真容乍现——朝鲜核武水平深度解析

真容乍现——朝鲜核武水平深度解析
电子导盲仪作者:陈友龙
来源:《坦克装甲车辆》 2016年第9期
    廖锦艺雷傲论坛
    据朝中社3月9日报道,朝鲜国防委员会第一委员长金正恩日前会见核武器研发领域的科学家和技术人员时表示,朝鲜已成功实现核弹头小型化、标准化和系列化,便于弹道火箭携带,业已形成真正的核遏制力。随着这一消息的发布以及现场图片的公开,多年以来一直笼罩着神秘面纱的朝鲜小型化核弹头和KN-08远程导弹的构造首次以前所未有的透明度公开展示在全世界面前,也为外界证实之前的种种分析与猜测提供了最直观的证据。
    朝鲜目前的核武水平
    2016年毫无疑问是自朝鲜核问题出现以来最让人大开眼界的一年。首先是2016年1月6日,朝鲜宣布当天成功进行了首次“”试验。紧接着,朝鲜国家宇宙开发局于2月7日宣布在平安北道铁山郡西海卫星发射场,用“光明星”运载火箭成功发射了“光明星四号”对地观测卫星。再就是3月9日,朝鲜以惊人的
姿态公开核弹头和迷雾笼罩的KN-08远程导弹的神秘面纱。几乎是每间隔一个月就有重大的报道发布。也就是说,朝鲜先用核试验和运载火箭的发射试验来证明自己已经掌握了核武器和运载工具的制造技术,然后再公开尚未进行过发射试验的神秘KN-08导弹的真容,以此来表示他们有能力对远隔重洋的敌对国家进行先发制人的核打击。据报道,金正恩高度评价全新的朝鲜核弹头技术并表示,朝鲜的核科学家和技术人员在国防科学研究方面取得了巨大成果。金正恩还强调,朝鲜应不断发展核武相关技术,制作更具威力、更加小型轻量的核武器和搬运手段。金正恩主张,动用核武器进行先发制人打击的权利绝不是美国的专属权利。若美国动用核武器威胁朝鲜的自主权和生存权,朝鲜就会率先予以打击。“不断发展核武技术,才是可以阻止核战争爆发的最适当和最值得信任的途径。”从朝鲜最高领导人金正恩的这句话中,我们可以明确地感受到朝鲜拥核的意志和决心,以及战略目标,即通过强化核武战力,迫使美国不敢发动全面战争,进而通过谈判来签订和平协定。而通过对朝鲜运载火箭和核武技术水平的剖析,我们可以借此获得对朝鲜战略导弹发展较为客观的认识,这对我们判断半岛局势走向大有裨益。
    从这次的新闻图片来看,朝鲜不仅公开了2012年4月首次露面的KN-08导弹以及2015年阅兵上亮相的KN-08改进型远程导弹的真容,还展示了可以搭载于2012/2013年版KN-08导弹上的小型核弹头的图片。从图片上看,朝鲜已经能够将自主开发的内爆式做成一个直径仅0.5~0.6米大小的圆球。从核弹设计来看,与真正意义上的并不符合,如果要作为朝鲜今年宣称的“”扳机又显得太大,
因此从KN-08导弹的亮相时间来看,这次展示的核武器图片很可能就是2013年2月,朝鲜第三次核试验所使用核。图片信息与之前外界对朝鲜核武水平的分析基本吻合。
    在美国约翰霍普金斯大学访问研究员威特(JOEL S.WIT)的最新报告中,朝鲜目前估计拥有10~16枚核武器,包括6~8枚钚弹和4~8枚铀弹。其中铀弹的数量是根据朝鲜已经公开的离心机数量来估算的。威特是美国著名的“38NORTH”网站的主要创始人之一,他是国际公认的东北亚安全问题和防大规模杀伤性武器扩散领域的专家,他在美国政府中有20年的工作经验,也是华盛顿智囊团的成员。特别引人注目的是,威特在1994年朝美核框架协议中扮演了十分重要的角,并在1995~2000年为落实该协议而组建的朝鲜半岛能源开发组织中代表美国政府履行关键职责。这位美国资深的朝鲜核问题专家在报告中称,朝鲜已经实现了钚弹的小型化,使其能够装载在“劳动”中程导弹和“大浦洞” 2洲际导弹(在朝鲜“银河”2/3号运载火箭基础上开发而来)上。这些判断是根据朝鲜近30年来在核武器开发中的不懈努力和从巴基斯坦“之父”——卡迪尔·汗获得的帮助等方面的情报综合分析得来的结论。基于武器级铀-235研制的体型相对较大,还很难安装在“劳动”导弹上,但是朝鲜可以通过更加完善的设计来改进,因此,不需要安排专门的核试验。威特认为朝鲜目前拥有的小型化的爆炸当量在一万吨TNT左右,如果生产浓缩铀的速度加快,朝鲜到2020年最多可以生产100枚核弹,其中包括1~2万吨TNT级当量的和5万吨当量的助爆型,甚至10万吨TNT当量的。在“38NORTH”发表的另一份由美国核物理学家奥尔布赖特(David Albright)撰写的朝鲜核武力量报告
中称,截至2014年底,朝鲜拥有30~34千克钚,朝鲜单枚的钚装药量不太可能是2或5千克,最有可能的值是3~4千克。朝鲜拥有大量的P-2型离心机,分布在两个离心机工厂中,第一家厂拥有2?000~3?000台离心机,该厂已经于2005年底至2010年之间投入生产。另一家隐蔽的离心机厂拥有至少2?000台离心机,离心机的存在及其数量的扩大,预示着朝鲜可能拥有更多的核材料。此外,朝鲜计划建造20兆瓦的轻水反应堆生产氘和氚,因此朝鲜可以利用钚和铀-235来制造复合芯的助爆型以及热核武器。至于朝鲜核武器的小型化水平,美国专家John Schilling,、Jeffrey Lewis 和David Schmerler三人合作撰写的发表于“38NORTH”网站的报告称,朝鲜可能已经有能力开发300~700千克级的核弹头。据从朝鲜叛逃的“脱北者”称,朝鲜科学家的确在努力将核弹头缩小到500千克以下,以便装载在更为先进的“舞水端”(仿制自苏联SS-N-6潜射导弹)等新锐导弹之上。如今看来,朝鲜已经成功实现了的小型化,并可以搭载于导弹之上。
    不过2013年试验的的尺寸还是太大了,不能满足朝鲜开发“”的要求,因此朝鲜在2016年进行了第四次核试验。据中国科学技术大学地震与地球内部物理重点实验室温联星教授课题组分析地震仪的观测记录,此次核爆当量约为1.13万吨,误差4.2千吨。朝鲜2016年核爆地点位于其2013年核爆地点800米以北、400米以西,其当量略低于其2013年核爆 (12.2±3.8千吨)。目前尚无法确认朝鲜试验的是“”。这个数据与美国专家此前发布的分析报告相符。鉴于2016年核试验的当量略低于2013年朝鲜宣称的“小型化、轻量化”的,这个数据意味着朝鲜第四次核试验的体积比2
013年试验的核弹更小。朝鲜于2005年首次公开宣布开发出核武器,并于2006年10月进行了首次核试验,但是根据当时核爆产生的能量计算,朝鲜第一次核试验的当量不足1?000吨TNT当量,远低于朝鲜事先公布的4?000吨级TNT当量的目标。因此朝鲜在改进核装置后于2009年5月又突然进行了第二次核试验,并达到了朝鲜预计的爆炸当量,较第一次核试验成功。从朝鲜的宣传影片和美国的情报分析可以确认,朝鲜当时试验的是一枚采用内爆式设计的钚弹,为了节约少得可怜的钚-239库存,朝鲜可能还是和2006年一样只使用了2千克钚-239。这种很可能是巴基斯坦核专家卡迪尔·汗在上世纪90年代访问朝鲜时看过的搭载于“劳动”导弹上的核弹头,重约1吨。需要指出的是,巴基斯坦也从朝鲜引进了“劳动”导弹技术,并生产出了自己的“高里”系列液体中程导弹,交换的代价是巴基斯坦向朝鲜提供离心机及铀浓缩技术,巴基斯坦的“高里”导弹就搭载有他们自己研制的铀-235。鉴于当时这种只能装载在早期的“劳动”中程导弹上,不仅打击精度较差,而且突破敌方反导系统的成功概率较低,朝鲜亟需对其进行小型化改造。因此在2013年朝鲜宣布进行了“小型化、轻量化”的试验,爆炸当量明显提高。试验结束后,美韩情报结构估计朝鲜试验的是一种“助爆型”,这种利用热核材料来提高爆炸力的技术是实现核武器小型化的关键技术。这次核试验可能用上了朝鲜最新生产的浓缩铀,使用的是一种钚-铀复合芯。外界通过分析朝鲜网站在2013年2月第三次核试验后发布的奥巴马“身陷”火海视频中截取的核武器爆炸的图片发现,视频中的小型化核弹头与朝鲜装备的“舞水端”陆基中程导弹的弹头形状非常吻合。这意味着朝鲜已经有能力将核弹头的重量从1吨级缩小到500千克左右,只有这样才能搭载在“舞水端”和改进型的“劳动”1B导弹(类似伊朗的“流星”3B)之上。
但是朝鲜如果要研制“”就需要小型化水平更高的新型“助爆型”,这是朝鲜实现自己的战略目标的过程中,必须克服的技术难点。而且朝鲜在2015年成功试射了230千米的KN-10短程固体导弹,这种在苏联SS-21固体导弹基础上改进而来的新型高精度导弹具有比朝鲜大量装备的液体燃料导弹更为优异的实战性能,对核弹头小型化的要求也远高于朝鲜现有的核弹。因此如果朝鲜要开发一种核常兼备的固体燃料导弹以及,必须开发更为小型的核弹头。这就是朝鲜实施第四次核试验的主要动因。
    朝鲜“”试验的真相
    2015年12月16日,美国约翰霍普金斯大学访问研究员威特(JOEL S.WIT)与华盛顿特派员共同召开的早餐座谈会上透露:“按照我们的预测,朝鲜将于2020年具备制造10万吨级爆炸力的能力。”威特介绍说:“一般来说,由两个阶段构成,我们预计朝鲜在2020年部署的,可能属于低于该技术水平的第一阶段。”但他预测称“到2020年,朝鲜的第二阶段开发可能会有相当进展”。威特说:“从现在的技术水平来看,朝鲜可能在2020年左右开发出,但想到达那个阶段,就必须经过试验。想试验拥有高爆炸力的武器,凭现在的核试验场是不可能做到的。”他还强调,“如果朝鲜挖掘适合做更大爆炸力试验的其他试验场,这会给我们提供开发的线索。就现在来看,还没有这种迹象。”从2016年核试验的爆炸当量来看,朝鲜试验的不可能是真正的“”,而是处于威特所说的研制必须经过的第一阶段,而真正的试验需要挖掘更深的核试验坑道,工程非常浩大,从
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目前的卫星照片来看,朝鲜还未建成能够试验10万吨级当量所需的核试验场。朝鲜此次大张旗鼓庆祝“”成功,更确切的是在庆祝“”研制第一阶段的成功,至于当量更大的“”原理性试验要等到3~5年后。朝鲜第四次核试验的爆炸当量证明美国专家威特此前的分析是比较准确可信的。
    韩国国防部军备控制团长李相哲(音)去年12月21日出席韩国朝鲜研究学会主办的学术会议时发表演讲表示,朝鲜国防委员会第一委员长金正恩提及“”是为了向居民进行宣传,而朝鲜很可能已经研发出更为小型的助爆型裂变武器。李相哲说,值得注意的是,助爆型裂变武器是研制“”的中间环节,而朝鲜已研发出助爆型裂变武器的可能性很大。助爆型裂变武器能使小型核武器的威力增至2~5倍以上,因此颇具威慑力。考虑到朝鲜开发和拥有核武器的战略路线、宣布自身为拥核国、坚持核武器使用战略等因素,朝鲜进一步进行核试验的可能性尚存。最近,朝鲜为随时进行核试验做准备,并挖掘新坑道。他还说,朝鲜进行三次核试验,说明其已成功制造核爆发装置和核武器。据判断,目前朝鲜核弹头小型化水平相当高。另据美国《纽约时报》2016年1月6日报道,美国白宫正就朝鲜“”进行数据分析。初步结果表明,朝鲜是否爆炸存在争议。有媒体分析,此次朝鲜试验的相关数据小于正常爆炸应得结果。有专家认为,朝鲜可能试爆了一颗氚弹,这项技术已经有70年历史。但对于朝鲜试爆的最终结果,还需要对大气进行进一步的监测。美国专家所说的“氚弹”其实就是一种小型化的助爆型裂变武器,这是研制“”的中间环节,朝鲜只成功了一半,因此几年后,朝鲜还是会进行第五次核试验。
    据核技术专家介绍,助爆型裂变武器又称聚变增强裂变弹,是内爆式核弹的一种改进。早期的内爆式由于核裂变物质会被炸开从而停止链式反应,很多裂变物质都被浪费了。这种核弹在爆炸前需要向核装药的中心注入氘和氚,在核爆炸时,裂变核装药中心的高温高压环境可以使氘氚的混合气体发生聚变反应,产生了氦和中子。虽然核聚变所产生的能量与裂变产生的能量相比基本上可以忽略,但是它产生的每一个中子都将触发新的核裂变的链式反应,从而加速核裂变,也极大地减少了可能被浪费的裂变物质。增强型核弹释放的能量可能是原来的两倍甚至更多。纯粹的裂变或者聚变增强裂变核弹可以达到几十万吨的当量,需要消耗大量的裂变物质和氚。但是目前,最有效的增加核武器当量的办法是使用第二个独立的阶段,称为次级,采用两阶段设计的才是真正意义上的。实际上是一种裂变增强聚变弹(注意不要与前项所述混淆)。这种核武器由两种核弹组成。爆炸时,次级核弹(实现核聚变反应)将被初级核弹(一种小型化裂变弹)在爆炸时产生的X射线的能量引爆。这种辐射内爆要比前面提到的使用引爆第一阶段的方式效率更高。因此,次级核弹核聚变释放的能量要比初级核弹核裂变的能量大很多倍。
唐宋诗词之最    的设计难度非常大,1951年1月,设计才有突破性进展,美国人爱德华·泰勒和斯特尼斯瓦夫·乌拉姆发明了辐射内爆,在近30年的时间里,这个发明都是的机密。辐射内爆的概念于1951年5月9日进行了试验。这个核试验当量为22.5万吨。在辐射内爆中,初级的裂变核弹产生的突发X射线能量被捕捉并保存在一个对辐射不透明的通道中,这个通道周围都是次级核弹的燃料。辐射很快使
新标准英语第三册通道中填充的泡沫塑料变成等离子态,而它对X射线是透明的,于是X射线辐射的能量就被包裹着第二级核弹的推动反射层的最外层吸收了。这一层被迅速地烧蚀掉了,并对聚变燃料施加了巨大的力(就像火箭发动机一样)。于是,聚变的燃料就像初级的裂变核弹一样被内爆了。在次级内爆的同时,一个插在次级核弹中央的裂变“火花塞”被点燃,同样为聚变燃料的点火提供了热量。裂变和聚变的链式反应在二者之间不停地交换中子,同时提升了两者的效率。内爆的力量越大,裂变“火花塞”的效率将由于聚变产生的中子变得越高,而次级聚变自身的爆炸可以提供越大的爆炸当量。
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标签:朝鲜   氢弹   核武器   核试验   导弹   裂变
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