10年搞了16次，鄰國的地下核試驗可能會對中國造成什麼影響？

1973年3月，美國內華達核試驗場，供人參觀的「色當彈坑」。色當彈坑形成於1962年7月6日的一場核試驗，這場試爆的主要目的在於測試核彈是否能使用在採礦或大量土方挖掘等民生用途，核彈當量相當於10.4 萬噸黃色炸藥，位置在亞卡台地的沙漠。該核裝置被埋在地下194米處引爆，爆炸向上和向外位移超過1100萬噸土壤，創造出「犁頭計劃」中最大的彈坑——最大深度98米，最大直徑390米。彈坑在1994年3月21日被列入美國國家史跡名錄 ，也是在地球軌道上能直接用肉眼看到的人造物之一

色當彈坑航拍照片

文｜魯平

蓋亞是希臘神話中的大地之神，是眾神之母，在她的身上，既包含創造，又容納毀滅，既擁有秩序，又具有混亂。大地在顫抖，燃燒的卻不僅僅是空氣。

1996年9月10日，聯合國大會通過旨在促進全面防止核武器擴散、促進核裁軍進程，從而增進國際和平與安全的《全面禁止核試驗條約》以來，全球共進行過16次核試驗，均發生在中國周邊鄰國，其中1998年印巴核競賽，印度5次，巴基斯坦6次。2006年10月9日至2016年9月9日間，朝鮮5次核試驗。三國都沒有簽署《全面禁止核試驗條約》。三國的核試驗都採用了地下核試驗的方式進行。按字面理解地下核試驗就是把核裝置埋放在地表下面的核試驗。但在實際操作中，技術人員要把設計的核裝置經過多種複雜的環境考驗後，放到一定深度的地下進行核爆炸，以驗證所試驗的核裝置是否滿足要求，驗證理論計算和工程設計是否正確，以改進設計和為生產提供科學依據等。

1963年8月5日，蘇、美、英三國在莫斯科簽訂《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核武器試驗條約》（簡稱《部分禁止核試驗條約》），當年10月7日，美國總統肯尼迪在白宮簽署了這一條約

《部分禁止核試驗條約》的真實意圖

地下核試驗技術的興起、發展與成熟有著深刻的冷戰烙印，事情的起因還要追溯到二戰後期，1945年7月16日，在美國新墨西哥州阿拉莫戈多的特里尼蒂發射場，名為「曼哈頓工程」的核武器研究計劃進行了首次核試驗項目，核試驗足以改變戰爭進程的巨大震撼性場面，驗證了核武器研究的可行性，讓現場的科學家、軍人們興奮異常。隨即，當年8月，美國在日本的廣島、長崎投放兩顆原子彈，造成20餘萬人死傷。8月15日，日本天皇在廣播上宣布無條件投降，結束戰爭。創世紀以來的軍事行動史，從沒有哪兩顆「炸彈」能帶來如此空前的傷害，收到如此迅速的勝利。

二戰的硝煙還未完全散盡，冷戰的鐵幕卻已悄然拉開，在美蘇兩國嚴重對立的時代背景下，美國擁有核武器的震懾性極大衝擊蘇聯的國防安全，加速推進了蘇聯對本國核武器研發的速度。1949年8月29日，在蘇聯哈薩克蘇維埃社會主義共和國境內的「米什克瓦」試驗場，蘇聯的第一顆原子彈在大氣層試爆成功，給曾獨自擁有並壟斷核武器達4年之久的美國人帶來了巨大的失落感，美國人驚恐地發現，潛在的敵人，在熟練掌握新型武器的時間上一點不比自己慢。

軍備競賽悄然從美蘇雙方的核武器研發進程中開始了，20世紀50年代至60年代初，作為冷戰初期一個重要事件，美蘇雙方的核試驗無論從頻率上，還是規模上都同步進入加速期，雙方在海陸空開展的大量核試驗造成對全球環境的嚴重污染，引發了世界範圍內的反對浪潮，與此同時，雙方為維持核恐怖平衡的費用，越來越大，美蘇兩國高層領導人意識到，所有嘗試在核武器研發上超越對手，取得壓倒性優勢的條件已經不再具備。與此同時其他國家加緊增強本國的防禦能力，大力研製核武器，力求擁有獨立的核力量。1952年10月3日，英國在澳洲的「颶風行動」中成功引爆原子彈後，成為第三個擁有核武器的國家。1960年1月13日，法國在當時還是殖民地的阿爾及利亞的「藍色跳鼠計劃」中成功引爆核彈後，成為第四個擁有核武器的國家。為了保持超級大國的核壟斷地位，擁核國家禁止其他國家繼續發展核武器。

1963年8月5日，蘇、美、英三國在莫斯科簽訂《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核武器試驗條約》（簡稱《部分禁止核試驗條約》）。條約詳細規定禁止「在大氣層；在大氣層範圍以外，包括外層空間；或在水下，包括領海或公海」進行核試驗，但事實上，美、蘇兩國之前已從大氣層、高空、地面和水下的大量核試驗中獲得充分的數據，因而，該條約並未對其產生太大的影響。

由於條約並未禁止地下核試驗，雙方轉而將試驗轉入地下，次數甚至超過了締約前各種環境下的試驗總數。《部分禁止核試驗條約》的真實意圖無非是美、蘇兩國企圖以條約形式限制當時中國正在發展獨立的核力量事業。

20世紀90年代，內華達核試驗場，一次地下核試驗的準備現場

淺層與深層，平洞與豎井

早在1951年11月29日，美國就在內華達州核試驗場的「剋星-爭吵行動」中進行了第一次地下核試驗探索，這次核試驗目的是驗證核武器對彈坑和掩體武器效應試驗。在將1.2千噸的核裝置安放在5.2米深的地下引爆後，產生的「蘑菇雲」，使爆心附近形成一個79米寬、16米深的大坑。

此後，美國在1955年3月23日的「茶壺行動」，將1千噸的核裝置埋放在20.4米深的地下引爆，爆心處深坑達91米寬、39米深。通過兩次試驗測試參數，美國人發現，地下核試驗能夠極大的降低海空核試驗造成的核污染範圍，與地面試驗相比，釋放到大氣層中的放射性塵埃減少到原來的1/10。從軍事角度，地下核試驗的隱秘性更加保密安全。1957年7月26日作為 「57工程行動」的一部分，美國在內華達核試驗場將代號為「帕斯卡爾-A」的核裝置深埋距地面152米處，以地下豎井的方式，進行了人類首次真正意義上的地下核試驗。1961年10月11日，蘇聯在哈薩克核試驗場也進行首次地下核試驗，1961年11月7日，法國在阿爾及利亞因埃凱爾核試驗場進行代號為「瑪瑙」的首次地下核試驗，1962年3月1日，英國在美國內華達核試驗場進行代號為「潘帕大草原」的首次地下核試驗，隨之各有核國家的科技觸手伸向地下核試驗，地下核試驗理論日漸成熟，此後，根據各國核裝置在爆炸後，產生的爆心會在地面以下一定深度，核試驗依據比例、爆炸深度不同，科研人員將地下核試驗分為淺層地下核試驗和深層地下核試驗。

淺層地下核試驗首先在地下爆炸點形成一個由高溫、高壓氣體組成的火球，火球會穿出地面，並且在沒有被塵埃遮蔽之前還會被看到。火球突破地面時，高溫、高壓氣體被釋放出來，將大量的土壤、石塊等拋向天空，形成一個倒立的圓錐狀空心柱，在它上升過程中以輻射狀形式將大量泥土、石塊等拋擲出去。當熱氣冷卻時，便形成放射性雲團，發射強烈的核輻射。在爆心投影點附近，由於大量地面物質被拋出，留下一個相當大的彈坑，核爆炸後幾秒鐘，被拋擲到空中的土壤、石塊開始向地面回降，落到地面的較細顆粒很快散開、浮起，形成放射狀塵霧，從中間向外移動，很快與放射性雲團混合，並順風移動、擴散。淺層地下核試驗一般屬於地下核試驗技術成熟前的探索性嘗試。

深層地下核試驗，常稱為封閉式地下核試驗，核爆炸效應基本上被封閉在地下，爆點上方的地面可能受到擾動，但不會有火球、煙雲衝出地面。只有少量放射性物質逸出，試驗技術日趨成熟。為避免因放射性物質逸出造成的次生傷害和飄散物質受氣流影響波及鄰國出現外交危機的情況發生，各國通常多採用封閉式地下核試驗。這種試驗方式有利於物理診斷，便於屏蔽，可模擬出某些高空環境研究高空核爆炸效應，放射性物質幾乎全部封閉於地下，受氣象條件影響較小，有利於核試驗中的安全和保密。同時核試驗場的規模比較小，便於組織實施，還可以研究核爆炸的和平利用。但這種核試驗的工程量大，周期長，不便於進行百萬噸梯恩梯當量級的試驗，毀傷效應試驗也受到限制。

地下核試驗有平洞和豎井兩種主要方式。前者利用地形，選擇較大的山體，要求岩石介質為硅酸鹽，沒有大的斷層（避免爆炸後釋放出的沾染放射性物質氣體大量逸出地表）且不在地震帶上，開掘一條特殊設計的長坑道，在坑道內放置核爆炸裝置和各種探測器，按照特殊的方案回填堵塞之後，實施核爆炸。後者將核裝置和各種探測器一起吊置於大口徑豎井底部，回填後實施核爆炸。豎井核試驗不受地形限制，只要求地下岩石介質較均勻，但鑽井、建井、吊裝直至回填堵塞、爆後取樣，都需要一套規範化的工程程序和特殊設備，難度較平洞核試驗大。各有核國家的地下核試驗都是先以平洞方式取得經驗，爾後發展到以豎井方式為主。從有核國家的發展歷程看，一般都是首先進行大氣層核試驗，然後逐步轉入地下核試驗，地下核試驗成為研究發展核武器的最好的試驗方式。這既是核試驗技術不斷發展的過程，也是核武器發展的必然要求，地下核試驗的測量系統都是緊靠核裝置來研究裝置內的核反應過程的，因而更有效、可靠、精確。

美國內華達核試驗場自開始地下核試驗以來，最嚴重的事故發生於1970年12月18日，當日爆炸的代號為「貝恩巴里」的1萬噸級核彈，這顆核彈安置在深274米、直徑2.18米的豎井中，爆炸以後，相當於300萬居里的放射性物質，在24小時內噴射到2000多米高的大氣層，其放射性塵埃一直飄到北達科他州。圖為當時地面上的放射性塵埃雲

第22次地下核試驗也是最後一次

冷戰時期，中國的地下核試驗發展之路，除了受技術條件的制約外，還伴隨著外部國際環境的核訛詐。針對1963年蘇、美、英三國簽署《部分禁止核試驗條約》，遏制中國核能力發展的圖謀。中國政府一方面發表聲明，揭露條約的歧視性。聲明認為英美蘇的真正目的是達到核壟斷，提出全面徹底乾淨堅決地禁止和徹底銷毀核武器的主張。一方面著手就地下核試驗的有關問題進行研究。在第一顆原子彈試驗準備工作的同時，把地下核試驗列為科研設計項目。後來由於需要集中力量進行氫彈技術攻關，地下核試驗的項目被暫時停止。但對地下核試驗的工程和技術準備卻一刻也沒有停止。

1967年10月底至11月中旬，國防科委召開了首次地下核試驗技術工作會議，朱光亞、王淦昌、程開甲、鄧稼先等一批日後耳熟能詳的「兩彈一星元勛」出席會議。深入討論了首次地下核試驗的目的、試驗項目、工程要求等。最終確定王淦昌負責首次地下核試驗的技術工作，此後經過近兩年的艱苦工作，攻克了大量技術難關。1969年，蘇聯在中國北部邊境陳兵百萬，雙方摩擦加劇，兩國邊境地區相繼發生了「珍寶島事件」「鐵列克提事件」。一系列的邊境武裝衝突事件，一度使中、蘇兩國走向戰爭邊緣。蘇聯軍方甚至制訂了對中國實施外科手術式核打擊的計劃。

1969年9月23日，朱光亞、王淦昌、程開甲、彭桓武等在新疆羅布泊的核試驗場現場指揮，成功進行了首次平洞地下核試驗，爆炸當量2萬噸。有效回擊了蘇聯軍方的核恫嚇。這也是中國繼1964年10月16日第一顆原子彈爆炸以來，進行的第九次核試驗。1975年10月和1976年10月，中國相繼進行了第二次、第三次地下平洞核試驗，取得大量重要數據，對後來的地下核試驗貢獻良多。1978年10月14日，又成功組織首次地下豎井核試驗。1980年10月16日，大氣層核試驗後，中國核試驗全面轉入地下，再也沒有進行過大氣層核試驗。包括中子彈在內的其他核試驗都主要採用豎井方式進行。

進入20世紀90年代，隨著蘇聯解體，冷戰結束，限制核武器發展、促進核裁軍和核不擴散的國際呼聲日益增多。1991年12月29日，中國簽署《不擴散核武器條約》，1996年7月29日，中國又成功地進行了第22次，也是最後一次地下核試驗。當天中國政府發表聲明從1996年7月30日起中國開始暫停核試驗。1996年9月，中國政府簽署了《全面禁止核試驗條約》。中國先後共進行地下核試驗22次，與美國、蘇聯相比，次數也是最少的。

地下核試驗的檢測與危害

《全面禁止核試驗條約》與冷戰時期，蘇、美、英三國簽署的《部分禁止核試驗條約》相比，最大的區別就是針對地下核試驗，條約涵蓋了「任何核武器試驗爆炸或任何其他核爆炸」，同時還提出「建立以國際監測系統、磋商與澄清、現場視察及建立信任措施為主體的國際核查機制。國際監測系統由地震、水聲、放射性核素等全球監測網路組成」。密切關注各國可能進行的地下核試驗活動。用地震學的方法偵察地下核試驗的技術始發於20世紀五六十年代。當時美蘇都想知道對方搞了多少核試驗，其能量大小和試驗地點。於是便產生利用地震波的變化分辨爆炸和地震。通過偵察和分析地下核爆炸所產生的地震信號來監測遙遠的地下核爆炸。放射性核素監測，通過收集分析、測量核爆炸產生的各种放射性核素用以監測核爆炸的技術手段，適用範圍廣，有重要取證作用。在朝鮮歷年核試驗中，美、日、韓主要依託這兩種技術手段，對朝鮮地下核試驗情況進行追蹤觀察。

地下核試驗雖然歷經近70年的檢驗，理論、技術都十分成熟，但依然無法保證消除放射污染，地下核爆炸引起的環境危害及其防護問題，仍然觸目驚心。按照國際慣例，地下核試驗應當在面積至少為50平方公里的沙漠地帶進行，以避免地下核試驗產生的放射性元素滲入地下水之中，進而污染影響到生物圈內的各種物種。以美國內華達州的核試驗場為例，當地進行過800多項核試驗，其中約有1/3在地下水位下。僅在地下水位以下進行的試驗中，放射性核素就數倍於正常值。由於大部分的地下核試驗都位於地球表面之下幾百米甚至更深處，因地下核試驗特性保密、複雜，外界很難了解其對當地生態環境造成的直接影響，試驗本身清除的放射性污染物很少，而一旦融入放射性核素的地下水進入地下水循環系統後，後果更是無法量化。歷史上在制定回填、堵塞方案時，還曾出現過大量的放射性物質通過井筒或者坑道泄露，對現場工作造成傷害的案例。地下核試驗的安全問題已經不僅僅限於某一國家內，其產生的惡果對於周邊地區，乃至全球都可能是一場不可逆轉的生態災難。

(參考資料：編委會編《中國大百科全書軍事》；喬登江、朱煥金《人類的災難——核武器與核爆炸》；編輯委員會編《當代中國的核工業》-《當代中國的核工業》； 《尖端武器裝備》編寫組編著《尖端核武器》；陳君澤《「零時」起爆——羅布泊的回憶》；李瓊《崇高榮譽 二十三位科技專家被授予兩彈一星功勛獎章》；奚啟新《朱光亞傳》)

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