细说印度原子弹研究 [复制链接]

印度核研究的起步

年5月11日和13日，印度连续进行了5次核试验，举世震惊，如此频繁的核试验在核大国的试验记录上实属罕见。大有“不鸣则已，一鸣惊人”的气魄。

由于印度的核试验晚于中国，很多人误以为印度核研究的起步也晚于中国，其实不然，印度是亚洲最早展开核研究的两个国家之一。在中国战乱不止的20世纪30年代，印度留学生就已经在西方发达国家学习核物理知识。毕业于英国剑桥大学的印度核能之父H.J.巴巴在20世纪40年代初就宣称：“从现在开始，我们的核研究只是取决于国家是否需要发展核能力，印度不需要向国外寻找科学家，核物理学家就在她身边。”年，H.J.巴巴回国，在印度工业家族的支持下，建立起印度最早的核物理研究学院——塔塔基础研究院。另一位核物理学家萨哈在加尔各答完成了离子加速器实验室建设。年印度成立了原子能委员会，专门保障核工业研究和利用所需要的所有的材料。这种既有人才，又有核基础研究机构，同时得到国家支持的核武器研究环境，当时亚洲的其他国家无法望其项背。

冷战开始后，国际社会划分为东西方两大阵营，彼此界限分明，壁垒森严，核技术成为双方对峙的最大法宝，与美苏两国没有盟友关系的国家不可能获得任何技术支持。但印度得益于不结盟运动创始国的地位，与美苏都保持着良好的外交关系，美苏都对印度采取拉拢的怀柔策略，印度的核计划也因此获得西方的支持。印度的第一座反应堆——“加印反应堆”（印度和加拿大合作建设）在建设过程中曾受到重水短缺的影响，而美国又是当时世界上为数不多的几个能生产重水的国家。为了加强与印度的国家关系、美国利用解决印度重水短缺问题的机会，成功介入了印度核计划。年3月，美国与印度签署了提供21吨重水的合同。“加印反应堆”也因此更名为“加印美反应堆”。

美国加入后，印度核计划如天降甘霖，无论是反应堆必需的燃料棒，还是起慢化作用的重水，印度都不必再发愁来源，印度一厢情愿地打算迈上核武器发展的快车道。

年印度原子能委员会改组，变成了一个其有高度自治权的机构，它不必像其他内阁部门那样遇事要层层请示，它提交的方案直接由总理办理。在该机构工作的科技人员几乎是全印度核物理研究的精英，曾经在该部门担任要职的R.拉曼纳博士、R.奇丹巴拉姆博士、P.K.伊延格尔博士都在年的核试验中有不错的表现。

核储备之分析

印度是当今世界上有核国家中仅有的4个未加入核不扩散条约的国家之一，其核发展状况严格保密。人们只能从一些核常识和零星披露的相关消息中，综合分析出印度的核实力。

核武器中最重要的组成部分是核装药，只要了解一个核国家核装药的生产量，即可判断其可能拥有的核弹的数量。

核装药只能在铀、钚和铀三者中选择，但除了铀可以从天然铀矿石中分离得到外，钚和铀在自然界中并不存在，只能通过将铀和钍放在核反应堆中，经过中子照射得到这两种人造裂变材料。印度使用武器级钚作核武器弹芯的装料。武器级钚主要靠2座研究堆（天然铀燃料重水慢化堆）和2座后处理厂生产。西鲁斯研究堆于年投入运行，热功率为40兆瓦，如果设备利用率为50%-70%，可年产6.6-10.5公斤武器级钚，估计到年底共生产-公斤武器级钚。德胡瓦研究堆于年达到临界。年初达到满功率运行，热功率为兆瓦，如果设备利用率为50%-70%，,可年产-公斤武器级钚，估计到年底共生产-公斤武器级钚，此外，5座核电站的重水堆启动时，每座堆可年产5公斤武器级钚，如果扣除年核爆炸装置用料（10公斤），快堆堆芯用料（50公斤）和1座研究堆堆芯用料（35公斤）共公斤武器级钚，则估计到年底印度已生产只要西鲁斯和德胡瓦研究堆和2座后处理厂继续运行，印度的式器级钚怀库存量还将每年增加23-33公所，如果按制造一枚核弹需要8公斤武器级钚计算，到年底印度库存的武器级钚足够制造44-65枚核弹，如果核弹设计水平高、弹芯装料只需5公斤武器级钚，则上述库存武器级钚可制造71-枚核弹。为了加强对核力量的控制，印度于年成立了“国家核指挥所”和统帅三军核力量的“战略核司令部”，负责战略核力量的指挥和控制。

美国的羁绊

有核武器的国家，非常明白核武器对一个国家的重要意义。在苏联原子弹试验成功后，美国对可能用于军事用途的核技术转让控制严格，连对忠实盟友英国的核武器发展计划都爱理不理。美国拉拢印度不假，但绝不愿意看见世界上增加一个核国家。貌似仗义疏财的美国实则精于算计！要知道，美国开始支援印度核计划的时候，中国的核武器计划尚处于筹备阶段，美国情报部门公布的一份年的评估报告认为，中国的原子弹在年之前不可能研制成功。在这种情况下，美国当然也不愿意为了牵制一个潜在核国家去造就一个现实存在的核国家。而且，在向印度提供重水前，美国就对印度的整体工业能力进行过全面考察。美国人明白，印度生产核装药的势头是无法阻挡的，但是核装药材料的不同会决定原子弹的威力和重量且技术难度也有很大差距，于是美国决定通过控制印度的核研制技术来延缓印制印度原子弹威力。

原子弹大致可分为枪式（也称压拢式）和内爆式（也称收聚式）两种。年美国使用的第一颗原子弹就是枪式。枪式原子弹的核装药为两个半球形，分开一定距离放置，中子源放在它们的中间。引爆时，传爆药引爆后将两块半球形核装药以中子源为中心迅速合在一起，形成一个扁球形状，此时中子源放射出大量中子产生裂变反应，实现核爆炸。

内爆式原子弹与枪式的原理和主要构成基本相同，只是核装药不止两块，而是许多块对称分布在以中子源为中心的球面上，如果将核装药拼在一起，也是一个球形体。起爆后，各块核装药在炸药爆轰的作用下高速向位于球心的中子源运动，引发核裂变反应。内爆式原子弹较枪式原子弹的威力更为巨大，但设计难度成倍增加。内爆式原子弹在完成核爆过程中必须存在4个“同时”动作：当起爆器发出起爆命令后，所有的雷管同时起爆传爆药；所有的高速炸药同时开始爆轰；所有各部分核装药同时向中心收聚各部分核装药同时运动到球心处。这是设计、制造高性能内爆式原子弹的高难所在，其要求甚高：首先要有高度精确的起爆控制系统；其次需要一种灵敏度很高的雷管，能在接到起爆命令的百万分之一秒内完成起爆动作：各组成部分（传药、炸药和核装药）的尺寸和密度要高度接近，加工精密度要求极高。其中任何一项不合要求，核爆炸效果就会严重打折，甚至出现哑弹。

现在核武器设计者大多选择内爆式方案，虽然制造工艺复杂，但核装药的利用效率更高，可以达到20%；枪式的核链式反应时间相对较短，但核装药利用效率只有10%。美国投在日本广岛的“小男孩”原子弹是一枚枪式原子弹，为确保爆炸效果，其核装药采用重达50公斤的铀，当量1.2-1.5万吨；而投放在长崎的“胖子”为内爆式设计，其核装药为钚，重量仅6.7公斤，当量却超过“小男孩”，达2.2万吨。

提炼铀非常困难，但提炼成功后，利用其威力大的特点，既可以设计出工艺要求低的枪式原子弹，也可以设计出威力巨大的内聚式原子弹。钚前期获取相对容易，但需要特别注意的是，钚不能用来制造枪式原子弹，主要原因是枪式结构对过早点火特别敏感，而提炼出来的钚材料中不可避免地含有钚容易自发裂变，从而引起早点火。所以美国核弹大多数采用铀内爆式。

美国人准确掌握了印度核工业的弱点，故意在这些微妙的技术问题上对印度使“绊”。美国在向印度提供核原料的同时并没有提供内爆式原子弹技术支持，他们为印度的核反应堆提供的是只能生成钚的铀燃料棒，同时故意拖延核废料处理厂的建设速度，对能生产铀弹的关键设备气体离心机更是只字不提。这样印度只能利用钚制造技术难度极高的内爆式原子弹，但其糟糕的基础工业显然无法在短时间内解决“4个同时”的高难技术。美国的暗中羁绊让印度的核武器计划在起步阶段留下了“残疾”，也延缓了印度的核计划进度导致印度直到年才完成原子弹设计与分系统制造，首次原子弹试验的时间也大大推迟。