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印度人造核试验地震

归档日期:08-20       文本归类:地下核试验      文章编辑:爱尚语录

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  印度分别于1998年5月11日和13日进行了5次核试验。这两次系列核试验不仅给南亚造成了紧张局势,对其周边国家的安全形势也带来了很大的影响。本文将对印度的核计划背景、核试验情况、核武器化能力以及下一步发展趋势作一简单介绍和分析,从而对印度的核能力有所了解,以供参考。

  印度的核工业及核武器计划起步较早。1948年,印度成立了原子能委员会(AEC),1954年成立原子能部。进入60年代以来,印度政府明确开始了它的核计划,并制定了一系列的核政策。印度的核武器研制工作主要是由著名的巴巴(Bhabha)原子研究中心(BARC)负责。

  首先,关于印度的武器级核材料问题。我们知道,核武器装料主要是武器级铀、钚(裂变武器)以及氚(增强裂变武器或热核武器)。据有关资料,印度目前没有铀浓缩装置,印度1974年和今年的核试验采用的都是钚装料。印度现有两座重水研究堆用来生产武器级钚,并且不受国际原子能机构(IAEA)监督。一座是Cirus堆,1956从加拿大引进,1960年建成运行,热功率为40MW,化学分离铀燃料,此堆每年可生产9~10kg武器级钚(WGPu),1974年5月18日印度第一次核试验装置的核材料就是由该堆提供。另一座是Drhuva堆,由印度自行研制设计,1985年8月8日交付使用,热功率为100MW,年生产20~25kg

  WGPu,并且该堆是目前世界上仅有的几座高中子通量研究堆之一。印度目前有三个后处理厂,预计每年可分离钚材料约100~150kg。另外,印度也具备了小规模的氚生产能力,利用液相催化交换——低温蒸馏法从重水堆核电站的慢化剂(重水)中回收氚(印度的核电工业比较发达)。印度于1992年建成一个氚回收工厂,并且目前正在建造一个规模更大的氚回收工厂。预计印度每年从目前正在运行的核电站重水堆中可提取30~100g氚。据西方一些资料估计,每枚增强裂变武器(助爆式,利用氘氚助爆产生中子增加裂变产额,增加武器当量)或比较粗糙的热核武器只需要2~3g氚。所以,印度目前的产氚能力是足以满足发展增强裂变武器和热核武器需要的。

  其次,关于印度的核科学技术问题。早些时候,印度的核计划得到了美国和加拿大的帮助和支持,但自从1974年印度进行了一次核试验之后,美国官方宣布停止对印度核电站提供核燃料,而加拿大也宣布停止与印度的一切核合作。但在此之后,前苏联仍然保持了同印度的核合作,向印度提供重水。

  另外,印度的基础科学水平,特别是计算科学水平比较高,印度的计算机软件技术一直处于世界领先地位,因此,印度在科学技术方面是满足核武器发展需要的。

  关于印度的核政策。印度以往历届政府基本上都是主张“拥有核武器制造能力,但不拥有核武器”这样的一种“核选择”政策,而1974年的地下核爆炸,根据印度官方宣布,也是用于和平研究目的,因此,印度历来被公认为是一个“核门槛国家”,随时具备拥有核武器的能力。但是印度人民党于今年3月执政以后,瓦杰帕依政府公开宣布要成为核大国,并准备进行核试验。这是印度历届政府第一次公开宣布要发展核武器。当然这次核试验是有复杂的背景的。普遍认为,有三个主要理由:第一,印度政府力图谋求军事和政治大国地位及其在南亚的霸主地位;第二,缓解政府内部矛盾,特别是来自反对党的各种压力,巩固人民党的地位;第三,虽然印度自己宣称考虑到国家安全(来自中国)要进行核试验,但这实际上正符合了以美国为首的西方国家意图,因此印度的核扩散和本次核试验或许在某种程度上得到了默认和怂恿。

  考虑到1974年印度进行的“和平核爆炸”,迄今为止,印度共进行了6次核试验,并且都是地下的。

  关于这6次试验,印度官方宣布的信息简单地列于表1。到目前为止,关于印度核试验的真实情况尚有许多不明确之处,印度官方宣布的数据与西方科学家根据地震数据以及其它信息判断得到的数据之间的最大差距有二个方面。第一,关于试验次数(装置个数);第二,关于爆炸当量(装置类型)。

  印度政府宣布于5月11日进行了三次试验,但联合地震研究协会(IRIS)在5月11日只记录到一个震级为4.7级的单个事件,记录的地震波形是个单一波,而且,地震波很明显不是来自多个震源。根据IRIS的数据,我们有理由认为,如果是三次试验,它们应基本上是同时起爆(相距不到1秒),而且爆炸地点也非常靠近(相距几百米到几千米)。但遗憾的是,到目前为止我们还没能从科学上判断此次试验是否是一次或三次试验,目前的国际地震监测网只有35个主地震台站在运转,很难将两次或多次相距1千米左右同时引爆的事件分辨出来。不过专家认为,未来一个完整的密集的国际监测网是可以分辨出复合地震信号中每个信息的差别的。

  不管印度政府是如实地还是出于某种目的宣布同时引爆3枚装置(5月11日),但“宁信其有,不信其无”,由此可见印度的地下核试验水平已非常成熟(印度未做过大气层核试验)。

  各国科学家以及各国政府更为关注的还是印度此次系列试验爆炸的当量问题,这关系到印度的核武器设计水平。印度原子能委员会主席奇丹巴拉姆说,5月11日的三次试验包括一个15千吨的裂变装置、一个0.2千吨的低当量装置和一个43千吨的热核装置;5月13日进行的两次核试验的当量分别为0.5千吨和0.3千吨。现有资料表明,国际地震监测网到目前为止只测量到5月11日的试验,没有测到5月13日的低当量核试验。

  综合国际地震台站及美国地质勘测局提供的数据,普遍认为印度5月11日的试验总当量约为25~30千吨,地震波的震级为5.2/3.6(体波/面波)。根据地质学知识及核试验经验,体波震级为5.2的试验如果是在硬岩中进行,则当量约为15~30千吨,如果是在松软的结构中,当量可能要高出2倍,约为30~60千吨,后者与奇丹巴拉姆提供的数据是比较一致的。但5月11日的试验地质结构无法知晓,而5月13日的试验结构,据奇丹巴拉姆说,是在松软的沙丘下进行的。因此,若同样认为5月11日的试验也是在沙丘下进行的,则可以认为国际地震数据结果与印度政府宣布的数据结果一致,总当量约为30~60千吨。

  印度政府宣布5月11日的三个装置分别为裂变装置(15千吨)、两级热核装置(氢弹,43千吨)和一个低当量装置。同时它还宣称,印度已设计了增强裂变武器,但此次没有试验。而氢弹的当量之所以这么小,是考虑到对附近村庄的影响以及对大气层的放射性污染。奇丹巴拉姆说,印度已能够制造20万吨级的热核武器。但国际同行对印度政府关于试验小当量氢弹的说法持怀疑态度,他们认为印度更可能是试验了一个增强裂变装置。

  但不管如何,我们不能低估印度的核武器设计水平。印度于1974年进行了一次和平核爆炸之后,虽然以往各届政府没有明确要发展核武器,但保留了“核选择”政策,而且积极支持核武器研制工作,另外,印度的理论科学水平是比较发达的,因此,经过二十多年的努力,印度完全有能力解决热核武器(氢弹)的设计和生产问题。1985年西德情报档案引用的一份未经证实的报告表明:“印度国防部已要求巴巴原子研究中心负责发展热核聚变武器(氢弹)的工作。”八十年代,印度也制定了惯性约束聚变计划,该计划有助于氢弹的理论设计和计算机模拟工作。这一系列情况表明,印度应该已具备、增强裂变弹和氢弹的设计、制造能力。

  印度最近的核试验表明它已拥有制造各种级别核武器的能力,从低当量的战术核弹到大当量的战略核弹头(氢弹)。但要想形成一支真正的核威慑力量,还需要具备两个条件:一是弹头小型化;二是运载系统。这两者也就是所谓的武器化能力。

  到目前为止,没有任何文献资料报道关于印度此次试验装置的弹头小型化问题,印度官方也没有提供任何关于装置重量的消息,因此我们只能根据一般常识来分析印度的弹头小型化问题。弹头小型化,可以理解为“比威力”这一概念,它是衡量一个国家核武器设计水平的一个重要标志,通常以每千克弹头重量释放的TNT当量来表示,即“吨TNT当量/kg”。先进的武器设计应该既要满足战略威慑所需的爆炸威力,又要满足中远程弹道导弹运载所要求的低重量。因为两弹结合才可以形成真正有效的核威慑力量。美、苏(俄)、英、法等国的核武器发展的早、中期,也基本上是遵循了提高比威力的过程。一般来说,武器小型化是一个不断提高设计精度、不断减少重量冗余量的过程,自然地,设计裕量也就随之减少。武器小型化过程必然是一个伴随着众多热试验数据的积累、不断改进设计的过程。目前,印度比较成熟的导弹类型有两种,“大地”系列(Prithvi

  I,II),它们的有效载荷均不超过1吨,因此,若按印度官方宣布的三种当量:低当量战术核弹(200吨TNT)、裂变弹(15千吨)和热核装置(43千吨),再假设它们都能由上述导弹运载,则它们的比威力分别要求不低于0.5,15和43,从纯数据上看,后两者大致分别相当于美国投放于日本的“胖子”(美国的第一颗钚弹,比威力4.4,2.1万吨TNT当量,4.8吨重;前苏联第一颗比威力4.7,2.2万吨TNT当量,4.7吨重)以及美国40年代末期的设计水平。但是从另一个角度看,美俄(苏)在发展核武器的早期,运载工具主要是飞机,并没有一步到位地考虑到部署在导弹上,所以也没有过多地考虑装置的重量。但到了九十年代,国际形势已截然不同,一方面各国导弹技术已得到了长足的发展,而进行核试验又会遭到全球的反对,所以经过二十多年的研制设计工作之后,印度自然会综合考虑到它的导弹运载能力来试验相应重量的核装置,从而利用仅有的几次核试验实现从具备“核能力”向拥有“核威慑力量”的过渡。据报道,印度巴巴原子研究中心的一位科学家曾于八十年代末告诉一位西方专家,该中心已经设计了一个重量比1974年爆炸的装置大约轻200kg的裂变装置。另据CIA报道,80年代末,西德已经非法将美国供应的纯铍金属再出口给了印度,铍可以产生小型、轻便的裂变爆炸,从而减小两级热核装置的重量。因此,1974年以来,印度虽未进行核试验,但估计它一直在致力于改进武器设计和研制工作,特别是在减轻装置重量方面。

  但是,对印度原子能委员会主席奇丹巴拉姆所宣称的印度已能制造20万吨级的热核武器这一说法,若希望现有的导弹能够运载,则它的比威力要求不低于200吨TNT当量/kg。我们认为用现有导弹运载是不现实的,目前最多只能作为航弹来投放。

  印度于1980年7月首次利用运载火箭发射卫星成功,成为世界上第七个具有独立进行航天活动能力的国家。1983年印度国防研究和发展局宣布了印度的综合导弹计划,其中地地弹道导弹型号有两种,一种是“大地”系列,一种是“烈火”系列。

  从这两种导弹的有效载荷看,它们已具备运载核武器的能力。美国最先进的分导式子弹头W88和W87分别为200kg/475ktTNT当量和194kg/500ktTNT当量,而民兵Ⅱ单弹头系统装备的MK11/W56也只有725kg。另外,印度还从俄、英、法等国引进了战斗机,它们也具有运载核武器的能力。

  海上方面,印度曾从苏联租借过一艘核潜艇和购买过另一艘核潜艇,印度自己的核潜艇设计工作也已经结束,目前正在准备建造5艘核动力为190MW的核潜艇,预计第一艘国产的核潜艇将于2004年下水。

  综合以上两节的分析,关于印度核武器化能力方面我们可以给出如下一些结论,它们仅仅是推测性的,仅供参考。

  1、12KT的裂变装置一方面是印证24年前的试验装置,另一方面,该装置的重量要显著低于1974年爆炸的装置重量,从而便于现有导弹运载;

  2、43KT的装置可能是一个增强裂变装置,但并不排除是一个简单的两级原理试验装置,并且其重量可能也适于目前的导弹运载;

  3、0.2KT的低当量装置,可能是直接针对“大地”地地战术弹道导弹设计的战术核弹头;

  4、印度的核装置采用的基本上都是钚材料,而钚装置要明显地比铀装置的重量轻,所以总体上讲,印度现有的核装置除了能用飞机携带以外,估计也能装备于“大地”战术弹道导弹和“烈火”地地中程弹道导弹。

  印度此次系列核试验之后,印度已宣布它为核国家,不管现有的核俱乐部是否接受印度,但它已成为事实上的核国家。印度此次试验的背景和目的是多方面的,正如印度总理瓦杰帕伊所说,此次试验出于三个方面的原因:一是国内政治考虑,二是中印边界争端问题,三是来自巴基斯坦的军事威胁。事实上,印度对巴基斯坦在军事上具有压倒性的优势,印度大可不必因为考虑到所谓巴基斯坦的军事威胁而冒险进行核试验。只要我们稍加分析就不难看出,印度是想借核试验成为核国家,进而成为一个政治和军事大国(安理会5个常任理事国都是核国家,而印度也一直对其作为第二人口大国所处的国际地位表示不满),充当南亚的霸主地位,而且更多地也是针对中国的。因此,此次核试验决不是印度核武器计划的中止,它必然会努力将现在的核能力武器化,并进而拥有一支核威慑力量,实现印度军事和政治大国的愿望。

  由此,预计印度下一步会在三个方面继续其核武器计划工作,一是装置的小型化,二是作为核武器最主要的运载工具──导弹的性能提高,三是提高武器的安全性和可靠性。

  首先,在成功地进行核试验的基础上,将核装置变成核武器,是印度的下一步首要工作。而要实现一支真正的核威慑力量,将核弹头装备到导弹上是优先选择,根据印度现有的导弹能力,必须将大当量的裂变装置和两级热核装置进一步小型化,因为印度还希望导弹具有更大的射程。

  其次,继续发展中远程弹道导弹计划。首先,增加导弹的有效载荷,以便装备裂变和聚变武器,并进一步发展分导式多弹头系统。其次增大导弹的射程,以增加其核威慑力量。据报道,印度的“烈火”导弹改进型现正处于预研阶段,射程4000km。另外,印度也可能采用极地卫星运载火箭技术以及“烈火”导弹的经验,发展Surya洲际弹道导弹,射程约8000km。据美国五角大楼消息,印度已制造出可把运载火箭改造成弹道导弹所需的制导组件、弹头以及关键部件。

  第三,提高武器的安全性和可靠性。据印度官方称,5月13日亚千吨试验的目的是为业已改进的计算机模拟设计和获得在必要时进行次临界试验的能力积累更多的数据。在无核试验条件下,美国的核武库管理计划(SSMP)已为各国进一步保持和改进武器安全性和可靠性提供了一个样板,相信印度会利用其基础科学和计算机科学技术的优势进一步发展其核武器计划。另外,到目前为止,没有任何国际地震台监测到5月13日的亚千吨核试验,所以印度今后不仅可以从事真正的次临界试验(带核材料,但无核能释放),而且也极有可能进行亚千吨的低当量核试验。

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