| 核武器 |
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 核技术主题 |
| 大规模杀伤性武器 |
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核武器，简称核武，是一种爆炸装置，其爆炸力是通过核反应（裂变（裂变炸弹）或裂变与聚变反应的组合（热核弹））产生的。
目前世界最大威力的核武器类型是氢弹，其威力可达到同等质量的化学炸药的数千万倍以上。核武器没有威力上限，投入的核材料的量越多，威力就越大，然而理论上其质能转换效果较反物质武器低。前苏联的AN602氢弹是目前人类所引爆过的最大当量的炸弹。
现况[编辑]
目前有八个公开宣称拥有核武器（不论是原子弹或是氢弹）的国家，分别是美国、俄罗斯（前苏联）、英国、中国、法国、巴基斯坦、印度、北朝鲜，前五个也是联合国安全理事会的常任理事国。美国、俄罗斯（前苏联）、英国、中国、法国五国已完成氢弹试验。
除此之外，以色列也被部分人认为拥有核武，哈萨克斯坦作为苏联解体后第三大核武器拥有国，主动放弃核武器，并关闭苏军建立的数千座核试验设施，另外白俄罗斯、乌克兰与南非因和平原因放弃其核武，属于曾经拥有核武的国家。1990年代被称为“巴基斯坦核弹之父”的阿卜杜勒·卡迪尔·汗已经对外承认了自己向北朝鲜、利比亚和伊朗三个国家出售核武关键技术。[1]，其中北朝鲜至少已于2006年核试验成功，利比亚卡扎菲迫于美军压力已宣布放弃核武计划，伊朗革命卫队称在俄、朝提供核弹头所需钚的协助下核武研发成功。[2]
国际原子能机构总干事埃尔巴拉迪称“有30个国家拥有迅速生产核武器的能力”[3]，他所指的“迅速”是在三个月内就可以拥有核武器，这已经接近全世界国家总数的1/6了。而且具有生产核武器能力的国家恐怕最少应该在50个国家以上，巴拉迪同时指出联合国每年的1.5亿美元用于防止核武器扩散的开销费用，根本不能有效阻止现在越来越多的国家通过拥有大规模杀伤性武器来实现自卫的潮流，核武器也可能会流入恐怖主义组织的手中。
发展史[编辑]
早期[编辑]
1939年4月2日，德国物理学家乔格·朱斯和威廉·汉勒提出了将核能用在军事领域的可能性。[4]但由于当时纳粹德国核子研究计划的主持人海森堡错误的实验方向与发展，令希特勒认为开发核武器的费用将会过于庞大，因此最终放弃了核武器的开发。8月2日，阿尔伯特·爱因斯坦在信（爱因斯坦-西拉德信，作者为物理学家利奥·西拉德）中签下名字，希望递交至时任美国总统富兰克林·德拉诺·罗斯福处，建议对方为核裂变武器提供研发资金，因为当时的纳粹德国可能也在这方面进行研究。[5]10月11日，经济学家亚历山大·萨赫斯会面美国总统罗斯福，并递交了爱因斯坦-西拉德信。罗斯福批准设立铀顾问团。[6]10月21日：铀顾问团首次会面，会议由国家标准技术研究所的莱曼·布里格斯主持召开。顾问团划出6000美元的预算来做中子实验。[7]
1940年3月，英国伯明翰大学学者奥托·弗里施、鲁道夫·佩尔斯撰写了弗里施-佩尔斯备忘录，计算出原子弹的爆炸可能只需要1英磅（0.45千克）的浓缩铀。该备忘录先是到了澳大利亚物理学家马克·奥利芬特手中，后者将其转交给了英国化学家亨利·蒂泽德。[8]3月2日，美国物理学家约翰·邓宁位于哥伦比亚大学的团队证实了尼尔斯·玻尔的猜想——慢中子可引发铀-235的核裂变。[9]4月10日，蒂泽德在英国设立了穆德委员会，用于进行原子弹的可行性研究。[10]5月21日，乔治·基斯佳科夫斯基提出使用气体扩散法来分离同位素。[11]6月12日，罗斯福设立了美国国防部科研委员会，由万尼瓦尔·布什领导，并将铀顾问团并入其中。[12]同年日本也开始了自己的核武研发，时任日本陆军航空技术研究所所长的安田武雄中将命令部下铃木辰三郎开始进行制造原子弹的可能性分析。铃木辰三郎在得到东京帝国大学物理学教授嵯峨根辽吉的指导下，提交了以“原子弹制造的可能”的研究报告。1941年5月，理化学研究所所长、东京物理学校（东京理科大学前身）校长的大河内正敏提交了“铀炸弹制造的可能性”的报告。同年6月，物理学家仁科芳雄开始思考原子弹实物化的可能性。[13]
1941年2月25日，美国加利福尼亚大学柏克莱分校学者格伦·西奥多·西博格与阿瑟·华尔确定发现了钚元素。[14]5月17日，阿瑟·康普顿同美国国家科学院撰写的报告公开发表，指出研发军用核能源带来的的若干好处。[15]6月28日，罗斯福签署第8807号行政命令，设立科学研究与开发办公室，交由万尼瓦尔·布什管理。[16]科学研究与开发办公室合并了国防部科研委员会和铀顾问团。詹姆斯·布莱恩特·科南特接任布什成为科学研究与开发办公室的新总管。[17]7月2日，穆德委员会任命詹姆斯·查德威克撰写原子弹的设计与预算报告的第二稿（也是最终稿）。[18]7月15日，穆德委员会分发了制弹的技术细节、预算的最终稿。万尼瓦尔·布什接获报告后，决定先等待报告官方版本出来后再进行下一步的行动。[19]9月3日，英国参谋长委员会批准了核武器计划。[20]10月3日，穆德委员会官方报告（查德威克撰写）送到了布什手中。[21]10月9日，布什将穆德委员会的报告呈交给罗斯福，后者在了解相关科学细节后准许了研发计划。罗斯福让布什起草外交函，以方便英美双方的高层接洽。[22]12月6日，布什组织了场会议来协调整个研发计划。该计划由康普顿主导，哈罗德·尤里负责研究使用气体扩散法来浓缩铀，欧内斯特·劳伦斯则负责研究电磁分离法（该方法最后造出了电磁型同位素分离器）。[23][24]康普顿将钚容器呈给了布什和科南特。[25]12月18日，科学研究与开发办公室S-1分部的首次会议。该部门专攻核武器制造。[26]
1942年1月19日，罗斯福正式批准原子弹计划。[27]1月24日，康普顿决定将钚相关的科研工作放在美国芝加哥大学集中进行。[28]2月19日，加拿大和英国协商设立蒙特利尔实验室，用作英、加两国在核技术方面的协作（尤其是制钚）。[29]7月-9月，罗伯特·奥本海默在加利福尼亚大学柏克莱分校召开夏季会议，会议研讨了核裂变武器的设计。爱德华·泰勒提出了氢弹的构想，在会议中重点讨论。[30]12月2日：在恩里科·费米的设计、主导研发下，世界上首个核反应堆工程——芝加哥1号堆在芝加哥大学取得了突破性进展。该反应堆在建造后短短一个月成功实现了自持反应。[31]
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1943年2月18日，Y-12国家安全大楼动工。Y-12是橡树岭的一个大型电磁分离工厂，用来浓缩铀。[32]6月2日，气体扩散工厂K-25动工。[33]7月10日，第一份钚样品抵达洛斯阿拉莫斯。[34]8月13日，枪式裂变武器的首次投下试验，位于达尔格伦演习场，负责人诺曼·拉姆齐。[35]肯尼斯·尼科尔斯取代马歇尔成为曼哈顿工程区的总工程师。[36]他上任后的首批任务之一是将曼哈顿工程区总部迁移至橡树岭（但工程区并未因此更名）。[37]10月10日，汉福德区首个核反应堆动工。[38]11月4日，橡树岭的X-10石墨反应堆达到临界状态。[39]同年东条英机下达研究原子弹的命令，代号为“仁计划”。仁科芳雄招集了他的老师，长冈半太郎和将在战后获得诺贝尔物理奖的朝永振一郎以理化学研究所（RIKEN）人员身份投入海军核子技术研发。除此之外，他们还聘请东京帝国大学的物理学教授协助分析。不过到了1943年后，当仁科芳雄告诉海军“理论上或许可行，但可能连美国也无法成功将原子弹实用于战争”时，海军便失去了兴趣。而仁科芳雄只好再找其他单位来继续研究计划。日本帝国海军虽然曾放弃仁科芳雄的核子计划，不过他们不甘陆军专美于前，随后又招集另一位物理学家，前台北帝国大学（今国立台湾大学）教授荒胜文策进行研究。他的团队包含日本第一位获得诺贝尔物理学奖的汤川秀树。荒胜文策设计出一款超速离心机来分离铀235，但直到日本投降后都尚未生产。荒胜文策设计的原子弹蓝图虽然可行，也因为铀不够而在投降时尚未完成。[40][41]
1944年1月11日，洛斯阿拉莫斯理论部门成立了特别小组来研发内爆式核武器，负责人爱德华·泰勒。[42]3月11日，橡树岭Beta电磁型同位素分离器启动。[43]4月5日，在洛斯阿拉莫斯，埃米利奥·塞戈瑞收到了橡树岭核反应堆增殖的首份钚样品。十天后，他发现自发性裂变的速率过高，无法应用在枪式裂变武器上（因为钚-240混入到了钚-239中的缘故）。[44]5月9日，在洛斯阿拉莫斯，世界上第三个核反应堆——LOPO——达到临界状态。该反应堆是世上首个溶液堆，也是首个以浓缩铀作为燃料的反应堆。[45]7月4日，奥本海默向洛斯阿拉莫斯实验室的研究人员阐释了塞戈瑞的发现，并终止了枪式钚核武器“瘦子”的研发。设计内爆式的核武器（“胖子”）从此成了实验室的重中之重。枪式铀核武器（“小男孩”）的研发计划重启。[46]9月22日，洛斯阿拉莫斯实验室使用放射源进行首轮放射性镧测试。[47]9月26日，世界上首个全尺寸反应堆——B反应堆——在汉福德区启用。[48]11月下旬，美国阿尔索斯任务首席科学家塞缪尔·古德斯米特下定论称，依照斯特拉斯堡中发现的有关文档，德国人并没有在核武器、核反应堆的研发计划中取得有效的进展，甚至整个研发计划都没有给予高优先级。[49]12月14日，在一次放射性镧测试中发现了可实现压缩度的确凿证据。[50]
1945年1月7日，首次使用电桥式电雷管进行放射性镧测试。[50]1月20日，K-25工厂进行到第一阶段，使用了六氟化铀气体。[51]同年2月，一小群日本科学家已经成功分离出初步的铀235复合材料，但两个月后美军空袭东京毁掉大部分的设备，让铀堆和重水的生产陷入停顿。另外，日本的原子弹计划也饱受铀矿短缺的困扰。日本军方在本土、中国、韩国、缅甸等地搜刮铀矿，同时要求纳粹德国送来铀235的氧化物来制作原子弹，但因纳粹德国战败而无法送达。4月22日，阿尔索斯任务在德国海格洛赫发现了德国的实验性核反应堆。[52]5月7日，美国田纳西州阿拉莫戈多进行了一场100吨炸药的试爆。[50]7月16日，在阿拉莫戈多，曼哈顿计划引爆了人类历史上的首次核爆炸——三位一体核试——使用了一种内爆式钚核武器（被称为“小工具”）；[53]印第安纳波利斯号重型巡洋舰前往天宁岛，舰上载有核武器。[54]7月19日，奥本海默建议格罗夫斯放弃研发枪式裂变武器，把铀-235用来制作复合堆芯。[55]7月24日，美国总统哈里·S·杜鲁门向苏联领袖约瑟夫·维萨里奥诺维奇·斯大林透露消息称美国有核武器（但苏方早已透过谍报活动得知此事）。[56]7月26日，美、英、中三国联署的《波茨坦公告》发布，威胁会将日本“迅速完全毁灭”。[57][58]7月27日，日本政府决定对《波茨坦公告》“默杀”（即不予置评），被盟军视为日本拒绝投降。[59]8月6日，艾诺拉·盖号B-29型轰炸机将小男孩原子弹（枪式铀-235弹）投在了是次行动的主要目标城市广岛市。[60]8月9日，博克斯卡号B-29型轰炸机将胖子原子弹（内爆式钚弹）投在了是次行动的第二目标城市长崎市，因为当日主要目标城市小仓市当天天气状况恶劣。[61]8月12日，《史迈斯报告》公开发表，首次介绍了原子弹的有关技术背景。[62]在日本投降前不久，日本已经可以每个月从韩国和九州的电解氨工厂生产二十公克的重水。重水反应堆可以把铀238转化成为可制作核武的钚。由野口君创办的朝鲜水利电力公司在二次大战结束前几年一直秘密生产重水，其规模可与德国在挪威的重水工厂比拟。甚至有历史学家指出，他们打算在1945年8月开始进行测试，不过真相随着苏联的占领而永远消失。
1946年2月，叛逃苏联的伊格尔·古琴科泄露了有关在加拿大的苏联间谍团伙的信息。该消息被公之于众，引发了公众对“原子间谍”的担忧，导致美国国会对于战后核能法律法规的讨论趋向保守化。[63]7月1日，比基尼环礁进行了代号“Able”的核试。该试验是十字路口行动的一部分。[64]7月25日，比基尼环礁进行了代号“Baker”的核试。[64]8月1日，杜鲁门批准了《1946年原子能法案》（也称《麦克马洪法案》）。[65]
冷战[编辑]
冷战初期的1948年，前苏联的铀-235工厂在车里雅宾斯克附近建成[66]。在1949年8月29日，苏联于哈萨克的塞米巴拉金斯克试验场第一次试爆原子弹，原子弹的名称为“RDS-1”[66]。RDS-1是库尔恰托夫研究所所构思的，设计与美国的胖子原子弹几乎是一样的，引起美国对其研发团队内存在苏联“原子间谍”的猜疑。当时官方称其为实验室第二号，但自1946年4月起内部文件将它定性为与办公室或基地一样的事物。RDS-1爆炸产生了2.2万吨的威力。与胖子原子弹一样，RDS-1是一种内爆型核武器，核心是固体的钚。
前苏联成功研制出原子弹后，在1950年1月，美国总统杜鲁门决定研制氢弹。氢弹的研究工作由爱德华·泰勒领导。1951年泰勒在占有了乌拉姆的一个创新构想，并将其开发成第一个可行的爆炸当量达百万吨级氢弹设计。乌拉姆及泰勒的贡献就成了后来的泰勒-乌拉姆设计方案。利用原子弹促进爆炸时产生的高温，使氘发生核聚变反应。1951年5月，氢弹原理试验准备工作就序，试验弹代号“乔治”，在太平洋上的恩尼威托克岛试验场进行。极其笨重（达62吨）的试验装置放在60余米的钢架上，装置以液态氘作为核聚变原料，并有冷却系统使氘处于极低温。试验证明爆炸威力大大超过原子弹[67]。美国在1952年11月1日于太平洋的埃内韦塔克环礁伊鲁吉拉伯岛引爆“常春藤麦克”氢弹试验装置。该装置是第一个通过测试的泰勒-乌拉姆方案核装置。该装置高6米，直径为1.8米，重达65吨，看上去像个大暖瓶，爆炸威力达1000万吨TNT当量。相当于广岛型原子弹的500倍。“常春藤麦克”体积比一辆载重汽车还大，它必须装有笨重的制冷系统，这样的装置飞机、导弹都无法运载，没有什么实战价值。
1953年8月12日，前苏联于塞米巴拉金斯克试验场成功试验氢弹，名称为“RDS-6s”，当量为四十万吨TNT。其方案是采用锂的一种同位素锂─6和氘的化合物──氘化锂作核燃料。氘化锂是固体，不需冷却压缩，制作成本低、体积小、重量轻、便于运载。这种氢弹称为“干式”氢弹，所以苏联是第一个成功把氢弹实用化的国家。
在1954年3月1日，美国在城堡行动中在比基尼岛试验代号“Bravo”的氢弹，这是美国的第一颗实用型氢弹，并是美国历来引爆过的测试弹头中威力最大的，当量为一千五百万吨TNT[68]。英国在1952年于澳洲蒙泰贝洛群岛进行英国首次核子试爆。几位关键英国科学家曾在曼哈顿计划中工作，他们返回英国后在英国原子弹计划中工作，所以飓风行动武器类似胖子（长崎核爆）核武器，虽然1946年的麦克马洪原子能法防止英国使用美国的设计数据。飓风行动采用空心设计，不同于三位一体测试。这种设计增加炸弹当量为30千吨，尽管实际当量接近25千吨。
1955年，沙哈诺夫留在萨罗夫主导研发并设计制造出苏联首枚百万吨级氢弹。其后前苏联于1961年10月30日在新地岛引爆一枚氢弹，称为沙皇炸弹，是人类至今所引爆过所有种类的炸弹中，体积、重量和威力最强大的炸弹。当量为五千万吨TNT，其威力是第二次世界大战投掷于广岛和长崎的“小男孩”原子弹的3,800倍、“胖子”原子弹的2,300倍。其引爆时的火球直径接近8公里，相当于珠穆朗玛峰的高度，火球最高处离地面10.5公里，差不多达到了投放炸弹的Tu-95轰炸机的飞行高度。英国于1957年5月15日拥有氢弹。法国在美国曼哈顿计划协助下核技术有长足进展，在1960年2月13日阿尔及利亚战争期间，法国在阿尔及利亚撒哈拉大沙漠拉甘，完成法国第一个原子弹核试验蓝色跳鼠，当量为7万吨。
在1959年，中苏关系急剧恶化。1959年6月13日，中国人民解放军总参谋部正式批准核试验基地建设。于1964年10月16日，在罗布泊成功试爆中国第一颗原子弹。1966年10月27日，中国成功试验导弹核武器。于敏率领的研制团队于1966年12月28日成功地进行氢弹原理试验，当量30万吨。中华人民共和国在1967年6月17日第六次核试验中成功试爆氢弹，引爆的氢弹当量331万吨。
在古巴导弹危机后，公众开始重视核武器带来的后果，于是美国、英国和苏联便开始积极进行协商制定《核不扩散条约》相关细节的讨论，到1968年美国、英国和苏联签署《核不扩散条约》，而在当时与美国和苏联两个同时都处于对立状态下的中华人民共和国并没有签署此条约。
1992年，中国签署《核不扩散条约》。同年法国也签署《核不扩散条约》。[69]1996年7月29日，成功进行了一次地底核试验，[70]中华人民共和国政府声明从7月30日起开始暂停核试验。1996年，中国大陆签署《全面禁止核试验条约》。
在全世界大多数国家得到了签署之后，美国、俄罗斯、英国、中国、法国等核子大国都放慢核武器的发展脚步，并且宣布暂停本国的所有核试验，但北朝鲜、印度、巴基斯坦、伊朗、叙利亚等国家却不排除发展核武器的可能。朝鲜在2003年退出了核不扩散条约[71] 并且相继在2006、2009、2013和2016年四次成功进行了核试验。[72]
