中国核武器小型化差点中了美国的计谋: 超算出现及时出现扭转大局

天河二号 超算

现代大气层内核试验已经绝迹，而使用超级计算机进行复杂的核爆过程模拟成为了各国继续发展核武器的唯一方式。计算机与核武器的渊源颇深，二战期间美军为计算新型火炮的弹道，制造了世界上第一台电子计算机ENIAC，这台当时的超算后来又被用于解决原子弹的计算问题。目前的核爆炸模拟先是通过亚临界核试验得出数据，然后与以前多次核爆炸试验数据对比综合，并在计算机上进行建模和模拟分析，最终得出与实际核爆炸试验效果基本相同的结果。由于数据太多，也只有超算才能完成这样艰巨的运算任务，以美国今年将投入核武器模拟用途的Sierra超算为例，它只跑六个程序来模拟核爆炸，也得没日没夜地干。

中国目前拥有世界上运行速度最快的超算“神威·太湖之光”和“天河-2”，无疑在核试验模拟方面占有一定硬件的优势。之前的中国核弹头小型化在500公斤大关，不过最近已经进入到300公斤大关以内了。美国看准这一点，2015年2月其商务部以“中国天河超算被用于核爆炸模拟”为由，禁止英特尔向中国出口高性能芯片。这自然是美军的诡计了！还好，我们现在超算芯片已经国产化了！而在中美超算为核爆炸模拟“鞠躬尽瘁”的同时，今年2月份俄罗斯核科学家被曝使用原本应模拟核聚变的超算来“挖矿”，这台超算如此“空闲”，想必俄罗斯最近在核武器方面显然没啥新想法。

以前的核试验 全靠爆

号称“沙皇核弹”的最大氢弹

计算机对核爆炸反应的模拟仍需以精确的试验数据为基础。2015年1月22日，中国“神龙二号”多脉冲直线感应加速器顺利通过验收，新华网称这是中国核武器闪光照相技术发展的一个重要里程碑。直线感应加速器闪光X射线照相设施在内爆动力学研究和核武器设计过程中占据着关键地位。它的工作原理类似于医院的X光透视照相，只不过这里照相的对象不是静止的人体，而是物理参数复杂且剧烈变化的内爆过程。而为了得出内爆过程中压缩度和密度分布等更准确的数据，不仅需要在百万分之一秒内实现高精度清晰连拍，还要在两个方向上同时精密照相。“神龙二号”的研制成功，使得中国成为除美国之外，唯一一个具备同轴多幅和双轴精密闪光照相能力的国家，对新型核武器研制和提升现有核武器性能具有重大军事意义。

美军的空投核弹头

计算机模拟的另一项工作就是进行核武器的安全控制。几年前，美军核武器设计师曾在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室，利用超算模拟检查了一件核武器从离开储存仓库到命中目标之间可能发生的各种情况。以往这种检测通常需要将炸弹和弹头分开，并通过化学、物理等多种手段仔细检查，然后从早期核爆炸试验中查找数据进行对比。而这次，美军通过超算建模，准确判定了核武器发生“灾难性失效”的具体条件。后来美军B-83核弹和军方的处理程序根据模拟结果进行了改善。

但计算机模拟仅能解决核武器本身的问题，而不能避免操作人员的失误。1980年9月19日地处小石城郊区的一个美军导弹基地发生爆炸，原因是一名维修人员在导弹发射井内作业时，不慎将金属扳手套筒掉入井底，引发导弹燃料爆炸，并将一枚重约3.5吨的“大力神”Ⅱ型核弹头给“崩”到了100米外的草坪上。

小型化核弹头

我们所熟知的“断剑”等代号便是指代美军核武器事故等级的，当然，避免这种事故造成巨大伤害的一个做法是：核武器小型化。大多数国家通常将爆炸当量一万吨TNT以下的核武器称为小型核武器，俄罗斯则是1.5万吨以下，一般核武器当量越小体积也越小，用途和搭载方式也更加多样。现役的小型核武器按照投送方式可分为短程地地核导弹、核炸弹、核鱼雷和核地雷等，部分也可装载在巡航导弹上由战斗机发射。

从1964年10月16日中国首次核试验，到1996年7月29日中国宣布暂停地下核试验，最大当量500万吨，最小当量1000吨，在70年代后基本都是小当量的核实验。这次根据美媒的说法，中国在40个月内进行了200次核试验，平均每月就有5次。可想而知，如果不是为了在核武器小型化加快追赶世界先进水平，中国显然不需要进行如此多的核试验，毕竟美国每月核试次数连1次都不到。

单枚核弹头

但如今的核武器“小型化”与我们之前所知的“小型化”有很大不同。在核武器问世之初，核弹头由于重量大、体积大，通常难以携带或投送，“小型化”是实现核威慑的重要手段。美军在1945年8月6日派往日本广岛的B-29轰炸机，虽然号称是二战时世界最先进的轰炸机，但也只能携带一枚威力为1.5万吨TNT当量的原子弹。因此对于有核国家来说，要将核武器与投射工具结合，就必须要实现核武器的小型化。但现今的“小型化”却更像是为了将核武器应用于常规战争。而这样的合成技术，更考验国家的技术实力，唯有中美还在继续前行。