自從蘇聯解體以來，全面核毀滅的威脅似乎已經減弱。中國、法國、印度、以色列、巴基斯坦、英國甚至俄羅斯都是美國的盟友，或者充其量是（俄羅斯除外）擁有有限核武庫的非交戰競爭對手。朝鮮和伊朗雖然都是美國的敵人，但目前還沒有能力對美國造成大規模核損害的武器。事實上，最緊迫的核威脅似乎是“髒彈”——一種裝有放射性物質的常規炸藥——或者走私到該國的小型核爆炸物。
儘管威脅有所減少，美國仍然保留著進行全面核戰爭的武器：大約 10,000 個彈頭和炸彈。據總部位於華盛頓特區的美國科學家聯合會 (FAS) 核資訊專案主任漢斯·克里斯滕森稱，其中三分之一是彈頭——被稱為 W76——自 1978 年以來，這些彈頭被部署在潛射彈道導彈之上，或儲存在所謂的持久核儲備中。美國科學家聯合會由 1945 年原始核武器的製造者創立，並一直監視著美國的核武庫。W76 引爆時會產生 100 千噸的爆炸力，相當於 100,000 噸化學炸藥三硝基甲苯 (TNT)。它的設計目的是摧毀所謂的“軟目標”，例如港口、駐軍或工廠。
作為根據《莫斯科削減戰略進攻武器條約》削減核武庫的一部分，美國計劃退役許多此類武器。但美國能源部 (DOE) 和國防部 (DOD) 也希望更換其中一些武器。3 月初，加利福尼亞州的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室贏得了為期 20 年的首次設計美國新型核彈頭的初步競爭。這種新型武器不會在變化的世界中發揮新的戰略作用，而是會取代一部分 W76 武庫，原因是擔心老化的彈頭在儲存過程中無法保持其全部破壞潛力。
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由一群被稱為 JASON 的科學家組成的政府委託獨立審查小組估計，當前彈頭中的鈽初級部件在儲存中至少可以使用一個世紀，因此，他們建議除了例行維護外，不要採取任何行動，例如更換周圍的電路和老化部件——這是 W76 當前正在進行的壽命延長計劃的核心功能。儘管專家組的調查結果和即將進行的翻新，但為了消除對可靠性的擔憂，美國能源部三年前啟動的更換 W76 的可靠替換彈頭 (RRW) 計劃仍在繼續。
為了維持現代化計劃的進行，負責國家核武器的能源部半自治機構核國家安全管理局 (NNSA) 提出了各種其他理由，從國家安全到創造一種更環保的武器。美國國會目前正在權衡該計劃的命運，以及是否將其作為確定美國 21 世紀核武庫面貌的努力的一部分來資助該計劃。
老一套，還是老一套？
在新聞釋出會和隨後的採訪中，國家核安全管理局的官員強調，W76 替代彈頭的設計不是一個新的設計。相反，它是基於以前測試過的武器，包括一系列新的周邊功能。“從某種意義上說，這是新的，因為我們以前從未這樣做過，但從傳統的軍備控制意義上來說，它不是新的，”國家核安全管理局政策規劃人員主任約翰·哈維說。“它將具有與當前武器相同的外形和功能。”
事實上，利弗莫爾設計勝出的原因是它基於以前的設計，即 1992 年美國暫停此類實驗之前在地下引爆的設計。“[彈頭核心] 經過了四次核試驗，”利弗莫爾公司負責國防和核技術的副主任布魯斯·古德溫說。“正是這種設計基線的精湛的測試譜系才使人們對其能夠按預期工作充滿信心。”
新型彈頭的工作原理與任何其他聚變炸彈基本相同。可裂變核彈頭核心，即初級部件爆炸，並用輻射淹沒周圍的化學化合物，即次級部件。這種輻射會觸發受輻照化合物產生的氫的氚和氘同位素之間的聚變反應。隨後發生熱核爆炸。
只測試了有限數量的此類初級部件。“它是 SKUA9 設計，”古德溫說，這是利弗莫爾公司在核試驗計劃期間建立的一系列初級部件之一，僅僅是為了測試次級部件的可行性，從未作為武器生產。根據國家核安全管理局和利弗莫爾的說法，由於這項先前的測試，如果製造這種第一種可靠替換彈頭 (RRW1)，則無需進一步引爆。
它還將增加對武器“裕度”的信心，新墨西哥州阿爾伯克基市的桑迪亞國家實驗室負責武器工程和產品實現的副總裁 J. 斯蒂芬·羅特勒說。桑迪亞國家實驗室將負責將核爆炸物整合到導彈等武器系統中。裕度是指描述武器避免失效的能力的術語，例如產生小於其設計爆炸當量的爆炸。
一些科學家認為，W76 的失效裕度較低，因為它核心爆炸物周圍的鈾外殼很薄。它可能會變弱，尤其是當其鈽核心隨著時間的推移受到輻射轟擊時，隨後無法足夠長地控制初級裂變爆炸，從而無法產生在產生次級氫爆炸時發生聚變所需的高溫。
羅特勒和古德溫都認為，新型彈頭將比 W76 更大、更厚、更重，因此不太可能發生此類故障。“如果你願意，這為彈頭的老化提供了裕度，”羅特勒說。“我們再次進行地下[測試]的可能性很小。” 這對於 RRW 的吸引力至關重要，因為美國政府遵守其條約義務，已授權不恢復地下測試。
但批評人士指出，目前美國武庫中沒有一種核武器是在未經過測試的情況下製造出來的。“難道會有軍事指揮官會依賴未經充分測試的東西嗎？”美國科學家聯合會的克里斯滕森問道。“到目前為止，情況還不是這樣。”
製造更好的炸彈
在冷戰期間，軍方強調儘可能多地將彈頭裝入一件武器中，以產生最大的爆炸當量，同時儘量減少武器的整體重量，以實現最大的射程，從而產生了像 W76 這樣的武器。武器設計師說，現在冷戰已經解凍，這些考慮不再那麼重要，這使得他們可以在 RRW1 中新增新的、更重的特性——不敏感的高爆炸物和先進的安全技術。
不敏感的高爆炸物除了在正確觸發時外，可以抵抗爆炸，這將提高這些武器在儲存中的處理安全性。“我們已經將不敏感的高爆炸物以 4 馬赫的速度撞擊到鋼筋混凝土塊中。它不會爆炸，”利弗莫爾的古德溫說。它非常安全，“你可以用它撲滅汽油火。如果你用噴燈對著它，你可以讓它黴變。”
此外，W76 缺乏許可行動連結 (PAL)，這是一種需要適當授權才能發射武器的計算機系統。“在翻新過程中，如果我們想提高彈頭內部的安全性，我們就必須將這些裝置改裝到彈頭中，這在沒有核試驗的情況下很難做到，”國家核安全管理局的哈維說。
批評人士指出，W76 的大部分時間都花在潛艇上或戒備森嚴的庫存中，因此不需要此類功能。美國科學家聯合會的克里斯滕森認為，其他核武器（例如 B61 重力炸彈）的壽命延長計劃已納入了額外的安全措施，例如增加加密。“這是一種在 20 世紀 60 年代和 70 年代設計的武器，當它首次部署時，沒有安全功能，”他說。“他們在不重建武器本身的情況下對其進行了全部改裝。這表明，在當前設計中，無需採用新設計即可實現極高的安全級別。”
在 2001 年 9 月 11 日的恐怖襲擊事件發生後，美國還花費了數十億美元來升級核武器儲存場所的安全性，這留下了一個問題：誰有能力不當觸發此類武器？美國科學家聯合會的戰略安全專案副總裁伊萬·厄爾裡奇說：“我不認識任何人會認為美國核武器的物理安全受到質疑。”美國科學促進會 (AAAS) 的核武器綜合評估委員會（一個為評估 RRW 而召集的專家小組）表示同意，在其 4 月的評估報告中認為，沒有理由相信此類功能會“大大減少目前對槍支、警衛和門禁的依賴”。
國家核安全管理局則認為，這些新功能對於這種武器在站點之間運輸的少量時間是必要的，以消除被劫持的威脅。“它給了我們額外的措施，我們認為這是謹慎的，尤其是在運輸情況下，”國家核安全管理局的哈維說。
“綠色”核彈頭
RRW1 還可以消除此類武器中的某些有毒物質的需求，例如鈹，一種可以硬化合金的輕金屬，但它也具有致癌性，並可能導致肺部疾病。“由於重量要求的放寬，我們能夠使用更重但更環保的材料，”利弗莫爾的古德溫說。“我們將能夠消除整個生產 96% 放射性有毒廢物的過程，這些廢物必須掩埋，並將其替換為 100% 可回收的無毒廢物。”
“你用一種老實說你可以吃且身體健康的物質來代替它，”他補充道。“它用於假體植入物中。它幾乎是任何材料都具有的生物惰性。”但是，由於確切的規格仍然是機密的，因此他無法透露這種惰性物質究竟是什麼以及它在新型武器中的確切用途。
製造新的核彈頭還需要重建各個核武器生產工廠，例如位於德克薩斯州阿馬裡洛的潘泰克斯、洛斯阿拉莫斯的 TA-55 或位於田納西州橡樹嶺的 Y-12，古德溫稱這些工廠為“古董”，因為其中一些可以追溯到 20 世紀 40 年代。布什政府在 2006 年 4 月公佈了一項計劃，要建立一個新的綜合體，用於製造新型核彈頭的所有元件——該綜合體被命名為“2030 綜合體”，以其計劃的完工年份命名。
“如果你要延長武器的壽命，你需要重建 20 世紀 70 年代的企業，即生產綜合體，這對基礎設施來說是一項巨大的投資，”古德溫說。“你是想重新投資於在許多情況下極其令人不快的技術？還是想建立一個儘可能小的企業來支援一個非常不同的威懾儲備，一個規模小得多的儲備？”
但美國科學促進會（AAAS）的專家組發現，要執行“可靠替換彈頭”（RRW）計劃，無論如何都需要對現有基礎設施進行大規模升級，包括至少將潘泰克斯核武器組裝廠的組裝和拆卸工作量翻倍，以及大幅增加TA-55設施生產的鈽彈芯數量。
核武器的成本
美國國家核安全管理局（NNSA）要求在2007財年撥款2770萬美元用於研究RRW設計。根據NNSA當時的代理局長托馬斯·達戈斯蒂諾的說法，2008財年將增至8800萬美元，一旦工程師完成成本估算，整個計劃的詳細成本將在2009年預算之前公佈。在獲得這些成本估算之前，無法確定與簡單地維持現有武庫中縮減的部分相比，RRW和“2030綜合設施”在長期來看是否能節省成本，或者會增加額外的財政負擔。
桑迪亞實驗室的羅特勒表示，W76替換彈頭的生產最早可能在2012年開始，這取決於國會提供的資金額度。在核彈製造者的首選方案中，RRW1將取代一部分W76彈頭，否則這些彈頭將被翻新，因為絕大多數將被拆除。根據AAAS專家的說法，這種替換可能需要數十年，並且需要投入“大量新資金”。
“在今年的預算中，NNSA為RRW1的第一階段設計和開發申請了8800萬美元。這筆資金來自哪裡？它來自W80的壽命延長計劃，”憂思科學家聯盟（一個獨立的科學研究和倡導組織）的高階科學家羅伯特·納爾遜指出。“我們擔心庫存的長期可靠性，但是為了支付[RRW]的費用，我們將削減維護庫存可靠性的專案。”他補充說，透過削減現有武器維護計劃的資金：“這將使得逆轉方向成為不可能。”
贊成者和反對者都表示，如果國會決定批准RRW和“2030綜合設施”，則需要數十億美元來改造生產基礎設施。眾議院撥款委員會能源和水資源開發小組的兩黨成員都對該計劃表示懷疑。“儘管投入了大量時間和精力來確定新型核彈頭的獲勝設計，但似乎很少有人考慮為什麼美國目前需要製造新型核彈頭，”小組委員會主席、眾議員皮特·維斯克洛斯基（民主黨，印第安納州）在一份書面宣告中說。“如果沒有明確未來任務、新興威脅以及實現戰略目標所需的特定美國核武庫的綜合防禦戰略，國會就無法以負責任和有效的方式為RRW撥款。”
RRW W76替換彈頭只是第一個。“如果我們真的要對減少庫存產生影響，我們必須解決整個庫存，”國防部負責核事務的副助理部長史蒂夫·亨利在宣佈設計獲勝者的新聞釋出會上說。“RRW1是為了解決第一部分，即潛艇發射的W76替換彈頭。”
根據NNSA的哈維的說法，NNSA已經啟動了針對第二種專門為機載武器設計的RRW的可行性研究。美國科學家聯合會（FAS）的克里斯滕森表示，這種RRW2的可能候選者將是安裝在陸基洲際彈道導彈頂部的W78彈頭。它幾乎一樣老舊，並且也缺乏鈍感高爆炸藥和安全功能。
可信的威懾
但是，替換武器計劃的最大影響可能在於全球核武器局勢。儘管英國、法國、俄羅斯和中國都在進行或計劃進行類似的現代化努力，但建造RRW1可能會向世界其他國家發出可疑的訊號，並可能引發對違反核不擴散和軍備控制目標的指責。“如果世界上最強大的國家美國得出結論，認為它必須依靠新型核武器來執行新的軍事任務才能保護其切身利益，那麼這對其他國家來說將是一個明確的訊號，表明核武器即使不是必要，也是有價值的，也是為了它們的安全目的，”斯坦福直線加速器中心的軍備控制專家和物理學家西德尼·德雷爾在今年三月在丹佛舉行的美國物理學會會議上說。
核武器旨在發揮威懾作用，使可能被奪取的特定地緣政治利益的代價過於高昂。然而，RRW計劃的批評者認為，美國沒有像蘇聯時代那樣公開的核敵人，當然也沒有任何需要數千枚核彈頭來威懾或摧毀的敵人。
因此，前國務卿亨利·基辛格和喬治·舒爾茨、前國防部長威廉·佩裡和前佐治亞州參議員山姆·納恩（前參議院軍事委員會主席）都主張消除此類武器。“我們支援設定一個沒有核武器的世界的目標，並積極努力採取必要行動來實現這一目標，”他們在今年早些時候發表在《華爾街日報》上的一篇社論中寫道。但是，第一個“可靠替換彈頭”以及其背後的“2030綜合設施”並非以該目標為目的而設計的，而且在現任政府沒有政策宣告的情況下，美國核武器（無論是舊的還是新的）可能扮演的角色仍然不清楚。
但是，RRW計劃可能僅僅是為了解決一個更根本的擔憂：確保美國在未來能夠保持製造和部署核武器的能力。“我們希望讓科學家和工程師們參與進來，”NNSA的哈維說。“在冷戰時期從事這項工作的人即將退休。我們需要下一代人來做這件事，並且現在就做，這樣他們就可以受到老一輩的指導。”
正如國防部的亨利所指出的：“根據我們的分析，專業知識的老化速度快於鈽。而且，它是一個響應性的基礎設施，您依靠它來緩解技術上的意外情況和地緣政治環境的變化。這種響應能力使您可以在武器數量上進行權衡。”“可靠替換彈頭”計劃的真正理由可能是可靠的替換科學家、工程師和技術人員。
編者注：本文最初錯誤地將桑迪亞國家實驗室置於新墨西哥州白原，而不是新墨西哥州阿爾伯克基。此外，引用的JASON報告僅關注鈽初級的壽命，而不是整個彈頭的壽命。