核武器是一种爆炸装置,其破坏力来自原子核内的反应,而非化学燃烧。裂变武器通过核链式反应使铀-235或钚-239等重原子核发生分裂;热核武器则增加了一个阶段,通过轻同位素的核聚变释放远为巨大的能量。单个装置可释放相当于数千至数百万吨TNT炸药的能量,因此这类武器被视为与常规爆炸物不同的独立类别。其历史与第二次世界大战和曼哈顿计划紧密相连,也与冷战期间的军备竞赛相关,并与自1963年以来试图限制这类武器的外交体系有关。
该主题涉及物理学、工程学、公共卫生、法律和国际安全。本词条解释裂变与聚变背后的核原理、将这些原理转化为武器的设计与燃料选择,以及爆炸的物理效应。随后梳理核武库的发展与扩散、约束这些武库的条约,以及全球库存的现状,包括2026年2月《新削减战略武器条约》(New START)的失效。此外还涵盖威慑理论、指挥与控制以及事故风险、试验和袭击后有记录的医学与环境后果、支持与反对双方的法律和伦理论证,以及塑造下一阶段核竞争的现代化计划和新兴技术。
武器背后的核物理学
结合能与能量释放
核武器中的能量来自原子核内核子结合的紧密程度。每核子结合能曲线在质量数约56至62处达到一个宽阔的最大值,其中铁-56和镍-62约为每核子8.79 MeV。过了这一峰值,曲线开始下降,因为质子数增加带来的库仑斥力越来越强,而短程的强相互作用已无法完全抵消。因此,峰值两侧的原子核都可以向峰值方向演化并释放能量。轻核通过聚变做到这一点,重核则通过核裂变做到。释放的能量等于静止质量的微小损失,可由质能等价关系 表示。由于质量亏损只占总质量的千分之几,单位质量释放的能量极其巨大。一个铀-235原子核裂变释放约200 MeV,每千克燃料释放的能量比化学炸药高出数百万倍。
裂变链、中子倍增与临界质量
铀-235和钚-239最容易在吸收慢中子(即热中子)后发生裂变。每次裂变都会放出新的中子。平均而言,U-235每次裂变放出约2.4个中子,Pu-239约2.9个。若平均有至少一个中子引发另一次裂变,这一过程就成为自持的链式反应。有效增殖因子k衡量的正是这种平衡。当k等于1时,该质量处于临界状态;对于给定形状和密度的材料,能达到临界的最小质量即为临界质量。中子反射层和高密度可以减少所需的质量。武器必须在几分之一微秒内从次临界转变为强超临界,只有这样,链式反应才能在核心炸开之前消耗掉相当比例的燃料。
瞬发中子与缓发中子
大多数裂变中子几乎瞬间产生,但有一小部分是由裂变产物经过β衰变后延迟释放的。对热中子裂变而言,缓发中子份额在铀-235中为0.65%,在钚-239中仅为0.21%。在动力堆中,正是这种延迟使控制成为可能:缓发中子的时间尺度相对较慢,因此可以通过逐渐移动控制棒来调节反应堆功率。因此,反应堆被设计为在缓发临界状态下运行,并配备安全系统,防止其达到瞬发临界。
武器则处于相反的状态。其目标是达到瞬发临界,即链式反应仅由瞬发中子驱动,并在约一微秒内完成能量释放。钚的缓发份额较小,这一点在此尤为重要:在钚体系中,达到瞬发临界所需的反应性增加远小于铀体系。因此,设计者必须防范钚核心过早变为超临界而"哑火"的风险,这一问题直接影响装配速度与起爆器的时序设计。
氘-氚聚变
聚变要求原子核克服彼此间的静电斥力,这需要极端条件。氘-氚反应是最容易点燃的聚变反应,也是武器中所采用的反应。一个氘核与一个氚核聚变,生成一个氦-4核、一个自由中子,并释放17.6 MeV的总能量。其点火温度约为1.6亿开尔文,而太阳核心中的质子-质子链反应仅需约1500万开尔文。仅有温度并不足够,聚变还需要足够的压强或密度,以及足够长的约束时间,使反应得以进行。燃料必须处于等离子体状态,即原子核已剥离电子。在热核武器中,这些条件由裂变初级提供,这也是为什么在武器设计中,裂变与聚变的物理原理密不可分。
裂变材料与聚变材料及燃料循环
天然铀中约含0.7%的铀-235,这种同位素在慢中子作用下能维持裂变链式反应。其余大部分是铀-238,它容易俘获中子而不易发生裂变。因此,制造武器材料需要通过同位素分离提高铀-235的比例。两种同位素的质量仅相差三个中子,分离只能依靠微小的物理差异。最早的工业方法是气体扩散法,即让六氟化铀气体穿过多孔屏障,含铀-235的较轻分子略微更容易通过。曼哈顿计划期间建造的橡树岭K-25工厂采用了这种方法,耗电量极大。之后,气体离心机取代了扩散法,它使气体高速旋转,让较重的分子聚集在转子壁附近。离心法每单位分离功所需的能量少得多,占用的空间也小得多。
富集程度界定了铀的主要类别。低浓缩铀(LEU)通常指铀-235含量低于20%的铀,是动力堆燃料的典型类型,一般只含百分之几。高浓缩铀(HEU)指含量在20%及以上的铀,武器级材料通常约为90%的铀-235。从反应堆燃料到武器材料,这一步是整个过程中要求最高的环节,也是防扩散政策特别关注富集设施的原因。枪式装置需要高浓缩铀,而内爆式设计对材料的适应性更强,这一点将在设计相关章节中展开。
钚在自然界中并不以可用的数量存在。它是在反应堆中生成的:铀-238俘获一个中子后变为铀-239,经两次β衰变,并通过镎-239转变为钚-239。经过短时间辐照后取出的燃料中主要是钚-239。燃料在堆芯中停留越久,钚-239就越可能再俘获一个中子而变成钚-240。钚-240的自发裂变率很高,会释放出中子,可能在堆芯尚未完全组装时就引发链式反应,造成微弱的"哑火"。因此,钚-240含量较高的反应堆级钚不太适合用于制造武器。武器级钚通常定义为钚-240含量低于约7%,这一标准依赖于专用生产堆中的短周期辐照。
聚变武器燃烧的是氘和氚,该反应生成一个氦-4原子核和一个中子,每次释放约17.6 MeV的能量。氘在自然界中含量丰富,但氚并非如此。氚的半衰期约为12.3年,因此库存中的氚每年约有5.5%会衰变为氦-3,必须持续补充生产。主要途径是在反应堆中用中子辐照锂-6,反应式为 Li-6 + n 生成 He-4 + T。由于天然锂主要是锂-7,必须先将锂富集到含有较多锂-6的程度。美国为此专门在萨凡纳河建造了反应堆,之后又依靠田纳西流域管理局的沃茨巴(Watts Bar)等商用反应堆。热核次级中还含有氘化锂-6,它能利用燃烧过程中产生的中子就地生成氚,因此装置无需储存大量氚气。
材料核算本身就很困难。内爆式弹头的核心部分(即"弹芯")只含几千克钚,而次级部件含有铀组件,某些设计中还包括部分高浓缩铀。这些部件体积小、密度高、属于机密,并且可以以拆卸状态储存,因此很难从外部进行清点。民用材料受国际原子能机构对核燃料循环的保障监督管理,但军用库存不在这些义务范围之内,除非各国自愿申报。已提议的《裂变材料禁产条约》旨在禁止为制造武器而新生产裂变材料,该议题争论了数十年仍未达成条约。在没有此类条约的情况下,核实武器级材料的存量以及已退役的数量,很大程度上只能依赖各国的申报和间接估算。
基本武器设计:枪式与内爆式
裂变武器依赖一个基本原理:一团裂变材料必须迅速组装成超临界构型,使裂变链式反应在材料自行炸散之前进行。早期设计者找到了两种主要途径来实现这一点。哪种途径可行主要取决于可用的同位素,因此两者之间的选择与其说是偏好问题,不如说是物理问题。
枪式装配
枪式原理用于铀弹"小男孩",该弹于1945年8月6日投放在广岛。一个推进药包将一块次临界铀块沿枪管射入另一块次临界铀块,从而形成超临界质量。弹丸是空心圆柱体,靶体则是实心的,两块材料在开火前一直保持分离。"小男孩"约含64千克高浓缩铀,其当量通常估计为1.3万至1.6万吨TNT当量。该设计效率极低,因为在装置解体之前,只有很小一部分燃料发生了裂变。设计者认为它足够可靠,因此炸弹从未事先进行试验。当时提纯铀-235的产量几乎耗尽了全部可用材料,因此无法为试验制造一个同类装置。
枪式方法只适用于高浓缩铀。铀-235的自发裂变率很低,因此可以在杂散中子引发链式反应之前的短暂时间窗口内将两块材料合拢。相比之下,反应堆生产的钚含有钚-240,其自发裂变率要高得多。这会导致在组装完成之前就提前引爆,即所谓的"哑火"。因此,代号"瘦子"的钚枪式设计在1944年出现技术困难后被放弃。枪式武器此后大多被取代,美国建造的此类设计也已被拆除。
内爆
内爆方法用于1945年7月三位一体试验中引爆的钚装置,以及1945年8月9日投放在长崎的"胖子"。一个次临界钚球被致密的压料层和外层化学烈性炸药所包围。炸药被塑造成"爆轰透镜",即由快炸药与慢炸药组成的排列,将爆轰波向内聚焦为近似球形的冲击波。所有透镜必须在同一瞬间起爆,这需要同步的起爆系统。向内的冲击波将核心压缩到更高的密度,使其达到超临界状态。"胖子"直径约1.5米,比枪式设计庞大得多,但在产生相当当量时,该方法所用的裂变材料要少得多。
内爆法成为裂变武器的标准,原因有以下几点。它能够容忍反应堆级钚更高的自发裂变率;它能更高效地利用稀缺的裂变材料;它还可以缩小到更小的体积,因而适用于导弹、炮弹以及各种尺寸的炸弹。为了能装入直径较小的空间,还发展出了具有不同几何构型的变体。
中子引发器与压料层
压料层是包裹核心的致密层,通常由天然铀或贫铀制成。它的惯性使核心在足够长的时间内保持聚合,从而使多代裂变得以发生,同时它还能将逸出的中子反射回燃料中。若没有它,将有更大比例的材料被浪费。压料层可以将铀-235的临界质量降至约20至25千克。铍等其他反射材料也发挥着类似的作用。
中子引发器提供启动链式反应所需的第一批中子。早期的一种设计是由钋-210和铍组成的小颗粒,压碎时会释放中子。引发器置于核心中央,使这股中子爆发恰好在核心压缩至最大时到达,而不是更早到达,以免造成哑火。因此,中子爆发的时机与其强度同样重要。
增强裂变
增强技术是在裂变装置的空心核心中加入少量聚变燃料。爱德华·泰勒在1943年年中已构思出这一概念。一种氘氚混合气体(或仅氚)被储存起来,并在引爆时释放进入核心。聚变反应放出高能中子爆发,其引发裂变的速度远快于普通的链式反应。这样,相同数量的裂变材料可以产生更高的当量,或以更少的材料达到相同的当量。聚变步骤本身只贡献很小一部分能量,大约为1%。其主要价值在于小型化:增强型初级装置可以装入紧凑的弹头,并点燃热核次级装置。增强技术于1947年末至1949年末在洛斯阿拉莫斯研发,此后数十年裂变武器效率的大幅提升很大程度上归功于它。由于氚的半衰期约为十二年,增强型装置需要定期补充其氚供应。
热核武器与分级结构
热核武器在裂变触发装置之外增加了一个聚变级,几乎所有现代设计都采用泰勒—乌拉姆构型。裂变“初级”首先起爆,其产生的X射线经由辐射壳体传导至一个独立的“次级”,其中装有聚变燃料。这些能量在聚变开始前压缩次级。燃料主要是氘化锂-6;在爆炸过程中,中子将锂-6转变为氦-4和氚,因此反应链本身就能产生聚变所需的氚。这一设计涉及一系列物理过程:壳体内部的空间填充着一种轻质材料,它会变成高温等离子体,再向次级的外壳辐射X射线。外壳发生烧蚀,由此产生的反冲将燃料向内压缩,使其达到极高的密度。嵌在燃料中的裂变“火花塞”随后进一步加热燃料。次级的外层不透X射线,通常由铅或铀-238制成。如果外层使用铀,它就能俘获聚变反应产生的中子,并自身发生裂变,从而提高总爆炸当量。
这一构想很快便成形了。1951年1月,爱德华·泰勒和斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆为美国核武器计划提出了这一构想,不过两人各自应占多少功劳,至今仍有争议。乌拉姆提出将炸弹置于容器内的想法,泰勒随后加以完善,主张利用初级产生的辐射,而非中子流,来压缩次级。美国于1951年5月进行的“温室”行动“乔治”试验实现了世界上首次人工热核聚变,验证了辐射内爆原理。
首次完整试验于1952年11月1日进行。“常春藤”行动的第一次试验代号为“迈克”,是首次成功的、采用泰勒—乌拉姆设计的数百万吨当量热核武器全规模试验。其爆炸当量为1040万吨,几乎是投在长崎的原子弹的500倍,其中800万吨当量来自铀压持层的快裂变。该装置使用液态氘,重约82吨,因此无法作为可投送武器使用。美国接下来于1954年3月1日进行了“城堡”行动的“布拉沃”试验,使用的是采用干式固体燃料的装置。由于锂-7参与了事先未预料到的额外反应,其爆炸当量达到1500万吨TNT,是预测值600万吨的2.5倍。
苏联的研发道路则更为曲折。1953年的试验采用“千层饼”设计,并不是真正以辐射内爆实现的分级结构。1953年末,维克托·达维坚科取得了首项突破:将炸弹的初级与次级分成相互独立的部分,即“分级”。随后,萨哈罗夫和雅科夫·泽尔多维奇于1954年春提出,利用裂变弹产生的X射线,在聚变开始前压缩次级。这一设计于1955年11月以RDS-37之名进行试验,成为世界上首次通过空投进行的多级热核试验。因此,1952—1953年的试验验证了相关原理,但成熟的分级设计直到1955年才得到验证。
增大次级并增加级数,可以提高爆炸当量。苏联于1961年10月30日引爆的“沙皇炸弹”是一种三级装置。按其设计,在装满核燃料的情况下,当量最高可达1亿吨。试验时,设计人员通过消除聚变中子引发的铀压持层快裂变,将当量降低了50%,其中97%的能量来自聚变反应。公开发表的数据并不一致:核爆光辐射测量仪的结果及其他数据表明,该弹当量约为5800万吨,但苏联科学家后来披露,他们的仪器显示当量为5000万吨。
数百万吨当量的装置很少被制造出来用于实战,原因有几个。重量和尺寸限制了投送能力,这也是早期“迈克”装置不实用的原因。美国的B41核弹可作为一个有意义的对照:它重4800千克,当量为2500万吨,是所有批量生产的武器中当量重量比最高的。即便如此,美国和苏联都在大约这一时期不再优先追求爆炸当量,而是转向优先发展能一次投送多枚核武器的导弹。从精度和目标覆盖范围来看,多枚较小的弹头通常比一枚超大弹头更有优势,而且极高的当量会产生更多放射性沉降物和附带损害。
武器类别与当量范围
战略武器与非战略武器
核武器通常按用途和射程分类,而不只是按设计分类。战略武器用于打击远离战场的目标,例如城市、指挥中心、工业中心和导弹发射场,一般由洲际弹道导弹、潜射弹道导弹或远程轰炸机投送。非战略武器通常被称为战术武器或战区武器,用于打击区域冲突中的军事力量,一般由火炮、近程导弹以及战斗机或轰炸机携带,射程较短,当量也较低。两者之间的界限并不分明。一枚弹头的角色取决于其射程、预定目标和作战条令,有些设计两种用途都能承担。这一区分对军备控制很重要,因为《新削减战略武器条约》等条约主要限制已部署的战略弹头,使大部分非战略武器库不受数量上限约束,因而更难统计和核查。
增强辐射武器
增强辐射武器俗称"中子弹",其设计目的是使更大比例的能量以快中子形式释放,而以冲击波和热能形式释放的能量较少。这一概念通常归功于萨缪尔·T·科恩,他于1958年在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室从事相关研究;该构想于1963年在内华达州的一处地下试验场进行了试验。其理由在于,这种武器可以杀伤装甲车辆和部队,同时减少对附近建筑物和平民的物理破坏,尤其是在北约规划者预计任何战场核使用都会发生的西欧地区。美国有两种系统采用了这一特性。W70-3弹头配用于近程"长矛"导弹,当量约为1千吨,1981至1983年间生产,共造380枚。W79是用于8英寸火炮的炮弹,其增强辐射模式可以开启或关闭。该武器的部署在政治上颇具争议。吉米·卡特总统于1978年因遭到抗议而推迟了该计划,罗纳德·里根于1981年重新启动生产,而1985年的一项国会命令规定,今后生产的W79不得具备增强辐射功能,已有的单位则进行改装。W70-3于1992年前退役,最后一枚W79于2003年前拆除。
批评者认为,这类武器当量较低、具有战场实用性,会使核武器的使用显得更可接受,从而降低发动核战争的门槛。支持者则认为,与旧式战场弹头相比,这些武器提供了更有针对性的选择。分析人士还指出,这类设计的当量数字可能具有误导性,因为其大部分危害来自瞬时辐射而非冲击波。
低当量武器与威慑之争
当前关于小型弹头的争论集中在美国的W76-2上。它是W76-1弹头的低当量变型,配用于"三叉戟II"(D5)潜射导弹。该武器最早出现在特朗普政府2018年的《核态势评估》中。其当量属于机密,但美国科学家联合会等分析机构估计约为5至7千吨,而W76-1约为90千吨;降低当量主要是通过去除或使二级热核部件失效实现的。海军于2019年底将其部署在"田纳西"号核潜艇上,五角大楼于2020年2月证实了这一部署。据估计,该型号共生产约50枚弹头,由现有库存改装而成。
该评估为这一武器辩护,理由是应对俄罗斯庞大的战术核武库,以及一种被认为存在的"以升级求降级"的条令,认为美国需要一种在全面战略交换之前可用的可信选项。批评者(包括多名美国国会议员)则反驳称,低当量武器可能模糊常规冲突与核冲突之间的界限,使核武器的使用更易被设想。他们还指出,对手在观察到"三叉戟"导弹发射时无法判断弹头是低当量还是高当量,这可能增加误判风险;而且现有的轰炸机投放和空射巡航导弹选项已经提供了类似的灵活性。因此,这场争论触及威慑理论中的一个基本问题:有限选项究竟是通过增强可信度来加强威慑,还是通过降低发动核打击的代价来削弱威慑。
放射性散布装置不是核爆炸装置
放射性散布装置(RDD)通常被称为"脏弹",它将常规炸药与放射性材料结合在一起。其爆炸威力完全来自化学炸药,放射性材料则被散布在爆炸现场周围。由于不存在裂变或聚变反应,该装置不会释放核能,也无法产生核武器那样的冲击波、高温或远距离放射性沉降物。美国核管理委员会等监管机构指出,这类装置的辐射通常只会分布在几个街区或几英里范围内,而核爆炸的放射性沉降物则可能覆盖数百乃至数千平方英里。放射性散布装置造成的伤亡大多由常规爆炸引起,放射性暴露很少致命。其主要影响在于污染、去污所需的成本和时间,以及由此引发的恐慌。因此,它常被描述为一种造成大规模扰乱而非大规模毁灭的武器。目前尚无此类装置在袭击中被引爆,不过相关资料记载了若干次测试以及大量的安全分析。
爆炸的物理效应
冲击波
核爆炸释放能量的速度极快,使周围空气向外推开,形成冲击波。关键指标是超压,即冲击波阵面处的压力超出周围大气压的部分。每平方英寸几磅的超压就足以摧毁典型的木结构房屋。爆炸破坏范围通常用破坏半径来描述,常取超压为每平方英寸5磅的区域作为界限。
冲击波的作用距离与当量的关系遵循霍普金森–克兰兹定律,即立方根定律。空气冲击波产生某一特定超压的距离与当量的立方根成正比。实际中,1千吨空中爆炸的某一超压可达约0.7千米处,100千吨处约为3.2千米,1千万吨处约为15千米。由于这种比例关系,一枚大当量武器覆盖的面积远小于总能量相同的若干小当量武器,这也是多弹头设计的原因之一(参见核武器投送相关章节)。
爆炸高度会改变破坏格局。在当量相同的情况下,降低空中爆炸的高度会使最强的冲击波更靠近地面零点,但冲击波的总覆盖面积也会明显缩小。超压持续时间同样随能量增大而变长:1千吨空中爆炸的超压作用仅持续几分之一秒,而1千万吨爆炸的超压可持续数秒。
热辐射与火球
能量释放会将装置本身及周围空气加热到极高温度。在爆心附近,温度可达数千万摄氏度,而常规爆炸的温度仅为几千摄氏度。被加热和电离的物质形成火球。1兆吨空中爆炸产生的火球,在爆炸后千分之一秒内直径为150米,并在10秒内增长到最大直径2200米。
约三分之一或更多的能量以电磁辐射的形式释放。根据当量大小不同,热辐射约占释放能量的35%至45%。这种辐射会造成烧伤和眼部伤害,在晴朗天气下,其危害范围可超出冲击波的作用区域。热脉冲还能在远距离点燃物品:热辐射可以在离爆心相当远的地方点燃木结构建筑、植被及其他可燃物。在大型城市区域,许多分散的火点可能合并成火风暴,从而扩大受影响的面积。
瞬发辐射与放射性沉降
瞬发电离辐射主要是伽马射线和中子,大约在爆炸后的第一分钟内释放。其强度随距离急剧衰减,主要危害集中在紧邻爆炸的区域内。延迟辐射则来自爆炸后产生的放射性物质。裂变产物,以及土壤和建筑物中被中子活化的元素,构成了放射性沉降物的基础。放射性沉降物由裂变产物以及周围水体、土壤、建筑物和核装置残骸等材料中由中子诱发产生的放射性核素构成。
放射性沉降的数量和分布在很大程度上取决于武器的引爆方式。地面爆炸或距地面较近的爆炸会扰动大量土壤,并将其卷入火球。放射性同位素会凝结在这些碎屑上。碎屑比空气重,会在数分钟到数天内落回地面。因此,地面爆炸产生的局部沉降物,其危害范围可能比冲击波和热效应所及的范围大得多,且主要分布在下风向。空中爆炸产生的沉降通常较小,但即便是看似空中爆炸,由于中子活化作用,仍可能造成严重的沉降。降雨可以把颗粒从烟云中冲刷下来,这会缩短颗粒的飘移距离,但会使污染集中在若干斑块之中。
放射性沉降通常分为两类:局部沉降,即在爆炸后数分钟至数小时内,在爆心附近形成的高浓度物质羽流;以及全球沉降,即在大面积范围内弥散、低强度的沉积。苏联1961年的“沙皇炸弹”试验说明了爆炸高度的重要性:其火球因受到反射冲击波的推动而向上浮升,从而避免了大量物质的混合,否则便会产生局部沉降。
高空爆炸产生的电磁脉冲
在大气层上方很高处引爆的核装置,在地面几乎不产生冲击波或热效应,但其释放的伽马射线会与高层大气相互作用,在广大区域内产生快速而强烈的电磁能量脉冲。其机制是:伽马射线相互作用释放出的高速电子受到地球磁场偏转。由此产生的脉冲可能使大范围内未加屏蔽的电子设备、通信设备以及部分电网过载,但具体强度取决于爆炸高度、当量以及目标系统的屏蔽程度。
假设中的核冬天
大规模火灾可能将烟灰抛入高层大气,烟灰可能在较长时间内遮挡阳光,使地表降温。这一设想见于1983年的一项研究,即TTAPS研究,该现象被称为“核冬天”。早期模型预测会出现严重且持续的全球降温,但后来的模拟得出了范围很广的结果,其影响的规模至今仍有争议。因此,这一假说更适合被理解为大规模核战争可能产生的一种合理但不确定的后果,而非定论性的预测。
运载系统与核三位一体
核弹头只有能够抵达目标才有用,而运载系统的选择决定了一支核力量的速度、精度和生存能力。主要大国的战略核力量通常围绕核三位一体构建,即由陆基导弹、潜射导弹和战略轰炸机组成的三类力量。以美国为例,2020年修订版《核问题手册》列出的数据为:14艘弹道导弹核潜艇,携带240枚潜射导弹;400枚陆基洲际导弹;以及60架可携带核武器的重型轰炸机。三类力量各有优势,三位一体的核心逻辑在于:对手无法在一次第一波打击中摧毁全部三类力量(每一类都有独特优势,合在一起构成了一种无法在一次打击中被彻底消除的威慑力量)。
洲际弹道导弹
洲际弹道导弹(ICBM)是一种远程陆基导弹,大多数部署在加固发射井中。由于它们分散部署在广阔的国土上,并置于能够抵御爆炸冲击的发射井内,因此对第一波打击具有较强的防护能力,不过批评者认为其固定位置使其更易受攻击。其他国家,尤其是俄罗斯,也使用了公路机动发射车,这种方式使导弹更难被定位,但需要投入更多的作战准备工作。洲际导弹的反应速度非常快,在总统授权下数分钟内即可发射。其缺点在于位置固定:在单次危机中,它们几乎无法通过调动来传递意图信号,因为既不能移动,也没有备用导弹或发射井可供替换。
单枚导弹携带多弹头
许多洲际导弹和潜射导弹通过分导式多弹头(MIRV)载荷携带多枚弹头。与只携带一枚弹头的传统导弹不同,配备分导式多弹头的导弹可以携带数枚弹头。助推器燃烧完毕后,一个通常被称为“母舱”的后助推平台会搭载再入飞行器,随后这些再入飞行器分别释放,弹头可以以不同速度、朝不同方向飞向目标。该概念不同于较早的多再入飞行器(MRV):后者的弹头分散投放,且不对每枚弹头单独瞄准(MIRV与MRV的区别在于,MRV是对单一目标投放多枚弹头)。分导式多弹头增加了单个发射装置能够威胁的目标数量,也使防御更加复杂。根据美国现行的条约限制,“民兵III”型导弹能够携带三枚弹头,但依据条约目前每枚导弹只允许装载一枚。
潜射弹道导弹
弹道导弹核潜艇(SSBN)通常被认为是生存能力最强的一类力量。舰队中总有一部分潜艇在海上执行任务,使其极难被追踪。这种生存能力支撑了二次打击能力,而威慑正是建立在二次打击能力之上。美国的海基力量依赖俄亥俄级潜艇搭载“三叉戟”II D5导弹,同时正在建造哥伦比亚级潜艇,计划自2031年起逐步取代现有舰队。分析人士常将海基力量视为三位一体的核心,因为它最不易受到突然袭击的影响。
战略轰炸机与空射巡航导弹
轰炸机构成第三类力量。其主要优势在于灵活性:可以更换挂载武器和部署方式,也能执行常规任务。轰炸机在发射后仍可被召回或改变航向,而洲际导弹和潜射导弹则做不到这一点。2020年代初,美国重型轰炸机编队包括20架B-2轰炸机和40架可携带核武器的B-52轰炸机,B-21轰炸机则仍在研制中。轰炸机可以携带重力炸弹或远距离空射巡航导弹,后者使机组人员能够在防空区域之外实施打击。例如,俄罗斯的图-22M3轰炸机可以投放Kh-22空射巡航导弹(这些两用飞机均可投放核重力炸弹,图-22M3还可投放空射巡航导弹)。
飞机、火炮与导弹的战术投射
非战略性系统是为战场使用而设计的,当量通常较低。其投射方式包括近程弹道导弹、炮弹、航空投放炸弹、巡航导弹、鱼雷,甚至地雷。核炮弹属于有限当量战术武器的一种,从地面向战场目标发射;战术弹道导弹则填补了常规火箭炮与远程导弹之间的空白,能够将重型载荷投送至敌军纵深。空中投放也带来了特殊问题。早期的战术核炸弹需要特殊的引信装置,使战斗机飞行员能够在低空投放核炸弹并安全脱离爆炸范围。现代投放方式还必须应对防空系统,因此许多系统采用远距离投放、低空飞行或机动再入等方式。美国的B61-12炸弹就是现代战术武器的一个例子,其当量可根据目标在0.3至50千吨之间设定。战术武器与战略武器的界限并非纯粹的技术划分:二者遵循相同的基本物理原理,但战术武器在设计上当量更低、体积更小。
起源与曼哈顿计划
美国的核计划起初是为了应对纳粹德国可能率先研制核武器的担忧。匈牙利裔流亡科学家利奥·西拉德、尤金·维格纳和爱德华·泰勒说服爱因斯坦,就这一可能性警告富兰克林·D·罗斯福总统,并敦促美国展开类似的努力。信件由西拉德起草,最有可能是发明链式反应的科学家利奥·西拉德所写,爱因斯坦的签名则赋予了它分量。这封信署日期为1939年8月2日。信中提到了恩里科·费米与西拉德的研究工作,并指出德国当局已经停止出售其接管的捷克斯洛伐克矿山所产的铀,即"德国实际上已经停止出售其接管的捷克斯洛伐克矿山的铀"。信件警告说,铀可能成为"威力极强的炸弹"的基础,并请求政府资助链式反应研究,同时与从事这一研究的物理学家保持密切联系。爱因斯坦后来对自己所扮演的角色感到懊悔。他在一次采访中表示,如果知道德国人会失败,他就不会采取那样的行动。这一说法反映了战后人们对德国计划的评价。
这封信并未立即引发行动。递送信件的亚历山大·萨克斯两次会见罗斯福,第一次是在1939年10月11日,即欧洲战争爆发六周之后。在那次会面中,总统并未被说服美国政府应当介入。德国于1939年9月1日入侵波兰,欧洲战争由此开始,而美国仍保持中立。罗斯福的反应是渐进式的。他成立了铀问题顾问委员会,这是美国政府迈向有组织核研究的第一个正式步骤。支持力度在1940年和1941年间缓慢增长,并在1941年12月美国参加第二次世界大战之后急剧加快。
从1942年起,该计划以曼哈顿计划的名义运作。1942年至1946年间,计划由美国陆军工程兵团的莱斯利·格罗夫斯少将领导。科学设计工作集中在洛斯阿拉莫斯,核物理学家J·罗伯特·奥本海默担任设计这些炸弹的洛斯阿拉莫斯实验室主任。生产分散在三处秘密基地:新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯负责设计武器,田纳西州的橡树岭负责浓缩铀,华盛顿州的汉福德负责生产钚。工业规模非常庞大。曼哈顿计划在鼎盛时期雇用了近13万人,耗资近20亿美元,其中超过90%的费用用于建造工厂和生产裂变材料,不到10%用于武器的研制与生产。仅橡树岭一地就急剧扩张,人口从1941年的约3000人增长到计划高峰期的多达7.5万人。化学公司杜邦受说服,负责建造和管理该计划的钚生产设施。汉福德面临严重的人员短缺问题,在建设的前14个月里,劳动力短缺高达50%。
三位一体试验是决定性的技术里程碑。1945年7月16日,科学家们利用一座钢塔将"小玩意"(Gadget)吊起并悬挂在100英尺高处。当天清晨5点29分,三位一体试验开始。奥本海默曾预计其当量约为0.3千吨,而实际爆炸的威力约相当于2.1万吨TNT。由于内爆式装置极为复杂,此次试验被视为至关重要。它检验了钚内爆设计,而这一技术后来被用于在长崎爆炸的武器。原定用于广岛的铀枪式装置从未经过全面测试。可用的武器级铀只够制造一枚炸弹,而且人们对枪式设计抱有很高的信心,因此1945年7月14日,大部分铀弹("小男孩")便开始向西运往太平洋,其设计在此之前从未经过完整测试。试验场附近的居民未被预先警告:爆炸点150英里半径范围内居住着近50万人,其中一些人距离仅12英里。美国政府事先既未警告,也未疏散他们。
轰炸随即接踵而至。1945年8月6日,美国在日本广岛投下一枚核武器;三天后的8月9日,美国又在长崎投下另一枚核弹。据估计,广岛的死亡人数总计约14万人,其中大多数是平民。在长崎,约4万人(同样大多是平民)当场死亡。哈里·杜鲁门总统认为,这些轰炸是迫使日本投降所必需的,也是为了避免一场很可能远为致命的美军登陆作战。罗斯福在此之前已经去世,他没有留下关于美国应如何使用原子弹的明确计划。
当时,使用核武器的决定就存在争议,至今仍是如此。在科学家中,西拉德在道义上反对在战争中使用原子弹,并起草了一份请愿书,要求杜鲁门总统在使用原子弹之前警告日本。这封信从未送到总统手中,而其12位签署人则受到了曼哈顿计划领导层的批评。历史学家和伦理学家至今仍在争论这些轰炸是否必要,杜鲁门的决定,尤其是轰炸长崎的决定,依然备受激烈争议。该计划最初的理由也随之失去意义,因为德国从未研制出原子武器。
冷战军备竞赛与向更多国家扩散
苏联的第一次核试验代号"RDS-1",于1949年8月29日在今哈萨克斯坦的塞米巴拉金斯克试验场进行。这是一枚钚内爆式装置,估计当量约为22千吨,在设计上大体仿照美国的"胖子"炸弹。西方政府毫无防备,这次试验打破了美国的核垄断,并引发了定义冷战的军备竞赛。苏联设计团队很快又研制出使用高浓缩铀的第二种装置"RDS-2",并于1951年首次试验。苏联的第一次热核试验则紧随其后,发生在1955年11月,此时两国的热核武器计划均已在进行中。
美苏武库的扩张
整个20世纪50年代和60年代,两个超级大国都迅速扩充了库存。美国的核武库在20世纪60年代中期达到最大规模,超过31000枚弹头,此后在80年代回落至20000枚出头。苏联的扩军较为渐进,但从未停止:1978年苏联的库存超过了美国,并于1986年达到峰值,超过40000枚弹头。同年全球总量也达到峰值,据美国科学家联合会(FAS)估计约为70300枚。其他一些统计只计入可投入作战的军用库存,数字约为64000枚,因为70300这一数字还包括等待拆解的已退役弹头。这些武库的增长源于对可靠第二次打击能力的追求,这需要更多弹头、更多运载系统以及更多种类的武器。
更多国家加入
英国、法国和中国在20世纪50年代和60年代相继加入核俱乐部。英国的首次试验"飓风行动"于1952年10月3日在澳大利亚附近的蒙特贝洛群岛进行。法国的首枚装置"蓝色闪光"(Gerboise Bleue)于1960年2月13日在法属阿尔及利亚的雷甘进行试爆。中国的首次试验于1964年10月16日在新疆罗布泊进行。此后各国的计划走上了不同的道路。从未加入《不扩散核武器条约》的印度,于1974年5月在博克兰(Pokhran)引爆了一枚代号"微笑的佛陀"的装置。这次试验促使巴基斯坦加速其秘密计划,两国于1998年5月进行了一轮试验。以色列被广泛认为拥有核武器,但从未公开试验,并奉行核模糊政策。朝鲜于2003年宣布退出《不扩散核武器条约》,并于2006年10月在吉州(Kilju)进行了首次核试验。以色列、印度和巴基斯坦从未加入该条约,而朝鲜则是在曾为成员国之后退出的。
古巴导弹危机
超级大国对抗中最危险的时刻出现在1962年10月。美国的侦察发现苏联正在古巴部署中程导弹,双方在长达十三天的对峙中几乎走到核战争的边缘。华盛顿以海上隔离(封锁)包围该岛作为回应,莫斯科起初则拒绝撤走导弹。危机的化解是因为尼基塔·赫鲁晓夫同意撤除苏联导弹,以换取美国承诺不入侵古巴,并附带美国秘密承诺撤走部署在土耳其的朱庇特导弹。这一事件加速了危机沟通渠道的建立,并推动了其后的军控工作。
峰值与下降
自1986年达到峰值以来,全球库存已下降超过80%,但这一削减大部分发生在20世纪90年代,此后速度有所放缓。FAS估计,截至2026年初,全球总量约为12321枚弹头。持续的下降很大程度上反映了已退役弹头的拆解,而军事库存中的弹头数量则再次回升。因此,冷战结束后的裁减并非稳定的单向趋势,当今较小的武库也不再以直截了当的方式持续减少。
核试验及其遗留问题
大气层试验与全球性落下灰
1946年至1958年间,美国在太平洋试验场共进行了67次核试验。其中影响最大的是1954年3月1日在比基尼环礁进行的“城堡”(Castle Bravo)试验。该装置原本用于测试氘化锂作为聚变燃料的效果,但由于计算失误,爆炸威力比预期大了一倍多,总当量达1500万吨TNT。其中约1000万吨来自天然铀外壳的裂变反应,而这些裂变反应产生的污染极强,生成了大量放射性落下灰。
风把碎片吹到了远超试验区的地方。加上爆炸威力远超预期,以及一次未被预料的风向转变,放射性落下灰扩散到了意想不到的区域。东面有人居住的环礁受到波及,而军方直到试验两天后才撤离居民。伦吉拉普岛(Rongelap)上的儿童在灰烬中玩耍,居民误以为那是雪。一艘日本金枪鱼船“第五福龙丸”(Daigo Fukuryu Maru)也遭到污染,许多船员患病,其中一人死亡。这一事件在全球引发愤怒,并促使各方要求禁止核武器试验。美国同意向“第五福龙丸”的幸存者支付超过1500万美元的赔偿。
苏联的“沙皇炸弹”(Tsar Bomba)则是另一类事件。1961年7月,莫斯科下令启动该项目,作为苏联在《暂停核试验协定》之后恢复核试验的一部分。该装置于莫斯科时间11时32分,在北极圈北部的米蒂乌希哈湾核试验场上空的大气中引爆。长期以来,其当量一直被报道为约5800万吨,这一数字在1991年之前都是技术文献中的公认值。那一年,苏联科学家披露,其仪器显示的当量为5000万吨。该设计本可以更大,理论上可达1亿吨,但这会产生危险程度的核落下灰,因此试验时将铀外壳换成了铅,威力大致减半。
1963年后的地下试验
1963年的《部分禁止核试验条约》禁止在大气层、水下和外层空间进行核爆炸,但未禁止地下试验。因此试验转入地下,碎片基本被封闭在地下,但排气和泄漏仍时有发生。主要试验场包括美国的内华达试验场、苏联哈萨克斯坦的塞米巴拉金斯克靶场、北极群岛新地岛,以及太平洋上的岛屿。新地岛位于巴伦支海中,1955年至1990年间是苏联的北部核试验场,共进行了224次核试验。法国后来使用法属波利尼西亚的穆鲁罗瓦环礁和方加陶法环礁,中国则使用罗布泊。地下试验没有大气层试验那样引人注目,但仍造成了局部污染和人员迁移,尤其是在试验竖井钻于人口稠密地区或地质脆弱地带的情况下。
探测与核查
对核试验的探测早于条约时代。从20世纪40年代末开始,美国就发展出监测大气核试验的能力,并于1949年8月下旬,通过对太平洋上空进行例行空气采样,成功探测到苏联首次未被察觉的核试验。如今,全面禁止核试验条约组织的核查体系依托国际监测系统,该系统包括四种技术:地震、放射性核素、水声和次声。其数据在位于维也纳的国际数据中心(IDC)进行分析,所用数据来自放射性核素、地震、次声和水声监测网络。
各种方法的作用各不相同。地震监测网是探测地下事件的主要手段,在全球范围内,地震方法能够探测并识别当量低至约1千吨甚至更小的爆炸。放射性核素采样用于确认某一地震事件是否为核爆。放射性核素监测网的作用,是验证其他技术探测并定位的事件是否具有核性质。对于大气层试验,最适合使用放射性核素、次声和电磁系统进行监测。水声台站用于监听水下信号,也在使用之中;2017年朝鲜核试验的信号在地震数据和水听器数据中都有记录。分析人员仍面临局限,因为传播介质的结构只是部分为人所知,这使得定位和当量估算变得复杂。
赔偿、搬迁与清理
试验给人类和环境带来的代价,其处理方式并不均衡。在埃尼威托克环礁,居民被迁至伦吉拉普、乌蒂里克和艾林吉纳环礁,但他们都曾遭受核落下灰的照射。由于条件不安全,返回伦吉拉普的时间被推迟了很长一段时间,美国政府自己的记录也对此有所记载。最显眼的遗留物是埃尼威托克上的鲁尼特圆顶(Runit Dome),这是一个仓促建造的混凝土盖,覆盖在一个被放射性废料回填的坑洞之上。据报道,鲁尼特圆顶正将放射性物质渗入周围的沙土,这引发了人们对其长期完整性的担忧。
除马绍尔群岛外,多个国家也设立了赔偿计划,包括美国1990年通过的《辐射照射赔偿法》,该法针对部分下风区居民和铀矿工人。哈萨克斯坦于1991年关闭了塞米巴拉金斯克试验场,此后一直致力于受影响土地和人口的恢复工作。内华达和太平洋试验场的清理工作仍在进行,而在多个地区,关于赔偿是否充分、范围是否恰当的争议仍未解决。
军备控制与裁军条约
军备控制最初从限制核试验开始,之后才涉及武器库本身。1963年8月在莫斯科缔结的《部分禁止核试验条约》禁止在大气层、外层空间和水下三种环境中进行核武器试验。该条约未涉及地下试验,只规定此类试验不得使放射性碎片越出试验国国界,因为各大国无法就地下爆炸的核查方法达成一致。
《不扩散核武器条约》
《不扩散核武器条约》源于人们的担忧:随着越来越多的国家拥有核武器,核战争的风险可能随之上升。该条约于1968年开放签署,1970年3月5日生效。其框架建立在三大支柱之上:防止核扩散、和平利用核能以及裁军。实践中,除核武器国家以外的所有缔约国被理解为无核国家,承诺不获取核武器;核武器国家则承诺不向任何无核国家转让核武器。作为回报,拥有核武器的缔约国承担推进裁军的义务。印度、巴基斯坦和以色列从未加入该条约,朝鲜则于2003年退出。
SALT、START与新START
美苏双边限制始于1969年的第一阶段限制战略武器谈判(SALT I)。1981年,美国和苏联同意遵守未获批准的1979年《第二阶段限制战略武器条约》(SALT II),这一非正式先例后来又在争论中被重新提起。《削减战略武器条约》(START I)于1991年签署。最新的条约是《新削减战略武器条约》(新START),于2010年4月签署,2011年2月生效。该条约规定:部署的洲际弹道导弹、潜射弹道导弹和装备核武器的重型轰炸机合计不得超过700件;已部署和未部署的发射装置合计不得超过800件;已部署的战略弹头不得超过1550枚。其核查机制依靠现场视察和数据交换,以确保遵约。2021年,华盛顿与莫斯科将该条约延长五年。但2023年2月,俄罗斯官员表示,莫斯科将遵守数量上限,同时暂停该条约的监督措施。
2026年2月5日到期
新START于2026年2月5日失效,但也有部分资料给出的日期为2月4日或6日。俄罗斯曾提议双方在非正式基础上继续遵守该条约的核心限制,而美国未作回应,条约就此到期。这是半个多世纪以来,美俄两国的战略核武器部署首次不再受到任何约束。该条约还存在漏洞:它未涵盖非战略核武器或"战区"核武器,也未对中国施加任何限制。
此后能否继续非正式地克制,仍存在争议。2025年9月,普京提议在一年内继续遵守核心限制,特朗普则呼吁专家共同制定一份新的、更完善、更现代化、能够长期有效的条约。据《Axios》报道,谈判代表曾讨论一项可能的非正式安排,即至少在六个月内遵守该条约的限制,但克里姆林宫表示,任何此类延期都只能是正式的。俄罗斯外长拉夫罗夫称,只有在美国不超过上述限制的前提下,莫斯科才会继续遵守这些限制。2月17日,一名美国国务院高级官员表示,他并不知道有这样的协议,并称该条约的遗漏之处是根本性的缺陷。
《全面禁止核试验条约》、国际原子能机构保障监督与《禁止核武器条约》
《全面禁止核试验条约》于1996年获联合国大会通过,但尚未生效。各国据此同意在所有环境中禁止一切核爆炸。该条约生效需要一份指定国家名单中的国家批准,这些国家的参与被视为必要。其中若干国家尚未批准,因此该条约作为一项法律制度仍未得到执行,尽管国际监测网络无论如何都在运行。
根据《不扩散核武器条约》,民用核材料的核查由国际原子能机构负责,该机构对已申报的设施实施保障监督视察。这些视察涵盖反应堆和燃料循环,与对弹头和运载工具的军控核查是不同的工作。
《禁止核武器条约》于2017年通过,2021年1月生效。九个拥有核武器的国家均未加入该条约,其与《不扩散核武器条约》的关系仍存在争议。
当今全球核武库
斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)估计,截至2026年1月,全球核弹头库存约为12,187枚。其中约9,745枚处于军事储备中,可供潜在使用。其余为等待拆解的退役弹头,因此储备数量更能反映现役力量的规模。
在储备弹头中,SIPRI估计有4,012枚与导弹和飞机相配属,其余存放于中央仓库。其中约2,100至2,200枚部署在弹道导弹上并处于高度战备状态,这意味着它们可在数分钟内发射。这些高度戒备的弹头几乎全部属于俄罗斯和美国,法国和英国也持有少量。SIPRI还认为,中国和印度如今可能在和平时期偶尔将少量弹头装配到导弹上。对中国而言,部署于作战部队的弹头数量估计多达34枚。
俄罗斯和美国仍是迄今为止最大的持有国。SIPRI的表格显示,美国弹头总数约为5,042枚,其中约3,700枚在储备中,约1,770枚已部署。俄罗斯总数约为5,420枚,其中约4,400枚在储备中,约1,796枚已部署。两国各自还持有超过1,000枚退役弹头,正在逐步拆解。SIPRI指出,全球总量之所以下降,仅是因为这些拆解工作,而且年度拆解速度似乎正在放缓。两国都有大规模的现代化计划,SIPRI预计其部署力量在未来几年将会增长。
其他拥有核武器的国家规模小得多,但其中几个正在扩充。SIPRI列出中国约620枚弹头,称其为增长最快的核武库,北方的发射井区已装载数百枚导弹,东部还有更多发射井在建。印度估计约190枚,巴基斯坦约170枚,其中印度的12枚已部署弹头代表着一项新的发展。英国估计约225枚,法国约370枚,其中约290枚在储备中。朝鲜据信已组装约60枚弹头,并拥有足够至少再制造30枚的裂变材料。以色列也被列为九个拥有核武器的国家之一,尽管它并未公开承认其核武库。
所有这些数字都是估计值,且存在相当大的不确定性。各国政府公布的储备细节很少,因此独立研究人员只能依赖公开来源、条约申报数据和官方声明,并需推断处于储存或等待拆解状态的弹头情况。因此,各方估计可能有所不同。例如,2026年3月,美国战略司令部司令引用的俄罗斯弹头数量约为4,600枚,该数字无法与SIPRI的分类(储备4,400枚、总数5,420枚)直接对应。对于这类统计学数据而言,已部署、储存和退役弹头之间的区别同样重要,因为一个笼统的总数可能混合了战备程度截然不同的弹头。这些武库数字还受到冷战遗留问题的影响:最大的储备曾被大规模建立,如今的削减速度却远比以往缓慢。
威慑学说与战略稳定性
相互确保毁灭与第二次打击能力
核大国之间的威慑依赖于一个前提:先发制人的打击无法消除对方的报复能力。因此,一国需要拥有第二次打击能力,即在敌方突袭之后,仍能保留足以反击的力量。相互确保毁灭(MAD)描述的正是双方都拥有这种力量的局面:任何一方发动攻击,都将招致足以使攻击者作为一个社会遭到毁灭的报复。该学说的早期倡导者中包括约翰·冯·诺依曼。20世纪60年代初,美国国防部长罗伯特·麦克纳马拉将“确保摧毁”作为规划标准,即使在承受敌方突袭之后,仍能摧毁苏联很大一部分人口和工业。
生存能力是这一构想的技术核心。早期美国的空中待命制度,即轰炸机在苏联边境附近持续巡逻,只能部分保证报复能力。真正具有生存能力的力量,是从1959年服役的乔治·华盛顿级弹道导弹潜艇开始实现的,之后又有陆基导弹的加固发射井。到20世纪60年代末,苏联的战略力量已接近美国,两个超级大国都认为其第二次打击力量足以抵御解除武装式的打击。
相互确保毁灭也导出了一些反直觉的政策结论。一方若大规模建设民用掩体,会降低自身的脆弱性,从而削弱对方对报复的把握,因此被视为破坏稳定;出于类似理由,导弹防御也被认为是危险的,因为它可能看似削弱了报复性打击。支持者认为,在危机中双方都无法通过先发制人获益,因为没有哪个国家能够限制自身的损失。批评者则反驳说,该学说并未消除危机不稳定的风险,而且一旦威慑失败,其逻辑将是灾难性的。
扩展威慑与核保护伞
大多数核安全承诺都超出了一国自身领土的范围。扩展威慑是指核大国以威胁报复的方式,保护其盟友或被视为重大利益的国家,使之免遭第三方攻击。它的主要问题在于可信度。面对拥有安全第二次打击能力的对手,保护国必须做好准备,让自己的城市承受风险,以保护另一个国家。冷战期间,美国威胁要以核武器回应苏联对西欧的入侵,而华盛顿是否真会履行这一威胁,始终是欧洲各国政府关注的焦点。
各联盟曾试图通过核共享使这类保证更加具体。北约的安排将若干成员国提供的核能力、飞机和基础设施结合起来:美国在欧洲的部分基地部署了数量有限的B61炸弹;核计划小组则为盟国的核使命提供磋商和政治控制的平台。这些安排旨在分担政治责任和决策权,而非分享武器本身。近年来又增添了新的层面:2025年7月,英国与法国发表声明,承诺深化核合作;2026年3月,法国总统埃马纽埃尔·马克龙宣布“前沿威慑”战略,其中包括与邻国开展合作。欧洲内部的争论则受到对美国承诺可靠性的怀疑所影响,也受到建立欧洲核支柱的提议所推动,即这一支柱不完全依赖华盛顿。
不首先使用承诺与宣示性政策
学者区分宣示性政策与作战政策:前者是政府关于何时会动用核武器的公开表态,后者则是其部队实际的编成与戒备状态。不首先使用(NFU)承诺是一种宣示性承诺,即除非自身已先遭到核攻击,否则不使用核武器。分析人士常指出,一些拥有核武器的国家拒绝了这一承诺,而多数其他国家只在宣示层面予以接受。要真正实行这一政策,需要改变武器部署的目的以及兵力的态势安排,而不仅仅是发表一份声明。
中国是长期坚持不首先使用立场的最明确例子。其1975年作战条令规定,中国绝不首先使用核武器,此后在2019年和2023年的国防白皮书中一再重申这一立场。自1994年起,北京还在有核国家之间推动不首先使用的条约提案;2024年,它又向《不扩散核武器条约》审议进程提交了新的倡议。其他核大国大多不愿推动此类提案,一些分析人士认为,中国借此转移人们对其核武库扩充的注意力。
在美国,相关辩论由来已久。支持者认为,华盛顿实际上已经像奉行不首先使用政策那样行事,其常规优势足以威慑非核威胁。批评者则主张,欧洲和东亚的盟友不会接受单方面承诺,而这种承诺可能会鼓励对手以常规、化学、生物或网络手段发动攻击。是否应将核武器的使用限制在应对生存性威胁的回应之中,也属于同一争论范畴,至今仍未有定论。
博弈论分析与误判风险
威慑常以博弈论建模,在这一框架中,一个行动的价值取决于对手将如何回应。在双方都拥有第二次打击能力的情况下,双方都不发动攻击的结局类似于一个纳什均衡:任何一方单方面偏离都无法获益。然而,这一结构也类似于囚徒困境。每一方可能都更愿意相互克制,但又担心对方会利用自身任何的力量削减,于是推动了军备的持续积累。
这些模型建立在较强的假设之上:它们假定领导人是理性的,珍视自身的生存,并能准确地计算成本与收益。在实践中,决策理论指向有限理性与信息不对称:领导人无法确知对手的意图、其指挥系统的可靠性,也无法确定第二次打击力量能否真正幸存。对其中任何一点的误判,都可能导致人们相信先发打击是安全的,或者相信某项威胁只是虚张声势。危机期间的时间压力压缩了深思熟虑的空间,事故或错误警报则可能被误读为真实的攻击。近期的分析认为,结合可核查的裁减、不首先使用承诺以及对预警系统的投入,可以降低这些风险;同时,民调数据显示,即便是那些承认在极端情况下可以使用核武器的人,也普遍坚持不使用核武器的规范。
指挥控制、安全与事故
权力链条与时间压力
核力量通过层层递进的指挥链运作:政治领导人授权使用,军事单位执行命令。一些国家采取了“预警发射”态势,即在传感器探测到来袭攻击之后、弹头抵达之前发射导弹。这种态势将决策窗口压缩到几分钟,结果取决于传感器、通信系统以及解读其报告之人的可靠性。这些压力是决策理论的核心关切,也是研究压力下有限理性的分析人士所关注的问题。
工程保险措施
设计者采取多种措施,防止意外或未经授权的引爆。“允许动作链路”是一种电子锁,武器解除保险前必须输入编码授权,这类装置始于20世纪60年代初。“单点安全”是一项原则:任何单一位置的高能炸药发生意外起爆时,都不应产生完整的核当量,因为内爆将不对称,无法形成有效压缩。“钝感高能炸药”是一类配方,不易因撞击、火焰或子弹而引爆,因此坠机或火灾引发爆炸的可能性更低。机械解保程序则增加了更多步骤,这些步骤通常无法因偶然而完成。
有记录的事故
1961年1月24日,一架载有两枚Mark 39型热核炸弹的B-52轰炸机在北卡罗来纳州戈尔兹伯勒上空解体。尽管设有旨在防止此类情况的安全装置,两枚炸弹仍与飞机分离,并启动了起爆程序。其中一枚的降落伞展开,炸弹进入了解保开关阶段,但安全机制起了作用。工程师后来判断,这枚炸弹距离引爆只差一个开关。另一枚炸弹深深埋入松软的地面,调查人员在确认未发生单点引爆之前,对此进行了检查。这些武器的当量估计各不相同,关于此次事故的信息只有部分解密,更完整的细节于2013年公布。
1966年1月17日,一架B-52G轰炸机在西班牙外海的地中海上空加油时与一架KC-135加油机相撞。这架轰炸机携带四枚Mark 28型热核武器。坠毁时,其中两枚武器的常规炸药在撞击中起爆,使钚散落在帕洛马雷斯附近约2平方公里的区域。这些武器均未产生核当量。第四枚炸弹落入海中,约两个半月后在约2,850英尺深的水下被打捞上来。此后,西班牙领土上空禁止核武器携带机飞行。
1983年9月26日,苏联的“奥科”卫星预警系统报告有美国洲际导弹发射。莫斯科附近谢尔普霍夫-15指挥中心的值班军官斯坦尼斯拉夫·彼得罗夫中校判断该警报为误报,理由是真正的第一次打击会涉及远多于所报告的一至五枚导弹。他没有将警报作为已确认的攻击逐级上报。调查人员后来将这次预警归因于高空云层反射的阳光。关于他究竟向上级报告了什么,各方说法不一,但人们普遍认为,他的判断阻止了一次报复性打击。
对警戒等级与系统设计的启示
这些事件指向几条反复出现的教训。仅凭单一传感器或计算机的警报不应足以触发响应,升级之前需要来自独立系统(如雷达和地面探测)的相互印证。警戒等级和程序必须为核实留出时间,对立双方之间的通信渠道在危机期间也应保持可靠。软件和传感器错误必须被预见、测试并加以修正,因为一个完全按设计运行的系统仍可能得出错误结论。最后,这些事故表明,单点安全和钝感炸药等物理防护措施能降低灾难风险,但无法取代审慎的人类判断与清晰的程序。
健康与流行病学后果
急性放射综合征
急性放射综合征(ARS)又称辐射病,是指身体大部分区域在数分钟内受到高剂量穿透性辐射后出现的病症。格雷(Gy)用于衡量吸收剂量:1 格雷等于每千克组织吸收 1 焦耳的电离能量。引发该综合征所需的剂量很大。急性放射综合征的最低阈值约为大于 0.7 Gy,不过在低至 0.3 Gy 的剂量下也可能出现轻微症状。暴露通常来自体外,因为沉积在体内的放射性物质只在极少数情况下才会引发急性放射综合征。
严重程度取决于剂量,并表现为不同的综合征类型。骨髓型(造血型)最为常见,其主要死因是骨髓遭到破坏,进而导致感染和出血。剂量更高时,超过 10 Gy 会出现胃肠综合征,主要与感染、脱水和电解质紊乱有关,大多数情况下是致命的。超过约 50 Gy 时,会出现心血管和中枢神经系统综合征,患者通常在数天内死亡。致死性也与时间有关:暴露于约 3 至 4 Gy 剂量的患者中,约有一半在得不到及时医疗支持的情况下可能死亡,而支持性治疗可大幅提高这一阈值。较低的剂量率也会提高阈值,因为同样的剂量若分散在更长时间内,引发急性放射综合征的可能性就更小。
长期癌症风险与寿命研究
关于辐射诱发癌症风险最主要的定量数据来源,是对原子弹幸存者开展的寿命研究(LSS)。该研究队列共有 120,321 名受试者,其中包括 93,741 名广岛和长崎的原子弹幸存者,以及 26,580 名在轰炸时不在这两座城市的人。癌症发病率随访始于 1958 年,分析期截至 2009 年,病例通过与基于人群的癌症登记系统相连接而确定(随访期为 1958–2009 年,共提供 3,079,484 人年的随访数据。病例是通过与基于人群的广岛和长崎癌症登记处数据相连接而确定的。)。分析估算了每格雷加权结肠剂量对应的超额相对风险(ERR)和超额绝对风险(EAR),并对吸烟因素进行了校正。暴露 64 年后,实体癌风险仍然处于升高状态。白血病的发病早于实体瘤且更快达到高峰,因为造血组织对辐射高度敏感,它是该队列中最早被发现的超额癌症之一。
按年龄、性别和暴露途径的差异
风险强烈依赖于暴露时的年龄。对于所有暴露年龄段,实体癌的超额绝对发病率在整个生命周期中持续上升。在子宫内和幼儿期暴露的人,实体癌风险尤其高。不同器官的模式各不相同:对于肝癌,0–29 岁暴露者的相对风险显著升高,而 30 岁之后暴露者则无此现象(按暴露年龄分组,0–9 岁、10–19 岁和 20–29 岁暴露者的 ERR 均显著升高,而 30 岁之后则不然)。
同时也出现了与性别相关的模式。对于胰腺癌,剂量相关的增幅在女性中具有统计学显著性,而在男性中则不显著。男性乳腺癌也被发现存在与辐射相关的超额发病。就暴露类型而言,幸存者所受的大部分剂量来自伽马辐射(伽马剂量的准确性是剂量学系统准确性的核心,因为幸存者所受剂量的大部分来自伽马射线)。与最初的辐射相比,轰炸后的残余放射性对大多数寿命研究参与者而言可以忽略不计,因此该研究主要模拟的是瞬时暴露。内照射因此是另一个问题,而轰炸数据对此的说明能力较差。
剂量重建与研究方法
个人剂量无法直接测量,必须进行重建。早期的剂量学系统 DS86 后来被取代,原因是广岛的热中子活化测量结果似乎显示出与 DS86 估算不同的距离变化趋势,从而使其准确性受到质疑。新系统 DS02 由一个独立的科学家团队——美日联合工作组——开发。它将广岛的爆炸当量从 15 千吨修订为 16 千吨,并将爆炸高度从 580 米修订为 600 米(工作组决定将核爆炸的估计高度从 DS86 中的 580 米提高到 DS02 中的 600 米,并将估计的爆炸当量从 DS86 中的 15 千吨提高到 DS02 中的 16 千吨。)。在 1 千米以外的距离(大多数幸存者所在的位置),伽马剂量比 DS86 下的估值高出约 10%。后续分析使用的是更新版本 DS02R1,并重新计算了地形和大型建筑所提供的屏蔽作用。
统计报告对于解读这些结果至关重要。模型采用泊松回归,结果以置信区间的形式给出。例如,胰腺癌每格雷的超额风险为 0.38,其 95% 置信区间从低于零到 0.83,因此没有统计学显著性。事故和试验人群的剂量估算采用不同的方法进行重建,而这些群体中的临床急性放射综合征病例,例如 1986 年切尔诺贝利核电站事故后最先赶到现场的消防员,会与长期队列分开评估。
伦理、国际法与使用的法律地位
作为法律检验标准的人道法
核武器使用的法律分析主要依据武装冲突法,也称国际人道法。其中三项原则起着主要作用。区分原则禁止使用无法将军事目标与平民区分开的武器。相称原则禁止那些可能造成的平民伤害超过所寻求军事利益的攻击。军事必要原则只允许使用达成合法军事目的所需的武力。区分原则禁止在效果上无法在军事目标与平民目标之间作出区分的武器。相称原则禁止那样一种武器:其对非战斗人员可能造成的效果,相对于某一特定、合法的军事目标而言很可能过度。必要性原则只允许使用实现军事目标所需的武力水平。
将这些规则适用于核武器存在争议。1996年国际法院的咨询意见本身强调,这些武器释放出巨大的热量和能量,以及持续性的辐射,使其自成一类。法院将其关键特征概括为所产生的巨大热量和能量,以及释放的强烈、持久的辐射,使其"可能具有灾难性"。2011年,国际红十字与红新月运动理事会代表大会认为,很难看出任何使用方式如何能够同时符合区分、预防和相称原则。拥有这些武器的政府则拒绝"其使用本质上违法"的观点。美国表示,任何核行动都将依照武装冲突法进行,并会在目标允许的范围内尽量减少对平民的损害。
1996年的咨询意见
1996年7月8日,应联合国大会请求,国际法院认定,威胁使用或使用核武器一般而言违反适用于武装冲突的国际法,特别是人道法。然而,法院无法明确判定,在国家生存受到威胁的极端自卫情形下,此类威胁或使用是否合法或非法。其最具影响力的结论是全体一致通过的:存在一项义务,即真诚地推进并完成在严格而有效的国际控制下实现全面核裁军的谈判。此后,这一结论被视为对《不扩散核武器条约》第六条的权威解读。2002年,联合国大会通过一项认可该结论的决议,投票结果为161票赞成、4票反对、1票弃权。
该意见在论证上并非全体一致。若干法官提出了异议意见。批评者认为,法院无法就自卫案件作出裁定,留下了重大空白。另有人指出,法院并未说核反应永远不可能相称,而是强调在任何此类评估中,这些武器的特殊风险必须被赋予重大权重。
威慑的伦理与道德责任
伦理争论沿着一条熟悉的分界线展开。批评者认为,建立在可信地威胁大规模平民伤亡之上的政策在道德上站不住脚,无论这一威胁是否真的被执行;而意图去做国际法所禁止的事情,也与该法律不相容。辩护者则认为,威慑在七十多年里帮助防止了大国之间的直接战争;道德问题在于,威胁能否在不要求实际使用武力的前提下,既可信又有所克制。双方都承认,拥有这些武器的国家负有特殊责任:将其置于严格的指挥与控制之下,避免意外使用;对于作为《不扩散核武器条约》缔约国的核武国家而言,还要真诚地推进裁军。
《禁止核武器条约》
2017年通过的《禁止核武器条约》(TPNW)是在纽约进行的第二轮也是最后一轮谈判后,以122票赞成、1票反对、1票弃权获得通过的。荷兰投了反对票,新加坡弃权。该条约的禁令涵盖核武器的研发、试验、生产、拥有、储存、使用及使用威胁,以及在缔约国领土上部署他国武器。2020年10月24日第50份批准书交存后,该条约于2021年1月22日生效。条约还要求缔约国为受核武器使用或试验影响的人员提供充分援助,并在其管辖区域内开展环境修复。
其适用范围有限。它不适用于未加入该条约的国家。没有任何一个核武国家,也没有任何依赖延伸核威慑的盟国,支持、签署或批准了该条约。北约明确拒绝该条约。在其2021年峰会公报中,该联盟重申反对立场,认为该条约与其威慑政策相冲突,并有损《不扩散核武器条约》的运行。支持者则回应说,该条约是对现有核不扩散与裁军文书的补充,并强化了《不扩散核武器条约》中的裁军承诺。反对者则认为,该条约具有分裂性,可能削弱现有框架。该条约还为拥有核武器的国家设置了销毁武器的途径,其第四条规定了销毁库存的程序。
现代化与新兴技术
当前的现代化计划
大多数拥有核武器的国家正同时更换或升级其武装力量。SIPRI报告称,2025年全部九个拥有核武器的国家都在继续推进现代化,其中大多数国家当年部署了新的核武器系统或可携带核武器的系统。
在美国,几乎战略核武库的每个组成部分都在被更换或现代化。用来取代"民兵III"(Minuteman III)洲际弹道导弹的"哨兵"(Sentinel)洲际弹道导弹问题最多。其成本从最初估计的约780亿美元上升至超过1410亿美元,首次具备作战能力的时间也至少推迟了两年。五角大楼目前计划于2027年从导弹发射场进行首次试飞,并在2026年底前作出"B里程碑"决策。哥伦比亚级潜艇同样落后于计划,五角大楼正考虑再购买三艘,使该级潜艇总数达到15艘。B-21轰炸机设计为具备双重能力(既可执行常规任务,也可携带核武器),其生产速率已提高了25%。一项轰炸机力量结构研究也正在审视应购买多少架B-21,以及如何取代B-52H。
俄罗斯的计划长期以来存在宣布先于实际表现的情况。2026年5月12日,俄方报告测试了RS-28"萨尔马特"(Sarmat)导弹,该导弹从普列谢茨克发射场射向约5700公里外的目标。分析人士指出,这是2022年4月以来首次已知的成功飞行试验,而该导弹此前已因多年延误和多次试验失败而受挫。普京还表示,可搭载核弹头的"海神"(Poseidon)水下无人潜航器和"暴风雪"(Burevestnik)巡航导弹已处于研制的"最后阶段"。独立评估则更为谨慎。一项分析认为,这两种系统在未来五年内不太可能形成作战能力。麻省理工学院的研究人员赫克拉(Hecla)和肯普(Kemp)计算得出,"暴风雪"的飞行速度约为0.75马赫,全长约9.5米,这与俄方所称的快速、可规避防御的武器说法不符。《新削减战略武器条约》(New START)于2026年2月失效后,一项分析预计,俄罗斯将在现有战略运载系统上增加弹头搭载数量。
中国的扩张速度最快。SIPRI报告称,截至2026年1月,中国已在北部三个大型导弹发射井群中部署了数百枚导弹,同时正在东部三个山区推进30座发射井的建设。其洲际弹道导弹力量可能在本十年末达到与另外两大核武库的对等水平。不过,《原子科学家公报》的一项评估认为,没有证据表明中国持续进行的核扩张会使其与美国的核武库达到对等。英国正以无畏级(Dreadnought)潜艇取代前卫级(Vanguard)潜艇,法国正在研制以M51导弹系列为基础的后继潜艇,并为其阵风(Rafale)战机研制一种新型空射武器;印度则在研制"阿里哈特"级(Arihant-class)潜艇、K-4潜射导弹,以及可搭载多枚弹头的"烈火-5"(Agni-V)导弹。这些计划未被本文所用来源详细涵盖,以下描述基于一般背景知识。
高超音速滑翔载具与导弹防御
高超音速滑翔载具由弹道导弹发射,随后以极高的速度在大气层中机动飞行。俄罗斯的"先锋"(Avangard)于2018年公开,能够以声速的27倍飞行。"奥列什尼克"(Oreshnik)被广泛认为是产量有限的RS-26"边疆"(Rubezh)导弹的改名版本,并且已投入实战使用。由于这类载具飞行高度更低且能够变轨,它们可能缩短预警时间,并使雷达和拦截器更难跟踪。
俄罗斯官员常将许多此类武器视为对导弹防御的回应。普京表示,这些新系统是为了应对美国在退出2002年《反弹道导弹条约》后建立的导弹防御体系。其背后的基本动态在于:为应对少量攻击而设计的防御,可能削弱对手对其第二次打击力量的信心,从而促使对方升级进攻能力、增加弹头数量。这种行动与反应的循环是战略稳定性的核心关切,也是拦截器、机动弹头和多弹头需要被放在一起评估的原因。
人工智能、网络行动与太空传感器
新兴数字技术正被应用于预警、目标识别、通信和决策支持。太空中的传感器网络可以探测导弹发射,而人工智能可以帮助筛选海量传感器数据,并向指挥官提出行动方案。美国国防官员曾援引人工智能和自主性等因素,作为继续投资现代化的理由,不过本文所用来源并未描述完整的政策依据。网络行动带来了另一层风险:连接传感器、指挥所和导弹发射场的网络可能遭到攻击、欺骗或破坏,预警数据一旦被篡改,就可能误导决策者。
误判风险
这些技术的主要担忧在于,它们压缩了决策可用的时间。高超音速或可机动的弹头留给人们判断局势的时间更少,而人工智能辅助系统可能以同样的信心给出真实或错误的判读。双重用途系统(例如既可搭载常规弹头也可搭载核弹头的导弹或飞机)也会让对手难以判断发射的是何种武器。因此,分析人士担心传感器或软件出错、意图被误读,以及在局势尚未确认之前就被迫作出回应的压力。在指挥与控制一节中讨论过的1983年误报事件表明,计算机和传感器故障已经可能引发严重警报。降低这些风险所依赖的,恰恰是制造风险的同类工具,因此军控以及对新系统的核查,与技术本身同样重要。
与民用核技术的关系
反应堆与武器:设计与程度上的差异
民用反应堆和核武器使用的都是同样的裂变物理原理,但二者的设计目标恰好相反。最常见的商用设计是轻水反应堆,其燃料只是略微富集,普通水用来减慢中子速度,使裂变以可控方式进行。轻水堆以低富集铀(通常富集度在3%至5%之间)作为堆芯核燃料,并以天然水(轻水)作为慢化剂(减速剂),以提高裂变效率。核武器的设计则正好相反:它需要快速、不受控制的链式反应,并与其他同位素相比释放出大量能量。反应堆燃料在漫长的运行周期中被逐步消耗,其裂变产物分散在整个周期内;而武器的核心则是经过机械加工、组装并只引爆一次。这些设计上的差异意味着,反应堆不能仅仅通过改变燃料就转变为武器。要实现这种转变,需要单独建设浓缩或后处理设施,这也是扩散争论集中在这些环节而非反应堆本身的原因。
富集度水平与低富集铀—高富集铀的界线
天然铀中只含有0.7%的可发生链式反应的同位素铀-235(U-235)。标准术语将富集材料分为若干类别。一种广泛使用的分类方法将低富集铀(LEU)定义为U-235含量在0.72%至20%之间,将高富集铀(HEU)定义为U-235含量在20.00%至89.99%之间,武器级材料则为90%及以上。20%这一界线在一定程度上是人为约定的。分析人士指出,低于90%的材料对武器并非毫无用处,只是需要更多的材料和更大的努力。某部手册指出,富集到最高水平的高富集铀可以使用,但其效率远低于武器级高富集铀。这种努力的代价十分高昂。一张分离功单位参考表显示,用天然铀原料生产1千克90%富集度的材料,需要约180千克天然铀和225个分离功单位(SWU),而生产4%富集度的反应堆产品则只需7.6千克天然铀和6.6个分离功单位。因此,反应堆燃料与武器材料之间的差距是规模和努力程度的问题,而非性质的问题。
研究堆使这一图景更加复杂。一些研究堆使用90%富集的U-235来生产医用同位素,因此这种燃料也有民用用途。出于同样的原因,关于高丰度低富集铀(HALEU,富集度约为20%)的争论也日益增多。尽管人们普遍认为高丰度低富集铀(HALEU)不能直接用于核武器,但独立分析有力地表明,它是可用于武器的,只不过所需数量比武器级高富集铀要多。
保障监督与两用技术
核技术具有两用性,即同样的设备和材料可用于民用和军事目的。两用技术是指那些既为民用、军用、恐怖主义或与大规模杀伤性武器相关的应用而设计或适用的技术。主要的法律应对措施是保障监督体系。根据《不扩散核武器条约》,所有无核武器国家都必须接受国际原子能机构对其核活动的保障监督。保障监督的主要任务是发现已申报设施中核材料(钚、浓缩铀或铀-233)的挪用,并依靠材料衡算进行。该体系的局限性是真实存在的:核查依赖抽样,视察员只能对不存在挪用获得统计意义上的信心,而无法获得绝对的保证。出口管制是对保障监督的补充。供应国指导方针区分了两类清单:一类是触发清单,涵盖源材料、特种可裂变材料和反应堆;另一类是两用物项清单,这些物项可能对核爆炸装置或未受保障的核燃料循环活动作出重大贡献。即使是氘,也会根据其最终用途受到不同对待,因为重水(富含氘的水)可用于增殖特种可裂变材料。
和平核爆炸
二十世纪五六十年代,两个超级大国都曾探索将核爆炸装置用于民用工程。在美国,“犁头计划”是其总体方案,旨在开发利用核爆炸装置和大规模非核爆炸进行和平建设的技术。该计划在27次独立试验中引爆了35枚核弹头。苏联的相关计划规模更大,共进行了124次试验。提出的方案包括在阿拉斯加开凿一个港口,以及在中美洲开凿第二条运河。结果并不理想。1962年的“萨丹”爆坑试验产生了大量放射性落下灰,而1967年的“加斯布吉”试验至今仍残留着1967年一次地下爆炸造成的核污染。关于美国该计划终止的时间,各方说法不一:一种说法认为其结束于1975年,另一种说法则称其于1977年终止,很大程度上是由于公众反对,此时该项目已耗资7.7亿美元。
放弃这些计划的主要原因既有实际因素,也有政治因素。这些项目面临放射性物质外泄的担忧,且成本效益低下;1963年的《部分禁止核试验条约》又使跨境地下释放碎片成为一种法律风险。全国性的环保运动以及日益高涨的反核公众呼声也起到了重要作用。批评者长期怀疑民用计划只是武器试验的掩护,这种怀疑加上日益增长的环境代价,使得和平核爆炸的主张难以站住脚。
核电与扩散争论
核电至今仍是重要的电力来源,这也是民用与军用界线之所以存在争议的主要原因。在低富集水平下,铀可为全球近10%的电力供应提供动力。由于每一座浓缩厂原则上都能生产武器材料,想要建设反应堆的国家也就希望掌握制造燃料所需的技术。《不扩散核武器条约》正是围绕这一矛盾构建的:无核国家承诺不谋求核武器,而核国家则承诺裁军,并在以遵守保障监督为前提的条件下共享和平利用技术。随着燃料设计的变化,这种权衡也变得更加尖锐。对小型模块化反应堆燃料的分析发现,将20%低富集铀提浓至95%所需的工作量,与将5%低富集铀提浓至95%所需的工作量相比,几乎只有其三分之一。非法转移也暴露了风险:巴基斯坦向朝鲜(朝鲜民主主义人民共和国)和伊朗等国家非法转让浓缩技术,凸显了采取严格措施的紧迫性。因此,政策争论的焦点在于:能否在将浓缩和后处理保持在可核查范围内的同时,扩大民用核电的规模。
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