力，其中以美國(guó)的核模擬技術(shù)最為先進(jìn)。1985年，美國(guó)建成了世界上最大的“諾瓦”激光器，為在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)微聚爆過(guò)程與進(jìn)行核武器物理研究奠定了基礎(chǔ)。同年，美國(guó)耗資3700萬(wàn)美元進(jìn)行了大當(dāng)量化學(xué)模擬核爆炸試驗(yàn)。

1987年，美國(guó)又建成了世界上功率最大的X射線模擬器。1993年美國(guó)能源部核武庫(kù)處置管理計(jì)劃出臺(tái)，該計(jì)劃耗資數(shù)十億美元，具體做法是將美國(guó)1030次真實(shí)核試驗(yàn)數(shù)據(jù)集中起來(lái)，由科學(xué)家進(jìn)行透徹研究，然后做出電腦模型來(lái)模擬核武器的特性，再在低當(dāng)量核實(shí)驗(yàn)室研究設(shè)施內(nèi)進(jìn)行亞臨界核試驗(yàn)，完成以往通過(guò)真實(shí)核試驗(yàn)完成的對(duì)核武器殺傷破壞效應(yīng)的試驗(yàn)和對(duì)核爆炸全過(guò)程的數(shù)值計(jì)算和分析。不久，美國(guó)又出臺(tái)了在10年內(nèi)花費(fèi)400億美元實(shí)施模擬核試驗(yàn)的發(fā)展規(guī)劃，把一些原來(lái)只停留在設(shè)計(jì)階段的模擬核試驗(yàn)變成現(xiàn)實(shí)。

從目前情況來(lái)看，美國(guó)即使不進(jìn)行真實(shí)核試驗(yàn)，完全可以通過(guò)模擬核試驗(yàn)和亞臨界核試驗(yàn)進(jìn)行新型核武器的理論設(shè)計(jì)?零部件分類(lèi)試驗(yàn)和定型設(shè)計(jì)。同時(shí)，美國(guó)還可以通過(guò)模擬核試驗(yàn)和亞臨界核試驗(yàn)保留核試驗(yàn)設(shè)施以及核武器的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)人才。因此，一旦需要，美國(guó)隨時(shí)可以研制出新型核武器，保持核優(yōu)勢(shì)。美國(guó)一批高級(jí)武器專家也認(rèn)為，美國(guó)“已不需要進(jìn)行真實(shí)核試驗(yàn)了”，美國(guó)可在全面禁試條件下“增強(qiáng)核能力，保持核威懾力量”。鑒于這種情況，無(wú)核國(guó)家擔(dān)心，有了模擬核試驗(yàn)和亞臨界核試驗(yàn)，《全面禁止核試驗(yàn)條約》有可能流于形式，因?yàn)闅W美國(guó)家將利用模擬核試驗(yàn)和亞臨界核試驗(yàn)來(lái)長(zhǎng)期保持核壟斷。

美國(guó)是世界上最早研制成功核武器的國(guó)家，也是迄今世界上唯一對(duì)別國(guó)使用過(guò)核武器的國(guó)家。自從世界上第一顆原子彈在美國(guó)的新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世以來(lái)，美國(guó)用于核武器的總開(kāi)支已達(dá)5.5萬(wàn)億美元。從1946年至1996年，美國(guó)用于核武器的開(kāi)支占軍費(fèi)總開(kāi)支的29%，幾乎占全部政府開(kāi)支的11%。美國(guó)為儲(chǔ)存和維護(hù)目前的核武庫(kù)每年約耗資350億美元，相當(dāng)于美年度國(guó)防預(yù)算的12%。

核武器是由核彈(或核彈頭)和投擲發(fā)射系統(tǒng)(包括導(dǎo)彈?飛機(jī)?火炮等)兩方面組成的武器系統(tǒng)。核彈迄今發(fā)展到9類(lèi)，其中包括原子彈?氫彈?中子彈?電磁脈沖彈?r射線彈?感生輻射彈?沖擊波彈?三相彈和紅汞核彈。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的核軍備競(jìng)賽，尤其是冷戰(zhàn)，世界核武庫(kù)現(xiàn)存的核彈頭已足以將地球炸平若干次了。據(jù)有關(guān)資料顯示，以美國(guó)和俄羅斯占大頭的世界核武庫(kù)現(xiàn)有的核彈頭總數(shù)達(dá)3.6萬(wàn)個(gè)，其中有一些正在等待拆除，但大約2.2萬(wàn)個(gè)還處于運(yùn)行狀態(tài)。

1996年9月，聯(lián)合國(guó)通過(guò)了《全面禁止核試驗(yàn)條約》。迄今為止，全世界已有154個(gè)國(guó)家簽署了這項(xiàng)核禁試條約，其中51個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)了該條約，包括26個(gè)具有核能力的國(guó)家。然而，雖然克林頓政府也簽署了《全面禁止核試驗(yàn)條約》，但美國(guó)參議院于今年10月13日通過(guò)投票，拒絕批準(zhǔn)這一條約。美參院的這一舉動(dòng)在全球引起強(qiáng)烈反響，遭到國(guó)際社會(huì)的嚴(yán)厲譴責(zé)。

亞臨界核試驗(yàn) - 發(fā)展戰(zhàn)略

美國(guó)是《全面禁止核試驗(yàn)條約》的簽署國(guó)之一。然而，就是在這種情況下，為繼續(xù)完善核制造技術(shù)，美國(guó)科學(xué)家仍采用了以下三種技術(shù)進(jìn)行核武器試驗(yàn)：一是用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬核爆炸;二是在實(shí)驗(yàn)室用特種設(shè)備進(jìn)行物理模擬;三是進(jìn)行亞臨界核試驗(yàn)。而這三種方法各有所長(zhǎng)，可相互補(bǔ)充。

世界上對(duì)亞臨界核試驗(yàn)有不同的叫法，俄羅斯稱之為“非核爆試驗(yàn)”，美國(guó)稱之為“流體動(dòng)力試驗(yàn)”。在亞臨界核試驗(yàn)中，可以少量使用武器級(jí)钚和高濃縮鈾，由于試驗(yàn)時(shí)沒(méi)有形成臨界質(zhì)量，核原料不發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，所以并不發(fā)生真正的核爆炸。技術(shù)專家認(rèn)為，亞臨界試驗(yàn)的最大好處就是能確保生態(tài)安全。

研究無(wú)“輻射”核彈

從技術(shù)角度看，核武器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存后，核彈頭中的放射性物質(zhì)會(huì)老化、失效，因此，核武器的設(shè)計(jì)壽命一般為30年。美國(guó)現(xiàn)存的核武器數(shù)量雖不少，但核彈頭老化現(xiàn)象已相當(dāng)嚴(yán)重，許多陸基洲際導(dǎo)彈已超過(guò)服役年限。為保持戰(zhàn)略核力量的戰(zhàn)斗力，近年來(lái)美國(guó)主要依靠亞臨界核試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)庫(kù)存核武器的性能。

美國(guó)進(jìn)行亞臨界核試驗(yàn)的另一個(gè)目的就是更新核武庫(kù)。由于亞臨界核試驗(yàn)不會(huì)發(fā)生真正的核爆炸，因此，試驗(yàn)更具有隱蔽性，不易被他國(guó)發(fā)現(xiàn)。目前，美國(guó)科學(xué)家正抓緊利用亞臨界核試驗(yàn)技術(shù)，研制能定向爆炸的小型核武器。

進(jìn)行亞臨界核試驗(yàn)需要非常先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，目前除美國(guó)外，俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)都掌握了這一技術(shù)，其中，美國(guó)的亞臨界核試驗(yàn)技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位。

通過(guò)亞臨界核試驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)，美法等國(guó)正在研制第四代核武器。據(jù)報(bào)道，新型核武器將不產(chǎn)生剩余核輻射，可以作為“常規(guī)武器”使用。

亞臨界核試驗(yàn) - 相關(guān)紀(jì)實(shí)

美國(guó)政府2010年9月在內(nèi)華達(dá)州進(jìn)行了一次沒(méi)有核爆炸的亞臨界核試驗(yàn)。美國(guó)至今已總計(jì)進(jìn)行了24次亞臨界核試驗(yàn)，上一次還是在布什執(zhí)政時(shí)期的2006年8月。然而，在奧巴馬總統(tǒng)提出“無(wú)核武世界”理念后，這還是美國(guó)首次進(jìn)行此類(lèi)核試驗(yàn)。反核武器團(tuán)體等紛紛批評(píng)美國(guó)此舉與國(guó)際核裁軍的努力背道而馳。

美國(guó)能源部下屬的核安全局(NNSA)解釋稱，此次試驗(yàn)是為了獲得相關(guān)數(shù)據(jù)以驗(yàn)證現(xiàn)有核武器的有效性及保存時(shí)的安全性。而此事再次證明美國(guó)在迫使朝鮮、伊朗等國(guó)棄核的同時(shí)卻執(zhí)意保存本國(guó)的核戰(zhàn)力，也勢(shì)必會(huì)遭到部分國(guó)際社會(huì)的譴責(zé)。

據(jù)NNSA透露，此次核試驗(yàn)代號(hào)為“巴克斯”，由新墨西哥州的核武器研發(fā)機(jī)構(gòu)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)。試驗(yàn)于9月15日傍晚在內(nèi)華達(dá)州地下約300米的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。

核試驗(yàn)通過(guò)引爆高能炸藥使钚受到?jīng)_擊，在不引發(fā)核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的范圍內(nèi)研究其反應(yīng)和變化。

2010年9月15日傍晚，美國(guó)在內(nèi)華達(dá)州地下約300米的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了一次亞臨界核試驗(yàn)。此為美國(guó)進(jìn)行的第24次亞臨界核試驗(yàn)，在任總統(tǒng)為奧巴馬。試驗(yàn)代號(hào)“巴克斯”，共3次核試驗(yàn)，此次為第一次，由新墨西哥州的核武器研發(fā)機(jī)構(gòu)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)。美國(guó)計(jì)劃2011會(huì)計(jì)年度(2010年10月至2011年9月)第一季度和第二季度進(jìn)行“巴克斯”試驗(yàn)中余下的兩次核試驗(yàn)。

2006年8月30日，美國(guó)在內(nèi)華達(dá)州進(jìn)行了一次亞臨界核試驗(yàn)。此為美國(guó)進(jìn)行的第23次亞臨界核試驗(yàn)，在任總統(tǒng)為小布什。

2003年9月19日，美國(guó)在內(nèi)華達(dá)州進(jìn)行了一次亞臨界核試驗(yàn)。此為美國(guó)進(jìn)行的第20次亞臨界核試驗(yàn)，在任總統(tǒng)為小布什。

2000年8月18日，美國(guó)在內(nèi)華達(dá)州進(jìn)行了一次亞臨界核試驗(yàn)。此為美國(guó)進(jìn)行的第12次亞臨界核試驗(yàn)。

1999年9月，美國(guó)在內(nèi)華達(dá)州進(jìn)行了一次亞臨界核試驗(yàn)。此為美國(guó)進(jìn)行的第7次亞臨界核試驗(yàn)，試驗(yàn)代號(hào)"雙簧管"(Oboe)。