武备纵横：造一颗原子弹 难吗(附图)?

2002年4月22日 09:25 环球时报

　　阎世俊

　　近来，美国一直扬言要对伊拉克进行军事打击，并指责伊拉克正在秘密研制核武器。其实，随着科学技术的发展，原子弹的技术原理早已公开化。据报道，国外曾有多名大学生利用公开资料独自完成了原子弹的理论设计方案。20世纪70年代，美国哈佛大学经济系学生迪米特瓦·林特在图书馆潜心琢磨，写出了400余页的《制造核弹的方法》，其质量和水平之
高，连美国核武器专家泰勒读完后也惊叹道：“这是我迄今所看到的最详细、最全面的报告。”但是，要制造一颗真正的原子弹，还必须在攻克核燃料加工、核装置设计、原子弹小型化等难关后才能成功。

　　核燃料的加工

　　制造原子弹，首先要拥有核燃料，主要是铀235和钚239。天然铀矿石是一种稀有矿物，其中的铀235仅占0.7%，其余都是不能发生链式反应的铀238。从天然铀矿石中提取铀235，先要把铀238分离出去，以不断提高铀235浓度，这一加工过程称为“浓缩”。铀浓缩需要很高的科技水平，因为铀235和铀238犹如一对双胞胎，其化学性质几乎完全相同，无法进行化学分离，只能采用物理学方法浓缩，通常采用离心法、气体扩散法和激光法。离心分离法的工作原理与洗衣机利用离心力使衣物脱水的过程相似，通过每秒达2万转以上的超高速离心机，可将铀235浓度提高到90%以上，以满足核武器要求(而核电站燃料铀235浓度只需达到3%)。美国扔在广岛的第一颗原子弹“小男孩”就是铀弹。

　　钚239由铀238经中子照射后转换而成，需要靠人工方法对核反应堆废料进行后处理才能提取。一般采用添加化学催化剂的方法，先把核废料放在浓硝酸中溶解后，再加入催化剂即可分离出钚239。钚弹中钚239的浓度必须达到93%以上，美国扔在长崎的原子弹“胖子”就是钚弹。

　　核装置的设计

　　拥有核燃料只是第一步，下一步是制造可进行核爆炸的裂变装置。一个核装置通常由核部件(核燃料成形加工并适当组装而成)、爆轰序列(主装炸药、雷管和传爆组件)、核点火部件(中子源)等组成。核装置先进与否，主要用比威力(即原子弹威力与其质量的比值)来衡量，提高其先进性要靠创新设计原理、精确计算，并需要通过多次核试验不断改进。

　　要完成核装置的物理设计，首先必须弄明白核反应的过程，掌握其各种必备的条件和物理参数等。为此，要在众多领域和众多学科进行大量的科研工作。其中的关键环节，一是利用高性能计算机进行理论研究仿真计算；二是反复进行多方面模拟试验，用化学爆炸、实验室、计算机对核爆炸物理过程和核爆炸效应进行模拟；三是进行必要的核爆炸试验，这是对原子弹技术的最后检验。目前公开进行过核试验的国家，还只有美、俄、英、法、中5个核国家以及印度和巴基斯坦。

　　原子弹的起爆方法分“枪法”(压拢型)和“内爆法”(压紧型)两种。所谓枪法，就是把核燃料分为两三块半球体，放入金属容器中并填入高爆炸药。起爆时，首先引爆炸药，产生强大压力，推动核燃料迅速合拢，进入临界状态并发生链式裂变反应，产生核爆炸。内爆法则是把海绵状的核燃料放在一个球形金属容器中，把高爆炸药包裹在其周围。这种原子弹起爆时，首先引爆炸药，产生强大的内聚冲击波和高压力，压缩核燃料使其达到超临界状态，产生核爆炸。相比之下，内爆法所需裂变装料的质量更小，因而被广泛采用。

　　这里，最大的技术难题是高爆炸药的合理配置。它要求把快速燃烧和慢速燃烧的两种常规炸药巧妙地组合在一起，起爆时，在百万分之一秒的时间内同时引爆所有炸药，才能实现真正的核爆炸。如果定时误差超过上述要求，或者两种炸药配比不对，就会大幅度降低常规爆炸所产生的压缩效果，致使核爆炸威力减半，甚至形不成核爆炸。有些暗地里研制原子弹的国家，都曾在碰到这个技术障碍后踏步不前，一筹莫展。

　　“双重核按钮制度”

　　造出了原子弹，怎样把它扔到敌人头上去呢？这就需要运载工具。一般来说，战略原子弹主要装在导弹、航空炸弹上，发射平台包括各种射程的弹道导弹、巡航导弹、核潜艇、战略轰炸机等。战术原子弹，则可做成核导弹、核炮弹、核地雷、核水雷、核炸弹等，由导弹、火炮、飞机、舰艇等抛掷，也可以人工布设。

　　拥有了原子弹，还必须解决核武器安全控制问题。目前，各个核大国都有一整套复杂的核武器安全控制体系，任何个人或少数人都很难操纵整个发射过程。下面，我们就以运载原子弹的核导弹为例来看看其发射过程。

　　战略核导弹的发射程序采取“双重核按钮制度”，即每一级都有两组密码，只有当两组密码准确无误地拼在一起，逐级向下级下达命令，核导弹才能最终发射出去。如俄罗斯，两个核按钮分别由总统(由与总统形影不离的军官专门携带这个“黑色手提箱”)和国防部长掌管。当最高当局做出核打击的决定时，特别专家小组将协助总统译出平时存放在“黑色手提箱”内的密码，国防部长也必须同时译出自己保管的密码；然后分别将这两组密码同时发送到总参作战部，特种通讯中心接到密码后，立即用计算机将这两组密码混合编成一组12位数字的新密码，再通过特别通讯频率传递给导弹基地、巡航的战略核潜艇及轰炸机。

　　当导弹基地、战略轰炸机和潜艇收到核导弹发射密码指令后，指挥官立即将接收到的密码与自己保管的密码作出核对后才能最后发射。拿核潜艇来说，艇长和副艇长各持密码的一半，经组合后再与最高统帅部发来的密码对照，证实吻合无误后才能用分别存放在两个人身上的钥匙启动发射按钮。特别值得一提的是，这两个核导弹发射钥匙孔的位置也是经过特别设计的，距离至少有3米远，以确保同一个人无法同时启动两个发射按钮。相比之下，战术核导弹的发射程序就要简单些。