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中國第一顆氫彈爆炸試驗
鳳凰軍事 防務短評 銘鋒
五常大棒你拿得動？系列之三：突破氫彈之路
聯合國的五大常任理事國地位的確立，除了作為二戰的主要出力國、戰勝國的老本錢外，就是都擁有可進行實戰的氫彈這一大殺器作為後盾。能在危急關頭依靠給對手造成重大而深遠的劫難來保障自己的利益。這是現階段任何常規武器都無法達成的威懾效果。
從原子彈到氫彈，作為先驅者的美國用了7年零3個月；蘇聯被認為有間諜嫌疑，速度是4年零3個月；英國用了4年零7個月；法國遇到了不少障礙，英國人幫他們少走了點彎路，耗費了8年6個月；中國從原子彈到氫彈的過程僅用了2年零8個月。如果從氫彈原理試驗成功算起，則還要再提前半年。而美國要按照中國的第一顆實戰化氫彈做標準才算的話，就還要再延長1年4個月。
如此之快的速度和當時國際社會對中國貧窮落後的印象出入極大，以至於後來的國際原子能交流時還有外國專家問錢三強這是為什麼。然而只收穫了“理論準備得早”和“材料準備得早”這兩句模糊的回答。
現在已突破原子彈的後發國家中，印度已經半隻腳踏入氫彈的門檻，朝鮮則聲稱已掌握氫彈技術。他們現在的科技水平或許和70年前的中國差不太多，而信息來源則更加廣泛，他們真的能掌握氫彈嗎？中國的氫彈神話能否再度出現？
氫彈爆炸原理示意圖
網上關於氫彈的討論有很多。從已公開的原理而言，大家都知道是用原子彈來使氘化鋰6達到高溫高壓的狀態產生聚變反應。在上一期的原子彈原理中提到過，原子彈的關鍵是如何有效壓縮裂變材料以達成臨界條件。而氫彈的關鍵，也在於如何利用原子彈的能量來有效的壓縮和加熱聚變材料，而不是在聚變反應發生前將其轟散。
從現今已出版的各種資料猜測，氫彈的T-U構型關鍵在於利用原子彈產生的X射線加熱聚變材料外圍放置的泡沫塑料，使其迅速成為高溫高壓的等離子體來對聚變材料進行加熱和壓縮。使聚變材料達到足夠的溫度和密度而燃燒。也就是所謂的兩級結構。中國的“于敏構型”也屬於這個範疇，只是在細節設計上（據猜測是能量傳遞方式）有所不同。
美國首次氫彈試驗Mike
在五常核軍備競賽的上世紀5、60年代，這個兩級模型的獨立提出是非常艱難的。由其是蘇聯和法國。
美國“氫彈之父”泰勒在遇到數學家烏拉姆之前也沒搞清楚能量到底該怎麼傳遞。為了驗證2級結構，美國人引爆了一個裝滿液態氘氚的“大冰櫃”Mike，它高60米，重達62噸，試驗當量1100萬噸，然而沒有任何實戰價值。美國可實戰的空投氫彈試驗要等到“紅翼”行動，威力380萬噸。時間在Mike試驗的3年之後。
蘇聯核武負責人馬雷舍沃沉醉於“夾層餅”構型的氫助爆原子彈的40萬噸威力（1953年8月）而自認為這就是氫彈了。在薩哈羅夫提出兩級構型後還要求他按“夾層餅”這條路走下去。幸好薩哈羅夫陽奉陰違，直到1955年11月，採用兩級構型的真正氫彈試驗成功（1600萬噸），蘇聯才算真正掌握氫彈。而此時距離蘇聯第一顆原子彈爆炸已是5年11個月了。
英國也出現過在助爆結構和兩級結構之間的糾結，甚至提出過“湯姆/迪克/哈利”這樣的三級結構設想。同時也對美蘇的核試驗塵埃進行了收集分析，確定了在兩級之間有屏蔽層的設計思路。在比較了流體和輻射的能量傳遞差別以後，選擇了輻射傳導和壓縮的方式進行了氫彈原理試驗。
法國初期並未追求大威力核彈，直到中國爆炸了第一顆原子彈才着急起來。然而也在助爆原子彈上花了太長的時間。直到中國突破氫彈之時還未完成。戴高樂總統很不開心，把研究負責人招去批了一通。在最後的關頭法國人還糾結於提出的3種構型方案該先試驗哪一個。幸好最後有英國人告訴他們選“最簡單”的那個，幫法國人加快了幾個月的研發進程。1968年8月24日，法國在太平洋Fangataufa島成功地進行了第一次熱核武器試驗，重約3噸，當量260萬噸。
中國的“原子彈之父”鄧稼先（右二）和“氫彈之父”于敏（右一）
相對而言，中國的沒有那麼多條件來進行大量的核試驗，因而在理論研究上做足了工夫。再加上于敏解決了一系列的熱傳導難題，並選擇了正確的技術路徑。在僅做了一次收集數據用的加強原子彈試驗（25萬噸）之後就直接進行了氫彈原理試驗（30萬噸）並取得成功。半年後就完成了實戰化的氫炸彈試驗：重1噸的空投氫彈，威力330萬噸。從這次試驗的氫彈威力/重量之比可以看出，中國氫彈的設計水平起點很高。
根據何祚庥院士的回憶，于敏有了以輻射作為壓縮聚變材料為主方式的構型想法是在1964年之前，是這意味着中國已經一隻腳踏入了氫彈的大門。此時距氫彈原理試驗成功還有2年。這兩年期間發生了生麼，遇到了什麼問題，又是如何解決的，都不再公開。
美國MX洲際導彈上的W87彈頭，可見其原理和結構的複雜程度
對於印度等後發國家而言，可以在各國公開的核武器技術細節的基礎上進行研究。然而有人幫忙走這半步也未必是什麼好事情，這半步到底是怎麼得來的，產生這個結論的過程中有哪些必須掌握的前提技術？在不進行踏踏實實的理論研究重新計算是無法得知的。而各大國在氫彈之前都做過威力達數十萬噸的氫加強原子彈試驗，以收集輕核反應的特徵數據。在全面禁止核試驗成為國際共識的今天，貿然進行這種大威力核試驗是否會招致強大的國際政治壓力和經濟制裁？重壓之下耗費巨大的核工業和科研體系能否再正常運行都是通往氫彈之路的門檻。
自己做實驗成本高，五常也都簽署了條約不再進行大氣層內的核試驗。像英國那樣通過收集美蘇試驗殘留來分析的道路也被徹底封死了。而五常向物理學界公布的數據則有可能是不靠譜的。周光召曾經推翻過蘇聯人給的原子彈數據，于敏也曾算出美國公開的氚-氚反應截面數據不對。可以說現在的國際環境對於想獨立突破氫彈的國家而言，幾乎是釜底抽薪。
無論如何，踏踏實實的理論研究是必不可少的先決條件，而通過輕核聚變試驗收集基礎數據也是必要的。最後說個傳說的笑話，一位參與氫彈研發的老前輩曾想寫點關於氫彈的科普文章。然而快寫完的時候，于敏讓他晚點發表。因為當時印度的氫彈還差臨門一腳，正好卡在瓶頸上。中國當年突破這個瓶頸用了兩三年，印度大概用個五六年應該就差不多了。別因為這篇科普文給了他們啟發。然而老前輩從江時代等到習時代，最後告誡別人：印度人太不可信……
看來，氫彈的大門，總歸不是那麼好突破的。
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