朝鮮近日宣稱擁有氫彈,引發(fā)國際社會的關注。朝鮮過去進行過三次核試驗,但國際社會通常認為,由于氫彈研制的技術門檻極高,朝鮮目前應該并未研發(fā)出此類武器。目前,公認掌握氫彈技術的國家只有聯合國安理會的五個常任理事國。在氫彈研制進程中,通常需要邁過幾道門檻。
氫彈構型是首要難關 首先是構型理論關。
氫彈技術成熟于20世紀60年代的技術,隨著五十年來各種相關材料不斷公開,氫彈原理已經逐漸曝光:目前僅有的兩種氫彈構型是美國的“泰勒-烏拉姆構型”(簡稱“T-U構型”)和中國的“于敏構型”,二者本質上是類似的,即氫彈包括初級和次級,初級依靠裂變能量爆發(fā)出的X射線,引發(fā)次級的聚變反應(可以通俗地比喻為“點火”)。在這個過程中,“如何達到點火條件”是氫彈構型設計的核心;相應的,初級裂變材料通常為鈾或钚,次級聚變材料通常采用氘氚或者氘化鋰。
但是,即使初步了解了構型的大概布置,也只是完整構型設計的第一步——因為這個構型本身是不符合物理直覺的——通俗地說,把次級放在原子彈旁邊,應該是原子彈一炸,次級就會被“吹”扁,也就難以產生核聚變了。這就涉及另外兩個關口,“多學科協同”與“試驗驗證”。
“學科協同”與“試驗驗證”必不可少 先說第二關,“多學科協同”問題。
核武器物理設計的中心問題是輻射流體力學方程組和材料特性方程組的耦合求解問題。在這個核心問題的周圍,涉及等離子體物理、原子分子物理、加速器物理、凝聚態(tài)物理、爆炸力學、熱力學、光學、化學、計算機科學幾乎每一個關鍵問題的解決,都需要多個學科的協同。一個國家,要建立如此眾多的學科門類,在每一個學科都有相應的人才,需要相當強大的基礎國力,需要通過核武器研制部門的專題規(guī)劃和專題研究才能解決。
接下來就是第三關“試驗驗證”。具體到氫彈,無論哪個國家,都必須走過“核爆炸裝置——武器化原子彈——氫彈”這樣一條必由之路。而且,所有做成氫彈的國家,還必須先做一次增強型原子彈的試驗。這種試驗對于驗證當量計算與調整、聚變時間、點火溫度都是非常必要的,而這些技術恰恰是開展氫彈設計的前提。
足夠的核材料與國力是基礎 研制氫彈的第四關是要有足夠的核材料。
對于氫彈,初級的裂變材料和次級的聚變材料都是不可或缺的,都依賴于反應堆來生產。外媒根據現有材料分析推測,朝鮮恐怕難以生產足夠的聚變材料。
最后一關就是工業(yè)能力和經濟能力問題。核武器及其試驗的基礎,是對一個國家的工業(yè)能力的全面檢驗;對于一個中小國家,投入全部工業(yè)能力運轉一年,也許可以進行一次氫彈試驗。
運載工具亦是難題 除了氫彈本身的研制之外,任何國家要研制核武器,都還面臨運載工具的問題。武器的運載工具目前以彈道導彈為主。
要研制使用核戰(zhàn)斗部的彈道導彈,同樣要解決諸多問題。首先,要完成核彈小型化的問題。其次,要突破再入段難關。此外,運載工具本身的效能、生存能力也是問題。
(丹青)