亞臨界核試驗對於有核國家究竟有什麼意義？_風聞

作者：蘭順正

首發自：《現代兵器》內部版

據共同社5月17日報道，美國國家核安全管理局表示，美國於14日晚在內華達國家安全區的地下亞臨界試驗設施進行了一次亞臨界核試驗，這是美國自2021年9月以來的首次此類試驗。美國國家核安全管理局稱，這是拜登政府進行的第三次亞臨界核試驗，目的是收集有關美國核彈頭的“重要數據”。

禁核之後的“替代品”

從1996年9月10日聯合國第50屆大會通過《全面禁止核試驗條約》(CTBT)起,到現在世界上大多數國家已成為條約簽署國,承諾不進行任何形式的核爆炸。大規模的核爆炸試驗在締約國已經停止進行。但在現今的世界上,核武器仍然是最具威攝力的武器。只要核武器存在一天,對它的研究、維護和管理就要繼續進行下去。因此在簽署CTBT後,各有核國家，尤其是美國等並未放棄對核武器的研究。CTBT的簽署意味着核武器研究新階段的開始,而亞臨界實驗正是這個新階段的重要標誌。正是美國於1997年7月2日在內華達核試驗場進行了CTBT後的首次亞臨界實驗,也拉開了新形勢下核武器研究的序幕。

普通核試驗會引發一系列較為嚴重的後果

“亞臨界”(suberitieality)亦稱次臨界,是反應堆物理與核武器物理中的概念。根據核物理常識，反應堆或原子彈都是通過原子核的裂變反應來釋放能量的,當裂變材料達到“臨界”或“超臨界”狀態時,在自發裂變中子或外部中子的作用下,裂變反應就會持續進行下去,即可以實現“自持鏈式反應”。而在亞臨界狀態下,無法實現自持鏈式反應。這裏臨界和亞臨界指的是裂變材料所處的狀態。

亞臨界實驗實際是在全面禁試談判後期形成的一個概念。1995年8月11日,美國總統克林頓宣佈美國謀求達成“零威力”的全面禁試條約。但“零威力”的具體含義是模糊的。亞臨界實驗研究的是核武器初級中所用裂變材料在高能炸藥或其他方式衝擊(或爆轟)下的物理、化學行為,是直接為核武器的研究和發展服務的。如美國進行帶有核材料的爆轟流體動力學實驗,實驗中所用核材料的數量以不發生自持鏈式反應為限,也就是説核材料在實驗過程中始終處於亞臨界狀態。國際社會一般把這種實驗稱為亞臨界實驗或次臨界實驗。

目前對於亞臨界實驗的準確界定,世界上還沒有公認的説法。能否達到臨界或超臨界狀態,與核系統所處的條件及所含裂變材料的質量有關。在一定條件下能夠使系統達到臨界狀態的最小質量被稱為臨界質量。臨界質量不是一個常量,通常與構成系統的裂變材料的種類、幾何形狀和密度(隨温度和壓力而變化)有關,也與系統周圍的結構材料、中子慢化材料及其幾何配置有關。

如在常温常壓下,鈈的臨界質量約為17千克,而在一定條件(壓縮功為10的7次方焦爾)時,14毫克的鈈小丸也可達到臨界。因此,任何用到核裂變材料的實驗,不管所用裂變材料的多少,只要在整個實驗過程中未達到臨界條件,原則上都可稱之為亞臨界實驗。

備受核大國青睞的亞臨界核試驗

進行亞臨界核試驗有多種作用。首先可以用於檢驗庫存核武性能。核武器中的核材料，隨着儲存時間的延長，會逐漸老化，時間過長還會變質，甚至失效，核武器的設計壽命一般為30年，因此有核武器的國家通過臨界核試驗可以定時檢驗庫存核武器的性能。

亞臨界核試驗只會消耗少量的核材料

其次通過亞臨界核試驗，不僅可以改進現有的核武器，保證其安全性､可靠性和有效性，開發新的核武器，而且還可驗證模擬核試驗的情況。現在運用高科技手段可以對核武器的各個部分進行分解模擬試驗，但僅靠這種分解模擬試驗還無法替代實際核試驗效果。因此，還需要將分解模擬試驗取得的各種數據與實際核試驗的情況進行綜合，從而實現對實際核試驗的模擬。通過亞臨界核試驗可以驗證模擬核武器性能的計算機程序。技術強大的核國家，完全可以通過模擬核試驗和亞臨界核試驗進行新型核武器的理論設計、零部件分類試驗和定型設計。

同時，相關國家還可以通過模擬核試驗和亞臨界核試驗深化對核武器物理規律的認識，並保留核試驗設施以及核武器的設計和試驗人才，未來一旦需要，技術強大的核國家隨時可以研製出新型核武器，保持核優勢。

亞臨界核試驗基本都在地下進行

另外，在亞臨界核試驗中，可以少量使用武器級鈈和高濃縮鈾，由於試驗時沒有形成臨界質量，核原料不發生鏈式反應，所以並不發生真正的核爆炸，不但能確保生態安全，而且更具有隱蔽性，不易被他國發現。

其實亞臨界核試驗一面世,作為其始作俑者,美國便受到了譴責。雖然試驗所釋放的核能很小,但依舊是為核武器的研究和發展服務的,各界認為這不符合CTBT條約的精神。

亞臨界核試驗受到相關方的反對

同時亞臨界核試驗都在地下進行,導致試驗的透明度很低。無核國家擔心，有了模擬核試驗和亞臨界核試驗，CTBT有可能流於形式,從而給世界的和平和發展帶來不穩定因素。此次美國國家核安全管理局表示，美國的亞臨界核試驗總次數已達34次，最近的這次試驗沒有形成自我維持的超臨界鏈式反應，因此符合美國自1992年以來自行暫停核試驗的規定。