涨知识|朝鲜第四次核试验是氢弹还是“部分氢弹”?

澎湃新闻记者 高卓

2016-01-07 07:52 来源:澎湃新闻

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据新华社平壤1月6日电,朝鲜宣布6日成功进行了氢弹试验。根据中国地震台网中心网站公布的里氏4.9级烈度和0千米震源深度,综合与之烈度和震源深度几乎完全一致的朝鲜第三次核试验的威力推断,此次爆炸的威力约为6000-8000吨TNT当量。
8000吨威力能干啥?
这个当量比1945年美国在广岛和长崎投下的两枚原子弹还要小,而由于需要原子弹作为“扳机”,通过裂变反应而产生核聚变,即使是最小的氢弹当量也远远不止这个水平,因此这次爆炸很可能 不是由一次完整的氢弹试验导致的。
那么它是否可能是一次“半成品”氢弹测试,也就是作为“扳机”的原子弹爆炸,但是因种种原因没有引发后续的核聚变反应呢?6日中午朝鲜政府发表的声明中对此次核试验有着这样的描述,“确认了新研发试验用氢弹的技术数据都正确,科学地证明了小型化氢弹的威力”,这或许也可以理解为朝鲜最多只是进行了氢弹的部分技术验证。
1952年11月1日,代号“迈克”的82吨重氢弹在太平洋的埃尼威托克珊瑚岛被引爆,产生了估计10.4兆吨的爆炸当量——几乎相当于投放在长崎的原子弹威力的近500倍。
参照之前朝鲜进行的核试验情况,也不能排除此次朝鲜实验的是增强型原子弹的可能性。增强型原子弹是介乎于原子弹和氢弹之间的核武器,通过在原子弹中加入部分聚变材料,能使小型核武器的威力增至2-5倍以上,颇具威慑力。很多国家在从原子弹走向氢弹的过程中都走过增强型原子弹这一过程。
比如1998年5月印度进行的核试验,虽然自称是“4.3万吨当量的聚变武器”,但根据地震波测定,美国人认为当量也就是在1.5-3万吨之间。而在5月17日印度召开相关记者招待会上,也有记者问到为什么印度的氢弹威力这么小,当时印度的解释是为了避免造成对附近村庄的伤害而有意缩小了威力,其实这就是一次有一点聚变过程但是并不成功的增强型原子弹试验。所以目前世界公认具备核聚变实力的国家仍然只有五大常任理事国。
增强型原子弹和氢弹的区别又在哪里呢?比较明显的指标自然是当量大小,前者最强也就能做到80万吨左右,而后者……很多人都清楚,前苏联是试验过设计当量1亿吨、实际测试减半装药5000万吨的“赫鲁晓夫炸弹”的。另外威力比例上也有明显区别,前者裂变反应的威力比例仍然更大,聚变反应位居其次;而后者的裂变反应只能做一点微小的工作了。
“赫鲁晓夫炸弹”于1961年10月30日在北极地区的新地岛被引爆。
更重要的是两者原理不同,增强型原子弹在原子弹自身爆炸时使位于原子弹核心的聚变材料释放中子,对剩余没有裂变的裂变材料进行轰击,大大提高裂变材料的利用率和当量。而如何产生足够多的中子高效轰击裂变材料也是一门学问,直接决定了裂变材料的加入是点睛之笔还是画蛇添足。当然在这一过程中聚变材料也有一定比例能产生聚变反应,但其威力远远没有被释放出来。
氢弹则靠原子弹引爆后强大的高温辐射效应压缩位于原子弹外部的次级聚变材料,引发剧烈的聚变反应,如何实现这一过程,主要核国家都经历了长期的艰苦探索。为了提高裂变材料的利用率,第二代小型化热核弹头往往还要掌握更复杂的裂变气体引爆技术。而目前五大常任理事国装备的实战型热核武器往往是比氢弹更加复杂的三相弹,它增加了一层铀,这样在氢弹的两级反应中产生的大量中子的轰击下这层铀会再产生一次裂变,而这次裂变反应也是实战型热核武器的主要威力来源之一。
朝鲜距离氢弹还有多远?
从前文这段描述中不难看出,从增强型原子弹到氢弹之间需要走过的道路已经非常漫长,就更不要说五大核国家的实战型热核武器了。而以朝鲜这四次核试验的当量来看,至少目前还不能说其完全掌握了增强型原子弹的技术。
朝鲜几次核试验的当量均不大,其始终搞小当量裂变试验,在近期核试验宣传中也反复提及“小型化”特点的做法,这和世界其他国家的核武器早期发展情况迥异(每次试验的当量都比前一次更高)。核弹头当然可以做得很小,但是威力也受影响。举例对比,美国的两款热核弹头,10万吨级的W76和近50万吨级的W88,其“扳机”的大小是差不多的,那么显然是后者对“扳机”中昂贵的裂变材料有更高的利用效率。
2013年2月12日,朝鲜在丰溪里地下核试验场进行了第三次地下核试验,当时朝鲜官方称“此次核试验使用爆发力大、小型化、轻量化的原子弹,在高度水平上安全而完美地举行”。值得注意的是,全面禁止核试验条约组织当时确认此次核试验引发的地震烈度为里氏4.9级,恰好与此次核试验相同,威力用作增强型原子弹嫌小,但却与各国早期氢弹“扳机”接近一些。而且从2013年这次核试验开始,朝鲜使用铀235作为裂变原料,而这也被认为是技术条件有限的情况下氢弹“扳机”较为合适的原料选择。
2013年朝鲜地下核试验后出现的陷坑。
从朝鲜核武器和运载工具的发展情况看来,如果朝鲜确实有着一个坚定意志推进下的核武器发展规划,有着不惜时间和金钱发展实战型热核武器的决心,那么将单独进行的“扳机”试验作为氢弹试验的一部分,从宣传意义上也勉强说得过去,只不过什么时候“扳机”能打出去“子弹”就很难说了。
焦点
我是《兵器》杂志编辑白孟宸,关于中国的军事、武器装备问题,问我吧!
白孟宸 2016-01-06 214 已关闭提问
责任编辑:李怡清澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 朝鲜,氢弹核试验

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