洛斯阿拉莫斯实验室为何致力于制造新型钚芯这一棘手任务

钚核是现代核武器的心脏，会随着时间的推移而退化。随着这些核芯的衰变，它们在引爆时能否按设计工作也随之下降。洛斯阿拉莫斯国家实验室是曼哈顿计划的衍生组织，旨在设计和装备冷战时期的核武库，该实验室正在朝着其目标迈进，即到 2026 年制造 30 个新的钚核，用于核弹核内。

该项目既是一项具体的制造挑战，也是美国重新考虑需要多少弹头才能实现其既定战略目标的开端。

在核弹头内部，钚核是引发热核爆炸反应序列的关键。核核内是氘/氚等气体，核核周围是化学炸药。当化学炸药爆炸时，它会压缩气体周围的钚，直到核核密度足以引发裂变反应。与原子弹头不同，核弹头之所以是热核弹头，是因为核核与铀核结合在同一个弹头中，从而产生聚变爆炸。

实验室主任汤姆·梅森 (Thom Mason) 在 12 月 1 日的一个论坛上表示：“我们现在制作的坑是验证流程的一部分，是为了开发我们将从 2023 年开始用于战争储备坑生产的技术。”

据报道，洛斯阿拉莫斯实验室迄今已生产出六个原型核芯，这是重新学习和微调钚芯生产过程的一部分。这项工作很辛苦，而且曾经在工业规模上完成过。

“制造一个核弹需要进行多项操作：熔化旧核弹、铸造金属、加工和精加工成型件，”退休核科学家 Cheryl Rofer 写道，她在 20 世纪 70 年代末洛斯阿拉莫斯实验室建立核弹生产设施时在那里工作。“可能还有其他操作，特别是如果要从金属中去除杂质。每项操作都需要至少一个带设备的手套箱。手套箱有一个窗口和手套，可以伸手进入与室内空气隔离的工作空间。钚具有毒性，因此需要对其进行控制。”

在核弹头生产的大部分时间里，钚核都是在科罗拉多州戈尔登市的洛基弗拉茨工厂制造的。该工厂从 1952 年开始运营，直到 1989 年关闭，现在已成为超级基金场所。

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目前，美国拥有约 5,600 枚核弹头，其中约 1,750 枚部署在洲际导弹或轰炸机基地。这一储备占全球核弹头估计总数的近一半。（俄罗斯拥有约 6,500 枚核弹头，是另一个庞大的核武库。所有其他核武国家的核武库加起来仅占全球总库存的 9% 左右。）

这 5,600 枚核弹头与美国在 20 世纪 60 年代末的 31,000 多枚核弹头的峰值相比大幅下降，甚至与美国在 20 世纪 90 年代拥有的 21,000 枚核弹头相比也大幅下降。核弹头制造的规模和时间很重要：核弹头现在不仅仅是一项老技术，它还是一项老技术，上一次大规模生产是在 20 世纪 80 年代，而许多行业知识可以追溯到更早。

当钚核最后一次大规模定期生产时，美国仍在进行弹头实弹核试验。美国于 1992 年 9 月进行了最后一次实弹核试验（并于 1963 年同意停止地面试验）。从那时起，大部分核爆炸建模以及弹头现代化或重新设计的探索都是在模拟环境中进行的。作为其全面推进核武库现代化的一部分，特朗普政府考虑重启实弹核试验。

虽然战略和理论对核武器的使用设定了极高的门槛，以至于美国总统拥有唯一的发射权，但核武器在使用时还是有用的。钚会发生放射性衰变，这是一个自然过程，但它可以阻止核弹头履行其特定义务，即在需要爆炸时以巨大的威力爆炸。

负责管理美国核储备的国家核安全局强调“钚老化、安全保障进步、全球风险和武器现代化等因素”是更换现有武器中钚库的理由。

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目前尚不清楚这些新弹头正在研究哪些额外的安全措施或设计特点（如果有的话）。鉴于这一过程的大部分过程都是在层层官方保密下进行的，弹头设计的任何变化都可能处于保密状态，只会提供弹头生产数据。

据《圣达菲新墨西哥人报》报道，梅森表示：“我们尽可能推迟了新矿坑的建设。如果我们进一步推迟，所需的年产量将上升，我们需要更大的产能。现在开始建设很重要，这样我们现在就可以以合适的水平生产，而不必过度建设。”

如果洛斯阿拉莫斯能够成功改造核弹的生产工艺（几十年前洛斯阿拉莫斯就已掌握这一工艺，但在 2013 年至 2021 年期间未能实现），那么这一技术未来有可能应用于南卡罗来纳州萨凡纳河核电站的生产设施。美国能源部已设定目标，到 2035 年每年生产 80 个新核弹，到 2105 年足以完全取代美国现有弹头中的钚。（如果每年可以生产 80 个核弹，到 2055 年就可以取代已部署的弹头。）

虽然实验室正在重新学习用于制造恐怖武器的高风险工业技术，但据估计，大多数现有弹头在首次制造后至少还能正常使用 100 年。鉴于部署的弹头多达数百枚，如果无法现代化，那么一旦爆发人类历史上最严重的战争，一些弹头可能无法引爆，数百万人将因此丧命。

手表Thom Mason 12 月 1 日的会议记录如下：

12月17日更正：本文已更新，澄清俄罗斯拥有约6,500枚核武器，而不是650枚。