自从苏联解体以来，全面核毁灭的威胁似乎已经减弱。中国、法国、印度、以色列、巴基斯坦、英国甚至俄罗斯都是美国的盟友，或者充其量是（俄罗斯除外）拥有有限核武库的非交战竞争对手。朝鲜和伊朗虽然都是美国的敌人，但目前还没有能力对美国造成大规模核损害的武器。事实上，最紧迫的核威胁似乎是“脏弹”——一种装有放射性物质的常规炸药——或者走私到该国的小型核爆炸物。
尽管威胁有所减少，美国仍然保留着进行全面核战争的武器：大约 10,000 个弹头和炸弹。据总部位于华盛顿特区的美国科学家联合会 (FAS) 核信息项目主任汉斯·克里斯滕森称，其中三分之一是弹头——被称为 W76——自 1978 年以来，这些弹头被部署在潜射弹道导弹之上，或储存在所谓的持久核储备中。美国科学家联合会由 1945 年原始核武器的制造者创立，并一直监视着美国的核武库。W76 引爆时会产生 100 千吨的爆炸力，相当于 100,000 吨化学炸药三硝基甲苯 (TNT)。它的设计目的是摧毁所谓的“软目标”，例如港口、驻军或工厂。
作为根据《莫斯科削减战略进攻武器条约》削减核武库的一部分，美国计划退役许多此类武器。但美国能源部 (DOE) 和国防部 (DOD) 也希望更换其中一些武器。3 月初，加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室赢得了为期 20 年的首次设计美国新型核弹头的初步竞争。这种新型武器不会在变化的世界中发挥新的战略作用，而是会取代一部分 W76 武库，原因是担心老化的弹头在储存过程中无法保持其全部破坏潜力。
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由一群被称为 JASON 的科学家组成的政府委托独立审查小组估计，当前弹头中的钚初级部件在储存中至少可以使用一个世纪，因此，他们建议除了例行维护外，不要采取任何行动，例如更换周围的电路和老化部件——这是 W76 当前正在进行的寿命延长计划的核心功能。尽管专家组的调查结果和即将进行的翻新，但为了消除对可靠性的担忧，美国能源部三年前启动的更换 W76 的可靠替换弹头 (RRW) 计划仍在继续。
为了维持现代化计划的进行，负责国家核武器的能源部半自治机构核国家安全管理局 (NNSA) 提出了各种其他理由，从国家安全到创造一种更环保的武器。美国国会目前正在权衡该计划的命运，以及是否将其作为确定美国 21 世纪核武库面貌的努力的一部分来资助该计划。
老一套，还是老一套？
在新闻发布会和随后的采访中，国家核安全管理局的官员强调，W76 替代弹头的设计不是一个新的设计。相反，它是基于以前测试过的武器，包括一系列新的周边功能。“从某种意义上说，这是新的，因为我们以前从未这样做过，但从传统的军备控制意义上来说，它不是新的，”国家核安全管理局政策规划人员主任约翰·哈维说。“它将具有与当前武器相同的外形和功能。”
事实上，利弗莫尔设计胜出的原因是它基于以前的设计，即 1992 年美国暂停此类实验之前在地下引爆的设计。“[弹头内核] 经过了四次核试验，”利弗莫尔公司负责国防和核技术的副主任布鲁斯·古德温说。“正是这种设计基线的精湛的测试谱系才使人们对其能够按预期工作充满信心。”
新型弹头的工作原理与任何其他聚变炸弹基本相同。可裂变核弹头内核，即初级部件爆炸，并用辐射淹没周围的化学化合物，即次级部件。这种辐射会触发受辐照化合物产生的氢的氚和氘同位素之间的聚变反应。随后发生热核爆炸。
只测试了有限数量的此类初级部件。“它是 SKUA9 设计，”古德温说，这是利弗莫尔公司在核试验计划期间创建的一系列初级部件之一，仅仅是为了测试次级部件的可行性，从未作为武器生产。根据国家核安全管理局和利弗莫尔的说法，由于这项先前的测试，如果制造这种第一种可靠替换弹头 (RRW1)，则无需进一步引爆。
它还将增加对武器“裕度”的信心，新墨西哥州阿尔伯克基市的桑迪亚国家实验室负责武器工程和产品实现的副总裁 J. 斯蒂芬·罗特勒说。桑迪亚国家实验室将负责将核爆炸物集成到导弹等武器系统中。裕度是指描述武器避免失效的能力的术语，例如产生小于其设计爆炸当量的爆炸。
一些科学家认为，W76 的失效裕度较低，因为它核心爆炸物周围的铀外壳很薄。它可能会变弱，尤其是当其钚核心随着时间的推移受到辐射轰击时，随后无法足够长地控制初级裂变爆炸，从而无法产生在产生次级氢爆炸时发生聚变所需的高温。
罗特勒和古德温都认为，新型弹头将比 W76 更大、更厚、更重，因此不太可能发生此类故障。“如果你愿意，这为弹头的老化提供了裕度，”罗特勒说。“我们再次进行地下[测试]的可能性很小。” 这对于 RRW 的吸引力至关重要，因为美国政府遵守其条约义务，已授权不恢复地下测试。
但批评人士指出，目前美国武库中没有一种核武器是在未经过测试的情况下制造出来的。“难道会有军事指挥官会依赖未经充分测试的东西吗？”美国科学家联合会的克里斯滕森问道。“到目前为止，情况还不是这样。”
制造更好的炸弹
在冷战期间，军方强调尽可能多地将弹头装入一件武器中，以产生最大的爆炸当量，同时尽量减少武器的整体重量，以实现最大的射程，从而产生了像 W76 这样的武器。武器设计师说，现在冷战已经解冻，这些考虑不再那么重要，这使得他们可以在 RRW1 中添加新的、更重的特性——不敏感的高爆炸物和先进的安全技术。
不敏感的高爆炸物除了在正确触发时外，可以抵抗爆炸，这将提高这些武器在储存中的处理安全性。“我们已经将不敏感的高爆炸物以 4 马赫的速度撞击到钢筋混凝土块中。它不会爆炸，”利弗莫尔的古德温说。它非常安全，“你可以用它扑灭汽油火。如果你用喷灯对着它，你可以让它霉变。”
此外，W76 缺乏许可行动链接 (PAL)，这是一种需要适当授权才能发射武器的计算机系统。“在翻新过程中，如果我们想提高弹头内部的安全性，我们就必须将这些装置改装到弹头中，这在没有核试验的情况下很难做到，”国家核安全管理局的哈维说。
批评人士指出，W76 的大部分时间都花在潜艇上或戒备森严的库存中，因此不需要此类功能。美国科学家联合会的克里斯滕森认为，其他核武器（例如 B61 重力炸弹）的寿命延长计划已纳入了额外的安全措施，例如增加加密。“这是一种在 20 世纪 60 年代和 70 年代设计的武器，当它首次部署时，没有安全功能，”他说。“他们在不重建武器本身的情况下对其进行了全部改装。这表明，在当前设计中，无需采用新设计即可实现极高的安全级别。”
在 2001 年 9 月 11 日的恐怖袭击事件发生后，美国还花费了数十亿美元来升级核武器储存场所的安全性，这留下了一个问题：谁有能力不当触发此类武器？美国科学家联合会的战略安全项目副总裁伊万·厄尔里奇说：“我不认识任何人会认为美国核武器的物理安全受到质疑。”美国科学促进会 (AAAS) 的核武器综合评估委员会（一个为评估 RRW 而召集的专家小组）表示同意，在其 4 月的评估报告中认为，没有理由相信此类功能会“大大减少目前对枪支、警卫和门禁的依赖”。
国家核安全管理局则认为，这些新功能对于这种武器在站点之间运输的少量时间是必要的，以消除被劫持的威胁。“它给了我们额外的措施，我们认为这是谨慎的，尤其是在运输情况下，”国家核安全管理局的哈维说。
“绿色”核弹头
RRW1 还可以消除此类武器中的某些有毒物质的需求，例如铍，一种可以硬化合金的轻金属，但它也具有致癌性，并可能导致肺部疾病。“由于重量要求的放宽，我们能够使用更重但更环保的材料，”利弗莫尔的古德温说。“我们将能够消除整个生产 96% 放射性有毒废物的过程，这些废物必须掩埋，并将其替换为 100% 可回收的无毒废物。”
“你用一种老实说你可以吃且身体健康的物质来代替它，”他补充道。“它用于假体植入物中。它几乎是任何材料都具有的生物惰性。”但是，由于确切的规格仍然是机密的，因此他无法透露这种惰性物质究竟是什么以及它在新型武器中的确切用途。
制造新的核弹头还需要重建各个核武器生产工厂，例如位于德克萨斯州阿马里洛的潘泰克斯、洛斯阿拉莫斯的 TA-55 或位于田纳西州橡树岭的 Y-12，古德温称这些工厂为“古董”，因为其中一些可以追溯到 20 世纪 40 年代。布什政府在 2006 年 4 月公布了一项计划，要建立一个新的综合体，用于制造新型核弹头的所有组件——该综合体被命名为“2030 综合体”，以其计划的完工年份命名。
“如果你要延长武器的寿命，你需要重建 20 世纪 70 年代的企业，即生产综合体，这对基础设施来说是一项巨大的投资，”古德温说。“你是想重新投资于在许多情况下极其令人不快的技术？还是想建立一个尽可能小的企业来支持一个非常不同的威慑储备，一个规模小得多的储备？”
但美国科学促进会（AAAS）的专家组发现，要执行“可靠替换弹头”（RRW）计划，无论如何都需要对现有基础设施进行大规模升级，包括至少将潘泰克斯核武器组装厂的组装和拆卸工作量翻倍，以及大幅增加TA-55设施生产的钚弹芯数量。
核武器的成本
美国国家核安全管理局（NNSA）要求在2007财年拨款2770万美元用于研究RRW设计。根据NNSA当时的代理局长托马斯·达戈斯蒂诺的说法，2008财年将增至8800万美元，一旦工程师完成成本估算，整个计划的详细成本将在2009年预算之前公布。在获得这些成本估算之前，无法确定与简单地维持现有武库中缩减的部分相比，RRW和“2030综合设施”在长期来看是否能节省成本，或者会增加额外的财政负担。
桑迪亚实验室的罗特勒表示，W76替换弹头的生产最早可能在2012年开始，这取决于国会提供的资金额度。在核弹制造者的首选方案中，RRW1将取代一部分W76弹头，否则这些弹头将被翻新，因为绝大多数将被拆除。根据AAAS专家的说法，这种替换可能需要数十年，并且需要投入“大量新资金”。
“在今年的预算中，NNSA为RRW1的第一阶段设计和开发申请了8800万美元。这笔资金来自哪里？它来自W80的寿命延长计划，”忧思科学家联盟（一个独立的科学研究和倡导组织）的高级科学家罗伯特·纳尔逊指出。“我们担心库存的长期可靠性，但是为了支付[RRW]的费用，我们将削减维护库存可靠性的项目。”他补充说，通过削减现有武器维护计划的资金：“这将使得逆转方向成为不可能。”
赞成者和反对者都表示，如果国会决定批准RRW和“2030综合设施”，则需要数十亿美元来改造生产基础设施。众议院拨款委员会能源和水资源开发小组的两党成员都对该计划表示怀疑。“尽管投入了大量时间和精力来确定新型核弹头的获胜设计，但似乎很少有人考虑为什么美国目前需要制造新型核弹头，”小组委员会主席、众议员皮特·维斯克洛斯基（民主党，印第安纳州）在一份书面声明中说。“如果没有明确未来任务、新兴威胁以及实现战略目标所需的特定美国核武库的综合防御战略，国会就无法以负责任和有效的方式为RRW拨款。”
RRW W76替换弹头只是第一个。“如果我们真的要对减少库存产生影响，我们必须解决整个库存，”国防部负责核事务的副助理部长史蒂夫·亨利在宣布设计获胜者的新闻发布会上说。“RRW1是为了解决第一部分，即潜艇发射的W76替换弹头。”
根据NNSA的哈维的说法，NNSA已经启动了针对第二种专门为机载武器设计的RRW的可行性研究。美国科学家联合会（FAS）的克里斯滕森表示，这种RRW2的可能候选者将是安装在陆基洲际弹道导弹顶部的W78弹头。它几乎一样老旧，并且也缺乏钝感高爆炸药和安全功能。
可信的威慑
但是，替换武器计划的最大影响可能在于全球核武器局势。尽管英国、法国、俄罗斯和中国都在进行或计划进行类似的现代化努力，但建造RRW1可能会向世界其他国家发出可疑的信号，并可能引发对违反核不扩散和军备控制目标的指责。“如果世界上最强大的国家美国得出结论，认为它必须依靠新型核武器来执行新的军事任务才能保护其切身利益，那么这对其他国家来说将是一个明确的信号，表明核武器即使不是必要，也是有价值的，也是为了它们的安全目的，”斯坦福直线加速器中心的军备控制专家和物理学家西德尼·德雷尔在今年三月在丹佛举行的美国物理学会会议上说。
核武器旨在发挥威慑作用，使可能被夺取的特定地缘政治利益的代价过于高昂。然而，RRW计划的批评者认为，美国没有像苏联时代那样公开的核敌人，当然也没有任何需要数千枚核弹头来威慑或摧毁的敌人。
因此，前国务卿亨利·基辛格和乔治·舒尔茨、前国防部长威廉·佩里和前佐治亚州参议员山姆·纳恩（前参议院军事委员会主席）都主张消除此类武器。“我们支持设定一个没有核武器的世界的目标，并积极努力采取必要行动来实现这一目标，”他们在今年早些时候发表在《华尔街日报》上的一篇社论中写道。但是，第一个“可靠替换弹头”以及其背后的“2030综合设施”并非以该目标为目的而设计的，而且在现任政府没有政策声明的情况下，美国核武器（无论是旧的还是新的）可能扮演的角色仍然不清楚。
但是，RRW计划可能仅仅是为了解决一个更根本的担忧：确保美国在未来能够保持制造和部署核武器的能力。“我们希望让科学家和工程师们参与进来，”NNSA的哈维说。“在冷战时期从事这项工作的人即将退休。我们需要下一代人来做这件事，并且现在就做，这样他们就可以受到老一辈的指导。”
正如国防部的亨利所指出的：“根据我们的分析，专业知识的老化速度快于钚。而且，它是一个响应性的基础设施，您依靠它来缓解技术上的意外情况和地缘政治环境的变化。这种响应能力使您可以在武器数量上进行权衡。”“可靠替换弹头”计划的真正理由可能是可靠的替换科学家、工程师和技术人员。
编者注：本文最初错误地将桑迪亚国家实验室置于新墨西哥州白原，而不是新墨西哥州阿尔伯克基。此外，引用的JASON报告仅关注钚初级的寿命，而不是整个弹头的寿命。