发布时间 : 星期一 文章美国核武器安全技术与安全控制概述更新完毕开始阅读5f601224dd36a32d737581e0
定并实施了以科学为基础的“核武库技术保障计划”，加大了核武器实验室研究力度，迅速将核武器的研发和维护手段转向不受条约限制的数值模拟计算。 3.1 实验室研究设施
为提高实验室对核武器的物理研究能力，美国建立了一系列大型室内装置。主要有国家点火装置、X射线脉冲功率装置、双轴闪光照相流体力学试验装置、先进流体力学装置、先进辐射源等。这些装置是在现阶段暂停核试验条件下，美国开展高能密度物理研究，尤其是进行核武器物理研究的重要工具和手段。其中，国家点火装置是目前世界上规模最大的在建核爆模拟装置，其工作原理是利用大型激光器产生的高强度激光照射含氘氚的靶丸，创造产生热核聚变点火的条件。国家点火装置总共可产生192路激光束，激光总能量达1.9兆焦耳，用于研究核装置次级的物理过程，特别是研究流体动力学不稳定性、辐射输运、状态方程以及辐射自由程等问题。X射线脉冲功率装置利用强电流产生的磁场压缩套筒等离子体壳体，产生X射线脉冲，用于进行高能密度物理与惯性约束聚变研究。桑迪亚实验室的PBFA-Z装置即采用这种原理。双轴闪光照相流体力学试验装置是美国投巨资建造的另一种大型实验装置，其原理是利用两路互相垂直的直线感应加速器大型X光机，产生强X光进行爆轰试验闪光照相。该装置可提供内爆过程中物理特性随时间变化的物理图像和分析数据，是解决核武器安全性与可靠性、检验对核装置初级的物理认识和预测能力的试验工具。
以上述装置为代表的一系列大型实验室装置，对于加强实验室试验研究能力，促进武器物理及相关学科的基础研究，保持核武器实验室的技术能力，具有非常重要的意义。 3.2 “虚拟”试验与“零当量”试验
计算机模拟和仿真是利用计算机强大的运算能力对核装置爆炸全过程进行数值模拟，通过计算来描述、判断核装置爆炸的发展过程和最终结果，是目前模拟核试验的最主要手段之一。美国提高计算机模拟能力主要通过“加速战略计算倡议”来实现，其目标是将武器评估方法从传统的试验转移到数值计算，依据以往的经验数据，实现全
系统、全物理过程的三维模拟计算。截止到目前， 美国IBM公司为利弗莫尔实验室建造的“蓝色基因”计算机的运行速度已达到每秒百万亿次，实现了核试验模拟技术里程碑的突破。
流体力学试验是评估核武器初级储存性能的主要手段，可用于了解核武器部件老化现象、化学反应和材料界面变化的影响。该试验需借助许多实验室大型设备进行，如阿拉莫斯的双轴闪光照相流体力学试验装置、利弗莫尔的闪光X射线装置、内华达实验场的大型爆炸试验装置以及密封引爆装置等。次临界试验是指带核材料但不发生链式反应（即核材料仍处于次临界状态）的爆轰流体力学试验。可用于研究武器中裂变材料在炸药产生的高压动载条件下的材料特性，也可用接近原型的试验装置，研究裂变材料在武器条件下的行为，如裂变材料库存老化后是否会影响武器战术技术性能等。从1997年至2004年底，美国已进行了21次次临界试验。
由于“虚拟”试验与“零当量”均不受禁核试条约限制，且在研究核物理属性、保持核试验设备设施、锻炼试验和诊断队伍等方面具有特殊意义，在未来核武器发展中将发挥十分重要的作用。 3.3 其他
除通过室内研究能力保障现有核武器的安全性与可靠性之外，美国还采取了其他一些有效措施：如实施增强监测计划，提高对核武器的监测能力，预防库存核武器老化；及时更换有限寿命部件，延长库存核武器的服役期限；启动微系统和工程科学应用计划，对非核部件进行现代化改造；保持核武器联合体的再生产能力，以及更新核武器的运载系统等。
4 规范指挥作战流程，形成严密可靠的核武器使用体系
核武器的安全控制同其自身的安全性一样不容忽视。美国为确保核武器威慑与安全的统一，规定了严格的使用权限、指挥控制程序，并采纳了科学的使用控制技术手段。 4.1 指挥控制体系
核武器的指挥、控制和通信系统是美国战略核力量的神经中枢，其最大的特点是决策权高度集中于总统。美国国防部文件明确规定，“保障总统作为总司令对军队的核武器作战进行指挥和指导；保障总
统作为最高行政首长对支援核作战的所有政府机构行使职权和指导；保障总统作为国家元首对支持核作战所需要的多国行动行使职权和指导。”
形成于1960年艾森豪威尔执政时期的“统一联合作战计划”（SIOP），既是美国战略核作战计划的核心，也是总统发号核作战指令的决策基础。SIOP 的制定程序是：先由总统确定战略思想、目标和指导方针；再由国防部长制定“核武器使用政策”，假设各种具体情况、设定目标打击方案、目标定位、目标类型、制约因素及与战区指挥官的协调配合；然后由参谋长联席会将其提炼为“联合战略能力计划”，确定核打击目标和应达到的破坏等级；最后，由战略指挥部将其拟制为现实的战略行动计划，即“统一联合作战计划”。
美国战略核武器指挥系统自上而下分为四个层次：依次为国家指挥当局、参谋长联系会议、联合司令部及特种司令部（如战略空军司令部）、核导弹部队的发射控制中心。国家指挥当局由总统和国防部长组成。国家指挥当局的核武器发射命令可逐级下达，也可越级下达。如果总统和国防部长在核战争中丧生，就由总统的法定继承人行使国家指挥当局的职权。在特殊情况下，三军参谋长联席会议主席也有权下令使用核武器。作战命令下达的程序是：由国家军事指挥中心下达给战略司令部，再由战略司令部下达给核打击部队。紧急情况下则由国家军事指挥中心直接向战略空军核攻击部队和战略导弹潜艇部队下达。这套指挥体系在专门的通信系统和作战支持系统的保障下，既能确保核武器使用权的高度集中，又能确保核作战计划的顺利执行。 4.2 安全控制程序
为了加强对核武器控制，防止未经授权使用或意外发射，造成难以估量的损失，美国采取了一系列安全控制措施，编制了严格的使用程序。
总统在做出使用核武器的决定后，以“紧急行动文电”的形式向国防部长下达命令。该命令中包含有发射核武器所必须的发射命令和开启密码。“紧急行动文电”经国防部长传给参谋长联席会议，由后者加密为“核控制命令”，并由国家军事指挥中心发给各联合司令部和特种司令部。“核控制命令”也是一种紧急行动文电，用于授权或
指使核武器的移交、使用、停用、销毁或失效，具有特殊加密格式，规定了核部队必须遵循的行动方案。“核控制命令”必须经“密封核实程序”核实后，才能转发给下一级部队。每一级在加密和解密时如果发现该文电不符合加密要求和格式要求，即判定为无效并中止行动。
收到关于批准使用核武器的命令后，导弹、轰炸机和潜艇在执行“统一作战计划”方面还必须遵循一套程序。每个陆基洲际弹道中队有五个发射控制中心。每个发射中心可控制发射50枚导弹。若发射控制中心与导弹之间的通信中断，则可通过“空中发射控制系统”进行控制发射，但是只能打击预储在导弹制导计算机内的目标。战略轰炸机起飞并抵达敌国境外某一空域时，若接到并核实国家指挥当局发送的“飞越密码指令”，就继续飞向目标，否则就返回基地。“飞越密码指令”是一种语音鉴别指示，要先由多级司令部进行核实，准确无误后解除核武器保险，在特定空域发射或投掷核导弹（炸弹），对计算机中预储攻击目标进行核打击。弹道导弹核潜艇在接到“核控制命令”后，发射军官们将使用艇上的火控电子计算机选择恰当的预储目标分配数据包，包内含有核导弹自某一特定发射区发射后的飞行数据。
4.3 安全控制措施
除严密的指挥控制体系和控制程序外，美国在核武器的使用环节上还采取了一些特殊的安全保护装置和安全控制制度。
“黑匣子”，又称“橄榄球”，是一个装有核武器开启密码和发射命令的公文包，内存有总统个人的识别密码，由总统随身助手携带保管。当总统决定使用核武器后，通过“黑匣子”将核武器开启密码和发射命令发送给国家级指挥中心。但总统一人是打不开“黑匣子”的，必须在授权官员、军事办公室主任的配合下方可开启。
“密码锁”，也称“允许解保装置”，是用于导弹发射解锁的密码控制装置。“密码锁”由激活核武器系统元件的设备、与核武器系统相连接的外部电缆等组成。要打开“密码锁”，必须有两人同时在场，输入正确的数字密码，联锁装置才能解锁，导弹才能发射出去。密码掌握在参谋长联席会议主席手里。“密码开关系统”是一种和密码锁