呼之欲出的第四代核武器

趙　利

眾所周知，第一代核武器是用鈾或钚制造的原子彈?，F(xiàn)在，制造原子彈的科學(xué)原理和技術(shù)已廣為人知，無(wú)需進(jìn)行核試驗(yàn)就可以研制成功，因而這種武器的擴(kuò)散已成為當(dāng)今世界的主要威脅。第二代核武器是熱核武器，即氫彈。研制氫彈需要進(jìn)行廣泛的核試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展，這種武器的技術(shù)已經(jīng)成熟，再想要取得突破性的進(jìn)展已不大可能?！度娼购嗽囼?yàn)條約》目前能夠被核大國(guó)所接受，從技術(shù)上說(shuō)，這是一個(gè)主要的原因。第三代核武器是效力經(jīng)過(guò)“剪裁”或增強(qiáng)的核彈。研制這類(lèi)核武器同樣需要進(jìn)行核試驗(yàn)，因而受到《全面禁止核試驗(yàn)條約》的限制。

目前，一些核大國(guó)正在加緊研究第四代核武器。

第四代核武器是以原子武器的原理為基礎(chǔ)，所用的關(guān)鍵研究設(shè)施是慣性約束聚變裝置，因此它的發(fā)展不受《全面禁止核條約》的限制。在軍事上，由于這類(lèi)武器不產(chǎn)生剩余核輻射，因而可作為“常規(guī)武器”使用。只有那些擁有第二代核武器、掌握先進(jìn)技術(shù)的發(fā)達(dá)國(guó)家才有能力發(fā)展第四代核武器，因而它的擴(kuò)散將受到很大的限制。第四代核武器的某些研究已經(jīng)進(jìn)行很長(zhǎng)時(shí)間了，例如干凈的聚變彈、反物質(zhì)彈、粒子束武器、激光引爆的炸彈、原子核同質(zhì)異能素武器等。目前，美、法、俄等國(guó)正在研究的三種第四代核武器主要是：

金屬氫武器氫氣在一定壓力下可轉(zhuǎn)化為固態(tài)結(jié)晶體，在室溫下無(wú)需密封也可保持很長(zhǎng)時(shí)間，這就是金屬氫。金屬氫的爆炸威力相當(dāng)于相同質(zhì)量梯恩梯炸藥的25～35倍，是目前可以想象到的威力最強(qiáng)大的化學(xué)爆炸物。目前，金屬氫武器已被列為美國(guó)國(guó)家“點(diǎn)火”科學(xué)計(jì)劃的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。

核同質(zhì)異能素武器所謂核同質(zhì)異能素，是指質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)相同、在可測(cè)量的時(shí)間內(nèi)具有不同能量和放射性的兩個(gè)或多個(gè)核能素。高能炸藥能量的量級(jí)為1kJ／g(千焦／克)，而核同質(zhì)異能素大約是1GJ／g(吉焦／克)，比高能炸藥的能量大100萬(wàn)倍，其核裂變反應(yīng)能量更大，達(dá)到80GJ／g。當(dāng)前一些研究所正在系統(tǒng)地研究核同質(zhì)異能素的性質(zhì)和釋放能量的方法，例如美國(guó)和法國(guó)的有關(guān)研究所根據(jù)美國(guó)原戰(zhàn)略防御計(jì)劃局和北約簽訂的合同所進(jìn)行的研究?？茖W(xué)家只要通過(guò)重離子碰撞或慣性約束聚變中微爆炸產(chǎn)生的中子脈沖進(jìn)行核合成，便可得到核同質(zhì)異能素。同金屬氫一樣，核同質(zhì)異能素武器可作為“常規(guī)武器”，也可作為“干凈”氫彈的扳機(jī)。

反物質(zhì)武器反物質(zhì)的研究始于20世紀(jì)40年代后期，但進(jìn)展十分緩慢。1986年，美國(guó)科學(xué)家在碳磁陷阱中首次捕獲到反質(zhì)子(質(zhì)子帶正電，帶負(fù)電的質(zhì)子稱(chēng)為反質(zhì)子，帶正電的電子稱(chēng)為反電子)，從此對(duì)反物質(zhì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。研究表明，極少量的物質(zhì)與它的反物質(zhì)相互作用(稱(chēng)為“湮沒(méi)”反應(yīng))，可迅速地釋放出巨大的能量，足以壓縮钚或鈾丸產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。只要幾微克的反物質(zhì)，就可用作熱核爆炸的扳機(jī)，或者激勵(lì)出極強(qiáng)的x射線或r射線激光。反物質(zhì)在軍事上有多種用途，它是目前研究的第四代核武器中最重要的一種。美國(guó)費(fèi)米國(guó)立加速器研究所、法國(guó)和瑞士合建的歐洲核研究中心以及俄羅斯的高能物理研究所，都在進(jìn)行反物質(zhì)的生產(chǎn)和研究。

第四代核武器的研究是對(duì)核軍備控制的一種嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。首先，它巧妙地繞過(guò)了《全面禁止核試驗(yàn)條約》的限制，因?yàn)檫@個(gè)條約凍結(jié)的是目前的核武器試驗(yàn)；其次，它的基礎(chǔ)是民用科學(xué)研究，如果這個(gè)條約不對(duì)這種研究加以限制，第四代核武器的出現(xiàn)將不可避免。