不顧國(guó)際社會(huì)的制裁與反對(duì),朝鮮在2016年1月6日上午9時(shí)30分于豐溪里試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了第四次地下核試驗(yàn)。朝鮮政府稱這是一次小型試驗(yàn)用氫彈。由于測(cè)得當(dāng)量與2013年核試驗(yàn)類似,都在萬噸級(jí)水平,“氫彈”主張受到國(guó)際社會(huì)廣泛質(zhì)疑。朝鮮試爆的可能是什么核裝置,其核彈武器化進(jìn)展如何,核試道路又能走多遠(yuǎn)?
“氫彈”:并不準(zhǔn)確的說法
在推測(cè)朝鮮核技術(shù)之前,我們有必要對(duì)核武器做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹:原子彈產(chǎn)生巨大能量的關(guān)鍵是在極短時(shí)間內(nèi)使核材料的原子核分裂,分裂產(chǎn)生的中子撞擊其他原子核,讓更多原子核分裂,產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。能使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)不斷進(jìn)行下去的裂變物材料最小質(zhì)量被稱為臨界質(zhì)量。
現(xiàn)代核武器的基礎(chǔ)是采用內(nèi)爆法的純裂變?cè)訌?,即使用常?guī)炸藥,從外向內(nèi)爆炸壓縮核材料,用炸藥的能量做功,把處于次臨界狀態(tài)(即不能產(chǎn)生裂變反應(yīng)的狀態(tài))的核材料壓縮到密度盡可能高的球形,在減少裂變材料用量的同時(shí)滿足超臨界狀態(tài)。
隨后,人們發(fā)明了助爆或加強(qiáng)型原子彈,即在裂變材料球體內(nèi)制出一個(gè)空腔,往空腔內(nèi)注入少量氚氘氣體。在鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)產(chǎn)生的高溫下,氚氘發(fā)生聚變反應(yīng),即兩個(gè)原子核在極高溫度下聚合成一個(gè)較重的原子核,產(chǎn)生大量高能中子,這些高能中子又大大加強(qiáng)了裂變反應(yīng)。助爆型原子彈可以比同級(jí)別非助爆型原子彈當(dāng)量大出5至10倍,但在整個(gè)爆炸威力中氚氘聚變所產(chǎn)生的爆炸當(dāng)量只占約2%。加強(qiáng)型原子彈的當(dāng)量大約在千噸至10萬噸甚至更高。除了增強(qiáng)威力外,加強(qiáng)型原子彈的一大好處是,在同當(dāng)量下可以繼續(xù)降低核裝置的尺寸與重量,減少珍貴的裂變材料用量,進(jìn)一步提高小型化水平。
人們一般所稱的氫彈,則是把原子彈(多為加強(qiáng)型原子彈)作為“扳機(jī)”或“初級(jí)”,以原子彈裂變的能量使“次級(jí)”或“第二級(jí)”產(chǎn)生氚氘聚變反應(yīng)。由于聚變反應(yīng)的必要條件是由裂變產(chǎn)生至少百萬度的高溫,因此這種氫彈也被稱為兩級(jí)“熱核”裝置。氫彈的當(dāng)量可以做到無限大,出于實(shí)戰(zhàn)考慮一般在十幾萬到百萬噸級(jí),各國(guó)第一次氫彈試驗(yàn)的當(dāng)量都在百萬噸以上。
不少分析猜測(cè),朝鮮此次聲稱的“試驗(yàn)型小型氫彈”其實(shí)是加強(qiáng)型原子彈。雖然爆炸威力仍遠(yuǎn)不及一般意義上的氫彈,但加強(qiáng)型原子彈有利于小型化、輕量化。通過調(diào)節(jié)氚氘氣體用量,還能靈活掌握爆炸當(dāng)量。
核武小型化與2016年核試驗(yàn)
2016 年之前,已經(jīng)有不少軍控學(xué)者認(rèn)為,經(jīng)過2006、2009和2013年的3次試驗(yàn),朝鮮可能已經(jīng)掌握了原子彈的小型化。有分析認(rèn)為,經(jīng)過數(shù)年的爆轟試驗(yàn),朝鮮或許已經(jīng)達(dá)到了類似美國(guó)60年代初的MK7或MK12原子彈(重700/450千克)的水平。朝鮮則已多次宣稱掌握了核彈小型化技術(shù)。
在原子彈中,常規(guī)炸藥占據(jù)了核裝置的大部分重量。核武小型化的關(guān)鍵就是優(yōu)化設(shè)計(jì),通過不斷的爆轟試驗(yàn)提高裂變材料的“快速裝配”精度,降低常規(guī)炸藥用量。據(jù)衛(wèi)星圖像分析, 朝鮮自2000年起密集地展開爆轟試驗(yàn)。韓國(guó)韓聯(lián)社則稱朝鮮已經(jīng)進(jìn)行過約一百次爆轟實(shí)驗(yàn)。
巴基斯坦核彈之父卡迪爾汗在2004年對(duì)巴國(guó)政府表示,他與同事在拜訪朝鮮時(shí)曾經(jīng)參觀過“完美”的核裝置,并稱朝鮮向他提供了電子快速起爆裝置的制造技術(shù)。2005年,曾供職于監(jiān)督核項(xiàng)目的第二經(jīng)濟(jì)委員會(huì)的脫北者在與韓國(guó)情報(bào)局會(huì)談時(shí)稱朝鮮正在開發(fā)500千克重的核裝置。美國(guó)情報(bào)機(jī)構(gòu)在1999年就斷言朝鮮在研制總重700千克左右的核裝置。目前美情報(bào)界估計(jì),2006年朝鮮第一次核試驗(yàn)當(dāng)量很低,就是因?yàn)樗婚_始就試圖實(shí)現(xiàn)核彈小型化,導(dǎo)致爆炸部分失敗。朝鮮也自稱在第一次核試驗(yàn)中只用了2千克的核材料,試圖達(dá)到4000噸當(dāng)量。
在討論小型化時(shí),人們往往忽略了在2010年5月12日朝鮮疑似進(jìn)行的小當(dāng)量核試驗(yàn)。當(dāng)年5月,瑞典核物理學(xué)家 Lars-Erik De Geer發(fā)現(xiàn),位于日本、俄羅斯、韓國(guó)等國(guó)的全面禁止核試驗(yàn)條約組織(CTBT)探測(cè)器探測(cè)到了包含鋇-140、鑭-140和鈰-141 的氣體。這3種核素都是氙產(chǎn)生裂變后的產(chǎn)物,而只有核爆炸才能在數(shù)秒內(nèi)把數(shù)量可觀的氙從裂變材料钚或鈾中提取出來。
在排除其他爆炸源可能后,De Geer認(rèn)為朝鮮在當(dāng)年5月進(jìn)行了一次小當(dāng)量核試驗(yàn),并得出5月10日早8時(shí)至12日下午2時(shí)的試驗(yàn)時(shí)間窗口。他的發(fā)現(xiàn)得到了世界其他科學(xué)家的支持,但是,在地震學(xué)研究方面一直沒有得到印證。直到2015年初,《地震物理研究通訊》發(fā)表了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地震實(shí)驗(yàn)室博士研究生張淼和紐約州立大學(xué)石溪分校地球科學(xué)部溫聯(lián)星教授的論文,稱根據(jù)吉林省境內(nèi)距離可疑核爆炸點(diǎn)200千米范圍內(nèi)的7個(gè)地震監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù),通過新的小型地震事件鑒別方法,確認(rèn) 2010年5月朝鮮在當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月12日早9時(shí)08分進(jìn)行了小當(dāng)量核試驗(yàn),這正處于氣體分析研究推斷的時(shí)間窗口內(nèi),地震學(xué)當(dāng)量約2.9噸。之后,美國(guó)從事核彈研發(fā)與實(shí)驗(yàn)、并在特種核試驗(yàn)與小當(dāng)量核試驗(yàn)上頗有建樹的勞倫勞倫斯·利弗摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Livermore National Laboratory)的兩位科學(xué)家也在2015年發(fā)表論文確認(rèn)了中國(guó)地震學(xué)家的研究。
根據(jù)軍控文件,數(shù)噸當(dāng)量的核試驗(yàn)可幫助科學(xué)家設(shè)計(jì) 具有更大當(dāng)量-質(zhì)量比的純裂變裝置,使核彈小型化到足以被導(dǎo)彈搭載。正如勞倫斯·利弗摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室稱:為了進(jìn)行小型化設(shè)計(jì),要編寫出能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)量的公式。小當(dāng)量試驗(yàn)有益于研發(fā)國(guó)修正這些公式。幾噸當(dāng)量比只有幾磅當(dāng)量的實(shí)驗(yàn)更容易進(jìn)行并測(cè)量,核裝置的構(gòu)型也將更接近最終設(shè)計(jì)。此外,小當(dāng)量試驗(yàn)也很容易逃過國(guó)際監(jiān)測(cè)。由于沒有官方或組織承認(rèn),2010年核試驗(yàn)要加上“疑似”兩字,但只有豐溪里地下核試驗(yàn)才能解釋同時(shí)段發(fā)生的核爆放射性氣體溢出和爆心為豐溪里的人造地震波。
如果把2010年的小當(dāng)量核試驗(yàn)加入討論框架,2009年的第二次核試驗(yàn)中,朝鮮或許加大了核材料或常規(guī)炸藥的用量,保證了裝置能夠炸響,但尚未達(dá)到小型化。因此,朝鮮在2010年5月進(jìn)行了噸級(jí)的小當(dāng)量核試驗(yàn),使科學(xué)家們能夠糾正他們預(yù)測(cè)當(dāng)量的公式,繼續(xù)探索小型化的路徑。而2013年初的核試驗(yàn)中則實(shí)現(xiàn)了朝方宣稱的“小型、輕量化與大威力”。
如果果真如此,那么朝鮮2016年1月的“氫彈”試驗(yàn)可能是一次加強(qiáng)型原子彈試驗(yàn),提高了其核武器威力與小型化水平。畢竟,這次核試驗(yàn)已經(jīng)離朝鮮第一次核試驗(yàn)相隔10年。在試驗(yàn)之前的數(shù)月,韓國(guó)官方與美國(guó)軍控人士也一直在暗示加強(qiáng)型原子彈的可能。更令周邊國(guó)家擔(dān)憂的是,現(xiàn)代二級(jí)、三級(jí)熱核武器(即一般所說的氫彈)的初級(jí)大都由加強(qiáng)型原子彈構(gòu)成。
當(dāng)然,朝鮮官方的“氫彈表態(tài)”也可能只是戰(zhàn)略欺騙,事實(shí)則是2016年引爆的也是一顆純裂變裝置。不過,即便不計(jì)入2010年的疑似核試驗(yàn),2016年之前,對(duì)朝鮮核武器發(fā)展的保守預(yù)期也是它只需要再進(jìn)行一次核試驗(yàn)就能完成核裝置小型化。因此,經(jīng)過2016年的核試驗(yàn),對(duì)朝鮮最低的技術(shù)預(yù)期是已經(jīng)掌握了純裂變裝置的小型化,中高等預(yù)期則是已經(jīng)或部分掌握加強(qiáng)型原子彈技術(shù)。
2015年10月10日,平壤,朝鮮舉行閱兵慶祝勞動(dòng)黨建黨70周年,圖為閱兵式上展示的彈頭
朝鮮的核未來
即便受到國(guó)際制裁與孤立,朝鮮政府仍走擁核道路。從2006、2009(2010)、2013、2016年的試驗(yàn)時(shí)間來看,朝鮮每隔兩到三年就會(huì)進(jìn)行一次核試驗(yàn),這種間隔性或許說明科研進(jìn)展更可能是進(jìn)行試驗(yàn)的決定性因素,而非外界猜測(cè)的世界時(shí)局。如果繼續(xù)按此節(jié)奏進(jìn)行核試驗(yàn),平壤必將在核武上取得愈加深入的進(jìn)展。一旦掌握加強(qiáng)型原子彈,研制兩級(jí)或三級(jí)熱核武器,即真正的“氫彈”,就可能被提上日程。
不過,朝鮮進(jìn)行大當(dāng)量核試驗(yàn)的條件非常差,其核試驗(yàn)比其他國(guó)家初期的核試驗(yàn)當(dāng)量要小很多,這和其有限的國(guó)土面積是分不開的。豐溪里核試驗(yàn)場(chǎng)離中國(guó)邊境不遠(yuǎn)。在以往的核試驗(yàn)中,中國(guó)邊境城市都感受到了明顯震感,一些市民感到恐慌。2016年試驗(yàn)的震波也影響多個(gè)邊境城市,不少單位緊急清空了人員,有學(xué)校操場(chǎng)被震出裂縫。增大核試驗(yàn)當(dāng)量必然會(huì)對(duì)邊境地區(qū)產(chǎn)生更大影響。同時(shí),更大當(dāng)量核試驗(yàn)對(duì)放射性氣體的密封也提出更高要求,一旦放射性氣體大規(guī)模溢出會(huì)引起周邊國(guó)家的強(qiáng)烈反彈。
另外一個(gè)制約因素是,豐溪里的試驗(yàn)坑道都是平洞。一般認(rèn)為平洞適合進(jìn)行萬噸TNT當(dāng)量以下的試驗(yàn),以往試驗(yàn)已接近平洞允許的最大當(dāng)量。但即便改用豎井進(jìn)行更大當(dāng)量核試驗(yàn),因?yàn)閲?guó)土狹小,也面臨著地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)裂變與助爆武器來說,當(dāng)量較小的試驗(yàn)也能驗(yàn)證技術(shù),甚至是掌握較高核技術(shù)的一種表現(xiàn)。一般氫彈當(dāng)量動(dòng)輒幾十上百萬噸,要有非常高的技術(shù)才能把初次試驗(yàn)控制在一萬噸水平。比如,中子彈是一種強(qiáng)化輻射功能的小型氫彈,它的“初級(jí)”或“扳機(jī)”當(dāng) 量只有幾百噸,總當(dāng)量一般在數(shù)千噸級(jí),是技術(shù)難度最高的核武器之一。
為了徹底避免地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),或可進(jìn)行高空導(dǎo)彈核武器試驗(yàn),即把核導(dǎo)彈打向大洋并在高空引爆。但這種激進(jìn)的方式也會(huì)受到國(guó)際社會(huì)強(qiáng)烈反對(duì)。因此朝鮮領(lǐng)導(dǎo)層在權(quán)衡利弊、考慮兩級(jí)熱核武器的技術(shù)和試驗(yàn)難度后,也許會(huì)止步于加強(qiáng)型原子彈。這或許正是朝鮮大張旗鼓地宣傳已經(jīng)掌握氫彈技術(shù)的原因。
在核彈載具方面,朝鮮戰(zhàn)略火箭軍已確定服役的投擲能力最強(qiáng)的火箭是火星-7,它可以把約 700千克載荷投擲到約1500公里處,足夠覆蓋日本大部分地區(qū)、駐日美軍基地和韓國(guó)全境。不少學(xué)者此前曾推測(cè),經(jīng)過多年研發(fā),朝鮮可以把一個(gè)核彈頭裝在火星-7上。此外,朝鮮還在積極推進(jìn)彈道導(dǎo)彈潛艇的發(fā)展,力圖獲得更為機(jī)動(dòng)、隱蔽的導(dǎo)彈發(fā)射平臺(tái)。
朝鮮稱其研制“氫彈”的目的是對(duì)抗美國(guó)的軍事威脅,也確實(shí)展示出了研發(fā)洲際導(dǎo)彈的潛力。僅從推力上說,2012年版的銀河-3火箭有潛力把約700千克的載荷投擲到約距朝鮮8000公里的美國(guó)部分西岸地區(qū)。如以現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行針對(duì)洲際導(dǎo)彈的優(yōu)化,銀河-3或有能力把約900千克或更重的載荷投擲到8000 千米處。投擲重量的增加,意味著核彈小型化和載入彈頭研制難度的降低。
從衛(wèi)星照片和公開信息看,朝鮮可能在研制火星-13型小型遠(yuǎn)程導(dǎo)彈和大型洲際導(dǎo)彈/重型運(yùn)載火箭系統(tǒng)。這些火箭需要采用更高能量推進(jìn)劑的新型發(fā)動(dòng)機(jī)。這對(duì)依賴于性能較低的“飛毛腿”發(fā)動(dòng)機(jī)科技的朝鮮來說,是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。此外,平壤還需驗(yàn)證遠(yuǎn)程導(dǎo)彈彈頭載入技術(shù)。有軍控學(xué)者認(rèn)為,即便不進(jìn)行彈頭載入試驗(yàn),只要采用50年代的“鈍體彈頭”設(shè)計(jì),也可使洲際導(dǎo)彈具備戰(zhàn)斗力,只是這樣的武器系統(tǒng)可靠性會(huì)很低。不進(jìn)行全面驗(yàn)證就進(jìn)行部署確實(shí)是一個(gè)可能,在朝鮮導(dǎo)彈歷史上也有過先例。但我猜測(cè),如果執(zhí)意研發(fā)遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的話,測(cè)試載入彈頭將是必不可少的環(huán)節(jié)。根據(jù)以往規(guī)律,朝鮮在核爆后會(huì)進(jìn)行遠(yuǎn)程火箭試射。今后一段時(shí)間也將是新型火箭或銀河-3(包括改進(jìn)型)發(fā)射可能的窗口期。
2016年1月6日,平壤,朝鮮民眾收看電視臺(tái)關(guān)于第一枚氫彈成功試驗(yàn)的新聞報(bào)道
半島無核化阻力巨大
隨著核武器發(fā)展的深入,其開發(fā)的戰(zhàn)略目的也在不斷變化。當(dāng)具備某些核武器研究生產(chǎn)要素時(shí),就可將其用做談判砝碼,獲得政治妥協(xié)、安全保證或經(jīng)濟(jì)援助。這種初級(jí)的核戰(zhàn)略的缺點(diǎn)是,在經(jīng)過幾次后,收益開始遞減,對(duì)手對(duì)談判感到厭煩。
近年來,朝鮮的核武系統(tǒng)已經(jīng)從外交砝碼變成了一種區(qū)域性威脅,甚至構(gòu)成了對(duì)美國(guó)的(潛在)威脅。其核戰(zhàn)略也相應(yīng)進(jìn)入了更高層面,即通過擁有若干核裝置,并展示初步的投擲能力/潛力,顯示發(fā)動(dòng)核戰(zhàn)爭(zhēng)的可能,讓相關(guān)強(qiáng)國(guó)相信局勢(shì)嚴(yán)重惡化的可能,在危機(jī)爆發(fā)后進(jìn)行調(diào)停,迫使韓國(guó)在武裝沖突中保持克制。這種戰(zhàn)略的缺點(diǎn)是,它有著誤判局勢(shì)的可能,把平息沖突的希望寄托在大國(guó)的干預(yù)意愿上。
發(fā)展中的核計(jì)劃說明,朝鮮的核戰(zhàn)略或正向確保報(bào)復(fù) (assured retaliation)和最低核威懾的方向進(jìn)發(fā),其終極目標(biāo)是保證政權(quán)的外部軍事安全。在此情況下,朝鮮至少需要小規(guī)模的、可用的核武庫(kù)。此種核戰(zhàn)略靈活性不夠,不能抵消人民軍在常規(guī)軍事沖突中的劣勢(shì)。但由于難以在很短時(shí)間內(nèi)清除所有核載具與彈頭,即便朝鮮的核能力非常有限,對(duì)手在制定武力顛覆政權(quán)或強(qiáng)力統(tǒng)一計(jì)劃時(shí),都不得不考慮使用核武的可能。因此,確保報(bào)復(fù)戰(zhàn)略可較為有效地保證對(duì)外軍事安全。
二戰(zhàn)后,核武器的目的不僅是使用,而且更多的是讓對(duì)手相信自己在特定條件下使用核武器的能力與意志。一旦國(guó)際社會(huì)相信朝鮮的“擁核”主張,將使地區(qū)局勢(shì)更加復(fù)雜。這是相關(guān)與周邊國(guó)家不愿看到的。
有觀點(diǎn)認(rèn)為,發(fā)展核武器是消耗巨大的非理性行為。但朝鮮有很強(qiáng)的不安全感,認(rèn)為不發(fā)展導(dǎo)彈核武器,就必須全面升級(jí)常規(guī)軍事力量,對(duì)朝鮮這樣的窮國(guó)來說這更是一個(gè)花錢的無底洞。以現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中至關(guān)重要的空軍為例,假設(shè)有國(guó)家能夠出售現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)給平壤,三代戰(zhàn)斗機(jī)的單機(jī)采購(gòu)費(fèi)用動(dòng)輒好幾千萬美元。這還不包括全壽命期內(nèi)的維修保養(yǎng)、航電升級(jí)、燃油消耗、導(dǎo)彈武器等耗材的采購(gòu)和相關(guān)輔助設(shè)備和機(jī)種的費(fèi)用。為保持作戰(zhàn)能力還要常年進(jìn)行高質(zhì)量的訓(xùn)練和從初級(jí)教練機(jī)開始的航校培訓(xùn)。即便投入巨資保持一支高素質(zhì)的小型空軍,在面對(duì)美韓聯(lián)軍強(qiáng)大的空中優(yōu)勢(shì)時(shí),也會(huì)在開戰(zhàn)的前幾天內(nèi)損耗殆盡。相比而言,核武器的研發(fā)反倒更加便宜,有高得多的效費(fèi)比與威懾力。
目前看來,國(guó)際社會(huì)推動(dòng)半島的無核化阻力巨大。