654 二戰開啟了核武器魔盒

自從第二次世界大戰美軍在日本本土爆破了兩枚核彈頭之後，世界開始看到了核武器的威懾力，它具備單位質量高效戰鬥力和大範圍殺傷的能力。在戰後成為世界各大國爭相研發的方向，到冷戰蘇聯和美國競爭巔峰時期，世界兩大陣營的核彈頭儲備達到了近10萬枚，單個核彈頭的爆炸當量也遠遠超過在日本本土爆炸的小男孩和胖子。隨著冷戰結束，蘇聯解體，人類開始冷靜下來縮減所儲備的核武器，但是在單個核彈頭的精度投放和縱深穿插能力上卻越來越先進，所以雖然現如今的核彈頭遠比冷戰時期少，但是殺傷能力卻比當時更加精準強大，其中美國的W88核彈頭就是比較典型的代表，本期的武器大講堂就從美軍現役最先進的核彈頭之一W88核彈頭進行講解核武器的設計原理和使用。

小型化和大當量找到了平衡

W88核彈頭發展於上一版的W87核彈頭，是美軍一種被部署於核潛艇潛射洲際飛彈上的核彈頭，此款核彈頭採用了先進的物理原理和技術，具有更高的精度和破壞力。

最早是在1984年3月由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室 (LANL) 設計和開發，並在1989年4月開始批量生產，由於生產參數和裝備數目目前並沒有真正意義上的公開，所以美軍所儲備的W88核彈頭具體數目未知，但是截至1992年1月終止，公開的數據大約有400枚核彈頭被生產出來。

W88系列核彈頭整體的外觀設計跟上一代基本上一致，但是在尺寸和重量上做了比較大的優化，整體外觀呈現錐形，長度大約150厘米、底部直徑大約46厘米、重量在175-360 kg左右，具體的重量參數並沒有公布，根據相關數據和資料實際重量預計小於200kg。

整體的結構因為處於嚴格保密的狀態，真實的情況無法得知，但是從公開的消息和美軍早期的核彈頭設計來看，基本結構不會差太多，包括外部的防護外殼、內部的引信、初級核彈、次級核彈、增壓氣體儲罐和輻射外殼等組成。

W88系列核彈頭之所以能做到小型化，離不開整體設計的優化和核爆核心的小型化。其構造採用了（T-U design），這種核武器設計構型是目前世界上主流的核聚變武器所使用的方案。基本思路是熱核武器中的不同部分可以分級依次引爆，每一級爆炸所產生的能量可以用於點燃下一級。

W88系列核彈頭初級核彈設計在錐形結構的上部分，為蛋形或者是橢圓形結構，這樣可以進一步利用重返大氣層載具的錐形結構，但是也帶來了設計難度和核爆炸控制問題。

初級結構使用的是一種標準的內爆式裂變彈，包括最外部的結構外殼、第一層作為引爆的傳統高爆炸藥、由鈾-238製成的反射層、真空層和最內部的鈾/鈽彈芯，彈芯一般採用鈽-239或者鈾-235製成球形，並在中間注入少量的聚變燃料，一般是50:50的氘氚混合氣體，用以提高裂變的效率。

其中的高爆炸藥早期選擇的是普通的高爆藥，但是存在一定的危險性，因為很容易因為高溫、意外跌落碰撞等原因引爆，所以後續美軍可能已經更換為不敏感高能炸藥， 用於保證存儲運輸的安全性。

次級結構位於初級結構下方，一般為圓柱形或者球形，美軍的W88核彈頭採用的是球形結構，最外側是推送-反射層，一般由結構強度和密度比較好的鈾-238或者鉛製成，主要目的是為了在次級核聚變過程中壓縮聚變燃料。

美軍的W88核彈頭使用的是鈾-238製作推送-反射層，這樣的好處是鈾-238層可以在聚變產生的快中子作用下發生裂變，從而再一次釋放出更多的能量。

在往裡一層是由氘化鋰-6燃料，這種燃料是非常理想的氫彈燃料，氘化鋰-6在初級爆炸所形成的高溫高壓環境下可以立刻分解成氘和鋰-6，形成一種高溫、高密度等離子體態，此時裂變釋放出來的中子就會注入到氘和鋰-6等離子體中，形成一個循環反應，在這個反應中，鋰-6俘獲裂變釋放出來的中子生成氚和氦，這個過程一般叫做鋰-6造氚。

而造出來的氚優惠和裂解出來的氘在高溫下進行裂變反應，氘氚反應又會釋放出大量的中子提供給鋰-6造氚，形成一個循壞閉環，在這個過程中還會釋放大量的能量。

從這個設計中可以看到，氚本身是不存在的，而是在初級爆炸最後現場造氚，然後與氘發生核聚變，即造即用，相對於單獨的儲存氚而言，氘化鋰-6的成本低廉，還是一種穩定的固體化合物，因此常溫就可以保存，還大大降低儲存環境需求，因此可以將氫彈做的非常小。

另外一般會在次級會在氘化鋰-6中間還會製作一個鈽-239或鈾-235製成的中空球體，W88核彈頭選擇的是鈾-235，這樣可以在二次核聚變過程中產生氚，提供更加充足的反應燃料。

W88核彈頭的初級結構和次級結構中間叫做級間結構，這個結構公布開的資料很少有詳細信息，這裡就不過多闡述了。

W88核彈頭的這些主體結構都被包括在一個類似於花生結構的環空腔，也叫作輻射盒。這個輻射殼一方面可以將初級核彈爆炸產生的能量暫時存儲於其中，也就是它會在初級核彈產生的X射線作用下被加熱到非常高的溫度。

隨後，它自身的熱輻射會產生更為平均分布的X射線，而這些X射線將被引導至次級核彈，引發輻射內爆。

在輻射外殼往外就是大家日常所能見到的炸彈的外殼了，W88核彈頭的外殼是一個錐形結構，底部有用於安裝固定在洲際飛彈第三級一個絕緣底座上的固定結構。

在W88核彈頭的最頂部是一個特殊製作的MC3810 Mk5 布防、引信和點火系統，這條系統基本上沿襲了W87的方案，屬於比較常規的引信裝置，可以實現接觸式和空爆式引爆。

這便是W88核彈頭的一些基本介紹，在爆炸的時候，初級核彈的裂變可能會產生三種能量，分別是高爆炸藥內爆初級核彈時產生的膨脹的熱空氣、電磁輻射和初級核彈爆炸時產生的中子。

這些能量通過負責精確調節的花生外殼和級間結構傳遞到次級結構，精準的控制在適當地時間將這些能量和中子等傳遞到適當的位置，從而壓縮次級結構的聚變燃料和核裂變引爆結構。

此時次級結構的核裂變材料達到了臨界質量以後開始裂變的鏈式反應，這個過程被稱為對次級核彈的輻射內爆，反應放出的能量將聚變燃料加熱到足夠高的溫度以後就會引發聚變，同時反應也為聚變燃料中的鋰提供中子，以製造氚來進行聚變，形成一個循環往復不斷核聚變核裂變的鏈式反應過程，最終瞬間釋放大量的能量實現殺傷效果。

美軍的W88核彈頭能實現瞬間釋放47.5 萬噸 差不多1,990 TJ的能量，配備在由洛克希德·馬丁公司位於加州森尼韋爾的空間系統公司研發製造的UGM-133A三叉戟II型彈道飛彈上。

一枚飛彈可以攜帶8至12枚彈頭，單枚最大能實現570萬噸TNT當量的核彈頭部署，使用美國海軍俄亥俄級核潛艇以及英國海軍前衛級核潛艇搭載實現潛射核威懾力量，是美國和英國核三位一體重要的一環。

W88核彈頭因為能實現極小的體積實現更大的爆炸當量，所以美國海軍只需要極少的核潛艇就能達成同樣的核威懾力，一直以來都成為世界各國探秘的重點。

另外，相對於W87核彈頭將較重的次級放置在上部，W88核彈將當量主要來源的次級核彈放在錐形較寬的一邊，因此可以將次級做的大一些來實現更大的爆炸威力。但是也讓飛行器的重心移動，這樣對於再入大氣層時的空氣動力學穩定性有一定的影響，所以w88核彈頭在尖端應該有增加配重使其中心前移。

不管怎麼說，核武器一直以來都是世界各國的秘密殺手鐧，具體的原理和工作方式並不是絕密，但是小型化和大威力如何均衡是好多國家正在探索的重點，未來世界將會如何我們無法提前預知，只能祝願未來沒有使用的那一天。