上周,金正恩看似随意的一句话,把全世界都吓了一跳,朝鲜自称拥有了氢弹——这岂是能开玩笑的?我们在前面的文章里说过,氢弹至今也是只有安理会5个常任理事国掌握的“国之重器”,朝鲜居然说有就有了?但是作为一国元首,金正恩的讲话也不大可能纯属信口开河,那么究竟朝鲜拥有了什么样的“新玩具”?这可能对朝鲜半岛乃至东亚局势造成什么样的影响?

另外,美国在本周四一日内进行了三次反导试验,其中“爱国者PAC-3 MSE”导弹作为美国战区反导系统的最新型导弹值得一提。该导弹的发动机采用了与前段时间引起美国空军“震惊”的中国霹雳-15导弹类似的“双脉冲固体火箭发动机”技术,这种技术为何能大幅度提高导弹的性能?

朝鲜氢弹是什么?

上周,朝鲜最高领导人金正恩在视察平壤的革命纪念场所时提到,朝鲜已经可以引爆氢弹。这短短的一句话迅速被转译成各国语言,传遍世界。

氢弹——这种只有安理会“五常”掌握的武器什么时候出现在朝鲜手里了?美国白宫发言人当晚在新闻发布会上就表示,这个消息让人感到怀疑。

稍后,关于朝鲜“氢弹”的种种新说法开始出现,韩国国情院表示,今年9月就曾发现朝鲜新建核设施开始运转,判断这个设施是用于生产氢弹的重要原料氚的,但根据朝鲜的技术水平判断,他们更可能造出来的是“增强型原子弹”。

这事实上也是目前对朝鲜可能获得“氢弹”的最“靠谱”解释。目前除了5个常任理事国外,印度、巴基斯坦、以色列所掌握的核武器,一般认为最多也仅达到“增强型原子弹”的水平。

那么,什么是“增强型原子弹”呢?有这种东西意味着什么?朝鲜要建造什么样的设施才能造出“增强型原子弹”?

老读者们还记得,2015年1月我国评选出2014年度国家最高科学奖,获奖者是于敏先生。他的成就,是研制出了氢弹。

我们今天所说的“氢弹”,一般也就是指“热核武器”,或叫做“多级热核武器”。这种武器研制的开端可以追溯到1950年,杜鲁门针对苏联1949年爆炸的第一颗原子弹,要求美国科学家们研制一种“超级炸弹”,利用聚变能量就成了一种必然。

但正如笔者在介绍于敏先生发明中国氢弹的文章中所介绍的,单纯把一管子液态氚放在原子弹旁边是没有意义的。于是美国人发明了“泰勒-乌拉姆”构型,出现了“两级核武器”,也就是我们一般概念中的“氢弹”,这种炸弹分为“初级”和“次级”,利用初级爆炸发出的X射线,可以在“次级”被炸飞之前引发它的聚变反应。人们一般认为,氢弹中“次级”聚变爆炸时放出的能量远远大于初级,因此还形成了一种说法,即聚变能量超过50%的核武器叫做“氢弹”。

美英俄采用的“泰勒-乌拉姆”构型

而今天5个常任理事国装备的实战型战略核武器通常用“三相弹”结构,整个爆炸过程是裂变-聚变-裂变三重互相作用,如果按照约定俗成的说法, 其实不算“氢弹”。三相弹一样有“初级”和“次级”,这两者之间会发生复杂的互影响。此外还有一个“推送层”,一般由铀-238构成,它可以保证初级爆炸后1微妙内次级的冷却；之后又能在初级和次级爆炸发出的大量中子作用下,发生核反应,释放出能量——其实这一层铀-238发生的裂变才是今天5个核大国的战略核武器的主要能量来源——这也就是为什么业内人士基本不用“氢弹”这个词的原因。

据资料,理论上还可以进一步增加“级数”,来制造超级核弹。例如,美国曾做过“七级”核弹的概念设计,其爆炸当量将远超过三级的苏联“沙皇”炸弹,后者爆炸当量可达5000-1亿吨TNT。只不过,威力如此夸张的核弹,已经没有任何实用价值了,因此也就没有进入实际制造阶段。

“于敏构型”至今仍是个谜

而“增强型原子弹”,是研究氢弹过程中的“副产品”——同时它也是制造氢弹之前必须掌握的一项技术,因为氢弹的初级和次级实际上都可以视为结构特殊的“增强型原子弹”。

所谓的“增强型原子弹”,简单来说,就是利用原子弹爆炸的高温高压,使安放在其核心的氚氘混合物发生聚变反应,它们会变成氦,并放出大量中子。聚变反应中放出的中子可以大大加快包裹在它们外面的裂变材料的裂变反应过程,让它们在被炸飞出去而被浪费掉之前加入裂变反应。“增强型原子弹”可以把原子弹的威力增加一倍。

“增强型原子弹”更为学术化的名称应该叫“聚变助爆式裂变武器”,与通常被称为氢弹的“多级式核武器”相比,它仍是“一级核武器”,相对而言结构较为简单。更重要的是,小型化核武器、可调当量等等技术都是在增强型原子弹的基础上继续发展出来的。

例如,将增强型原子弹外层包裹的铀-238反射层换成铍,就可以在不影响当量的条件下大幅度缩小直径和重量。这样压缩这个内层核心所需要的炸药也就可以减少,进而进一步减少炸弹的总体质量。

另一方面,通过增减炸弹核心内氘、氚的数量,就可以控制爆炸的当量。

正是运用了这种技术,美国在1956年开始生产Mk-54核弹头,使用这种弹头的武器有三种——诸位可以体会一下:

其一,是1961年装备美军的M-388“大卫克罗”无后坐力炮发射核炮弹,它的射程只有2-4公里,爆炸当量为10-20吨。由于无后坐力炮精度基本没谱,所以它的主要杀伤手段是核辐射,在爆炸瞬间可让周围150米内辐射达到“瞬间致死剂量”,周围400米内达到“致死剂量”。

其二,是“特种原子爆炸弹药”(SADM),听这名字你感觉到里面蕴含的“邪恶”力量了么?它是一种——核弹背包。没错,也就是一个可以由单兵携带的核爆炸装置。它的使用方式是:由伞兵携带核弹背包进入被苏联占领的西德境内,然后袭击大桥、电厂、大坝……

这可怕的玩意直径为270毫米,长度400毫米,重23千克——完全可以单人携带。

由于不必担心爆炸范围大于投送距离,因此这种核背包的威力也可以做得更大,其爆炸当量为10吨-1000吨,使用机械式定时器引爆。

H-912型携行具,内部有一枚SADM炸弹

第三种使用Mk.54小型化核弹头的武器,则是AIM-26空对空核导弹,爆炸当量250吨。

怎么样?原子背包,是不是想起朝鲜阅兵式上那些背着背包,上面画了个三叶草标志的士兵了?

朝鲜2011年就曾宣布自己掌握了“增强型原子弹”和“小型化核武器”技术,一直被认为“不可信”,原因是美韩认为,朝鲜并没有生产氚的 能力。在所有关于热核武器的文章里都会告诉你,氚是一种关键性的材料。不过在地球上,氘和氚这两种氢的同位素却极为稀少,大家都知道有一种比黄金还贵的 水,叫做“重水”,它就是氘与氧结合的产物。而氚,则比氘更为稀少,要想用来制造核弹,就得想办法人工制取这种物质。

目前,最常见的办法有两种,一种是用高富集锂-6的合金或陶瓷做成靶件,放到反应堆中去辐照,可以产生氚。另一种办法则是从反应堆里经过中子照射的重水中提取氚。

这两种方法生产效率都非常低,因此氚仍是一种极为昂贵和难以获得的材料。

今年9月,韩国称确认朝鲜已经设立了一个生产氚的工厂,他们由此认为朝鲜将可能在未来几年内获得制造增强型原子弹的能力。然而,朝鲜声称自己现在就已经有了“氢弹”,是不是纯属吹牛呢?

恐怕并不能绝对排除朝鲜说了真话的可能。因为氢弹其实并非直接装填氚——因为无法大量生产——而是装填氘化锂(或者氘氚化锂),这种物质在受到中子照射后就会“生产”出足够的氚。

AIM-26A/B“核猎鹰”

而氘化锂的生产相对氚来说,那就简单得多了,朝鲜现在有足够制造增强型原子弹的氘化锂-6,并非不可想象。如果朝鲜能够借助聚变加强效应,达到把自己的核弹威力提升一倍的目标,那么它自称掌握氢弹,也不是说不过去——用来提振士气,震撼美韩日,那是绝对足够了。

然而,关于朝鲜真实的核技术水平,很难说让人心里有数。目前只能说,从种种迹象来看,可以肯定朝鲜在努力制造增强型原子弹。

在朝鲜已经进行的三次试爆中,第三次试验爆炸威力据认为接近广岛原子弹,已经明显是一次成功的原子弹试爆。这次试验之后,美国对于朝鲜拥有核武器这件事基本就已经不质疑了。所以,如果朝鲜真拥有了氢弹或者增强型原子弹-或者小型核武器,那么最简单的宣告办法当然是直接进行核试验。

朝鲜阅兵上的“核背包”

如果朝鲜的核试验爆炸当量达到10万吨或者更高水平,基本可以推断,他们已经掌握了增强型原子弹。此外,地下核试验也会有微量物质泄漏到大气中,所以如果朝鲜掌握了小型化核武器,炸一个1000吨当量的,美国的飞机也能搜集到相应的证据证明这是不是核爆炸。

可朝鲜还没有用这样的方式来宣告自己“拥有氢弹”——而之前他们可都是在试爆之后才宣告已经进行核试验的——显然,要么这是虚言恫吓,要么这是试验前的试探,在朝鲜试爆炸弹或者进一步作出新的表态之前,我们也只能这样推断了。