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重磅!我國核彈頭材料獲重大突破:國產核彈頭或趕上美國最新型號

近日,國內某權威媒體發布了我國著名核材料與工藝專家,已84歲高齡的武勝院士的相關先進事迹,其中很多細節是首次公開披露。眾所周知,無論是美俄核超級大國,還是其他有核國家,都把核威懾作為一個國家軍事戰略的核心。我國的核戰略原則其中最關鍵一條就是不首先使用核武器,因此核威懾必須更加精幹有效。由於我國的核武器,特別是核材料研究一直處於高度保密階段,軍事觀察家只能根據武勝院士的相關事迹以及國內外公開資料對我國目前的核材料研究現狀做一推測。武勝院士是新中國自行培養的首批國防科技人才,在幼年時曾做過亡國奴,對一個國家「落後就要挨打」的痛苦體驗十分深刻。「要反對核戰爭,粉碎核訛詐,保衛祖國安全,就一定要有強大的國防,要有自己的核武器!」

武勝院士在畢業之後就參與了我國第一顆原子彈核部件關鍵熱處理工藝的研製攻關工作,與其他科技人員一道攻克了核彈頭精密鑄造成型中的多項技術難關,為原子彈原理試驗提供了滿足設計要求的部件。隨後又作為技術組組長承擔了我國第一顆氫彈爆炸試驗中非常關鍵的氫(氘)化鋰部件成型技術攻關任務,為我國第一代核武器成功裝備部隊做出了應有的貢獻。與人們想像的不同,用做核彈頭的鈾,鈈等核材料其性質並不十分穩定,化學性質特別活潑,在常溫潮濕空氣下很快就會氧化腐蝕,不但會造成環境污染(氧化鈾粉塵被吸入人體後是劇毒,鈾在未核爆時卻是一種弱放射性核材料),而且還會使得核彈頭失效,使得核彈頭威力大減,甚至根本不能發揮作用,必須想方設法避免這種現象發生。

美國每年需花費數百億美元經費來維持其核武庫的安全,而俄羅斯更是將其國防採購總額的25%用來保持其戰略核力量,這與核材料的上述性質無不關係。但另一方面,用做核武器的鈾235的半衰期是7億年,鈈239的半衰期大約2.4萬年,因此只要不發生氧化腐蝕失效現象,即使是幾十年前的核彈頭也能產生極大的威懾作用。該文稱,武勝院士「從20世紀70年代就組織開展了大量研究——在熱核部件防潮解保護塗層研究中,通過選擇多種材料進行試驗和考核,最終研製出合適的薄膜材料,顯著地延長了熱核部件的使用壽命,並在工程中得到了應用;通過開展鈾及其合金表面電鍍工藝研究、真空磁控濺射離子鍍膜和多弧離子鍍膜工藝研究及相關工藝試驗,取得了較好的研究成果,為工程應用選擇提供了依據;通過與中國原子能研究院合作,組織引進了多功能金屬離子注入機和全方位離子注入裝置等新技術,指導研究生開展了金屬鈾表面離子注入鈮等多項研究工作,顯著提高了核材料表面的耐腐蝕能力。」

實際上,世界各國早期的核材料的抗腐蝕大都採用電鍍方法,電鍍材料主要是鋅和鎳,這也是在有關核武器的電影中核彈材料總是「亮晶晶」的原因。然而電鍍材料的緻密度較低,在一定程度上局限了它們的長期應用。據公開資料稱,金屬鈾表面離子注入鈮後具有優良的抗電化學腐蝕、水汽腐蝕及抗熱氧化腐蝕能力,其中耐水汽腐蝕能力提高不低於兩個數量級,耐熱氧化能力提高35倍以上,腐蝕電流密度降低25倍,如果離子層足夠厚的話,核材料防腐蝕性能還將進一步提高。我國的東風3型中程彈道導彈、東風4型中遠程彈道導彈,東風5型洲際導彈作為我國第一代核反擊力量已逐漸退出現役,然而上面的核彈頭卻仍然有很大的利用價值,如果經上述技術進行延壽處理後,完全可以用在我國新一代核打擊力量上,大幅降低維護和重新採購的成本。

我國第二代核武器作為國家絕密,人們首次公開得知其信息是美國發布的顛倒黑白的「考克斯報告」中。該報告稱中國在90年代中期製造並試驗了一種和美國W88小型化核武器技術類似的核彈頭。武勝院士也參與了我國第二代核武器的研究。該文稱,「上世紀80年代中期,根據國家戰略部署,我國開始了新一代裝備的研製。與兩彈攻關在「一窮二白」中起步一樣,新一代裝備的研製也是「平地起高樓」,二者的艱苦卓絕程度不可比擬。新一代鈾合金部件的研製要求獲得一種高強度、高塑性的結構材料,武勝院士作為該材料的總工程師,歷經長達十餘年的研製攻關,最終使合金部件具備了優良的力學性能和抗腐蝕性,某些性能指標達到國際水平,並得到成功應用。」

國外資料稱,第二代核武器實質是一種小型化氫彈,在小型化的固體導彈上搭載大威力的小型核彈頭,對核材料的強度和塑性提出了更高的要求。然而金屬材料一般強度與韌塑性往往不可兼得,高強材料的塑性往往很差,而具有良好塑性的材料其強度很低,我國的的第二代核彈頭材料正式有了上述技術突破,才研製出了能與美國最新核彈頭技術相媲美的新一代核武器。更令人欣慰的是,核材料研究隊伍一度面臨青黃不接與後繼乏人的現象已經得到初步改變,在武勝及老一輩科研人員的不懈努力下,核材料研究領域目前已培養了出了一批科研骨幹和學術帶頭人,為我國新一代核武器的研發打下了良好的人才基礎,我國核武器科研事業後繼有人。

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