美媒:如何防止核武器意外被引爆?
参考消息网2月22日报道 美国趣味科学网站2月11日刊登题为《如何防止核武器意外被引爆?》的文章,作者是乔·费伦。内容编译如下:
核武器可以杀死数以百万计的人,摧毁整座城市,并使辐射区的土壤在长达几代人的时间里变成不毛之地。
根据美国军备控制协会的数据,全球拥核国家的核武库总共有大约1.3万枚核弹头。这引发了一些显而易见的问题。比如,意外引爆核武器的可能性有多大?各国采取了哪些措施来确保核武器不会在无意中被引爆?
意外引爆风险不高
美国米德尔伯里国际研究学院副教授菲利普·布勒克致力于研究核不扩散和恐怖主义问题。他说,虽然一些早期核武器很脆弱或不稳定,但现代核武器经过精心设计,安全性和可靠性较高。这意味着,核武器意外被引爆的可能性极小。布勒克在电子邮件中对趣味科学网站的记者说:“在正常的(储存)环境下,美国核武器提前被引爆的概率应该不超过十亿分之一。在非正常环境下,核武器提前被引爆的概率是百万分之一。”布勒克称,非正常环境可能包括“存放核武器的地方发生火灾,或者运输核武器的飞机坠毁”。布勒克指出,上述两种情况在过去发生过,但核武器当时没有被引爆。
布勒克还说,“核武器采用‘一点安全’设计”,所以,如果核武器的某个爆炸组件不小心被引爆,其爆炸当量大于4千吨的可能性应该不超过百万分之一。作为参照,美国当年在广岛投下的原子弹的爆炸当量为15千吨。
为了确保核弹在遭遇任何类型的事故或意外后仅有十亿分之一(或百万分之一)的概率被引爆,美国能源部要求,这些核武器必须“包含多组相互嵌套的强链接、弱链接和屏障,且每个保险子系统基本上独立于其他系统”。
这一指令确保了核武器各个子系统拥有充分的独立性。根据美国能源部的说法,“只有在每个保险子系统的故障模式真正相互独立的情况下,才有可能避免意外引爆”。
避免破坏关系重大
迄今为止,人类在战争中只使用过两次核武器,其唯一目的就是造成大量死亡和破坏:美国于1945年8月6日和9日先后向日本城市广岛和长崎投下原子弹,造成约21.4万人死亡,并令数以十万计的其他人严重受伤和生病。
在那之后的近80年里,我们对核武器运作方式的了解加深了。今天核武器的威力和潜在破坏力比之前要大得多。B83是美国核武库中威力最大的核弹,其最大爆炸当量为1.2兆吨,威力是美国在长崎投下的原子弹的60倍。美国“核武器档案库”网站指出,目前美国有650枚处于服役期的B83核弹。
考虑到其中的利害关系,目前出台了哪些措施来防止核武器造成死亡和破坏?
一些最重要的保险措施包括,认真监控核弹组件,以及及时更换过时或冗余的模块或部件。
布勒克说:“核武器的组件寿命有限,尤其是提供聚变燃料的助爆气体。”当两个较轻的原子聚合成一个较重的原子时,就会发生核聚变反应。不过,当核武器中的放射性物质衰变时,必须按顺序进行补充。
布勒克称,举例来说,氚是氢的一种放射性同位素,其半衰期只有12.33年。这就意味着,我们需要密切关注含氚的核武器。
核武器其他组件的使用寿命也很有限,所以有时候我们需要重新制造核武器。布勒克说:“核武器组件中寿命最长的是钚坑,其使用寿命可能超过100年。”钚坑是一种球形钚壳,一般有足球那么大。当核武器被引爆时,钚会引发小型核反应。这进而又在主要的核载荷中造成更大规模的二次爆炸。简而言之,钚坑装有能让核武器爆炸的材料。
使用受到严格控制
布勒克说:“现代核武器配备所谓的使用控制装置,可以防止其意外被引爆。例如,导弹弹头在解除保险之前需要满足某些条件,这样它就无法——或至少极不可能——在发射井中或潜艇上被引爆。”
此外,现代核武器经过精心设计,可确保在它们处于非活动状态时,用于触发核爆的材料是分开放置的。多达六种保险装置被用在一件核武器上,以确保它不会意外被引爆。其中一些保险装置——比如惯性开关或加速表——将确保核武器只有在特定时间段内受到特定程度的加速或振动才会解除保险。
与此同时,针对核材料本身也有一些保险措施。美国明尼苏达大学政治学副教授马克·贝尔在一封电子邮件中对趣味科学网站的记者说:“核武器含有一定量的高浓缩铀或钚——如果达到所谓的‘临界质量’,它就会自动发生核反应,造成核爆炸。”
贝尔说,要引爆核武器,就必须采取行动,故意将这些核材料聚集在一起。通常有两种方法,所谓的枪式核武器使用第一种方法,即“把一块高浓缩铀发射到另一块高浓缩铀中”,这样两块高浓缩铀就会达到“临界质量”并引发爆炸。这是最简单的核武器类型,二战期间美国在广岛投下的就是这种类型的炸弹。
贝尔说:“另一种方法更复杂,但可以制造规模更大的核爆炸,那就是利用钚坑,把空心的钚球压成一个实心球,使其达到‘临界质量’并爆炸。不过,当核武器处于非活动状态时,由于核材料没有达到‘临界质量’,核武器自行爆炸的风险并不大。”美国向长崎投下的原子弹就是这种内爆式核武器。
冲动风险亟待制衡
虽然采取保险措施以确保核武器不会自行爆炸至关重要,但大家思考的其他因素需要投入更多时间,也更费思量。
贝尔说:“更重要的是,防止核武器未经授权被使用,防止核武器被盗等,而不是防止它们突然爆炸。”
他还说:“普通人如果偶然发现核武器的话,很难引爆这些武器。例如在美国,核武器内置了被称为‘许可行动链接’(PAL)的装置。在没有适当授权或密码的情况下,一般人很难解除保险或引爆核武器。”
不过,贝尔和布勒克指出,在这方面,某些人掌握的核力量远超其他人,而且,与任何类型的意外引爆相比,一时冲动发射核武器更有可能成为未来爆发核弹灾难的原因。
贝尔说:“在我看来,核武器意外爆炸或未经授权被使用的概率远小于某些人在冲动之下蓄意使用核武器的概率。比方说,基本上没有什么制衡措施可以阻止美国总统下令发射核武器。事实上,整个系统的设置主要是为了确保他们能够这样做。这才是让我夜不能寐的原因,我对这一点的担忧远超对核武器意外或自行爆炸的担忧。”
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