【軍事博評】William﹕伊朗核武計劃 關鍵「缺乏」的是什麼?

2024-05-07 04:12:51 最後更新日期:2024-05-07 16:55:22
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

 

3c81伊朗納坦茲地區鈾分離及濃縮設施一名員工。(圖片來自阿布扎比電視頻道) 

早陣子,國際原子能機構總幹事格羅西指出數星期內,伊朗就會有足夠的高濃度鈾235同位素進行核試。然而他又補充一句,指出這並不代表他們立即進行,因為……(核武器)需要許多其他獨立於裂變材料生產的東西。這段說了相當於沒說的話,某程度上也代表伊朗的核計劃仍然在面對一直以來都存在的困境……伊朗到現在,尚還缺些什麼?

核武需要更小型化  才有現實意義?

要說伊朗的核武計劃缺些什麼,可能和中子反射層、鈹中子源 / 鉲中子源這些可以大幅加強核武器引爆效率的物質有關,畢竟伊朗在這些放射性物質的生產上,紀錄非常少,而且過去甚至未有情報機構探聽到該國進行過次臨界測試,要印證一些已有設計是否有問題,也非常困難。

F 4可能是現時伊朗威懾能力最強的Fattah-1高超音速中程導彈,採用固燃火箭推進及機動發射,反應速度很快,雖然仍未證實是否可在內大氣層高超 / 高超多久,但帶末端突防引擎的機動彈頭就非常罕有,至少暫時未有充份證據顯示中俄(甚至美國)的機動彈頭有這種能力。不過問題卻是,由於帶了固燃引擎,這種導彈的彈頭容積似乎更小,伊朗核武計劃可能需要更小型的彈頭,才能塞進去。(圖片來自連結1)

不過現階段伊朗投射手段(各類導彈)的發展勢頭不錯,反而某程度上更令「缺乏」某些東西的影響更為惡化——伊朗本身的導彈除了勞動系列和建基於飛毛腿的其他型號外,其他的小型化都做得相當不錯,尤其對於具備中程導彈射程(1500公里以上級別)時,而且較小型的巡航導彈數量也很豐富。不過小型化也帶來另一個問題:你不單要造出核彈,還要達到核彈頭小型化並裝入導彈內,這才有威懾性及部署價值。事實上,這其實增加了伊朗發展實用核武的難度——不是說小彈頭不能裝核武,但在缺乏那些東西的情況下,就算裝進去也沒有多少威懾力……

Plutonium ring造成筒型的鈈239金屬,這樣做是要防止發生臨界反應。右圖為鈈238金屬塊,放出衰變熱非常高,穩定性也較差,通常用作核電池。(網絡圖片)

鈈!關鍵是鈈!

影響伊朗過去核計劃進度的因素很多,甚至連宗教因素都有(例如大殺傷性武器無差別傷害不合伊斯蘭宗教思想等),但當中最為關鍵的,還是鈈產量的問題。

Pluton槍式核彈由於窄長的結構優勢,多用於製造核砲彈上,不過其觸發模式很難加上多層結構以增加威力,很多155或203砲彈的爆炸力只有100至1500噸TNT左右,連炸毀一個小區都有難度,大多只是用作輻射加強污染上……右為一般的熱核武器構型,一級(後面的球)就是典型鈈鈾(238)彈,二級則是三層鈾-氚結構,並利用第一級爆炸時的輻射光壓 / 高熱進行引爆。(圖片來自連結1連結2)

 

由早期美蘇核武研發經驗可以證明,武器級鈾元素要製作核彈沒有問題,但……若直接拿來做核彈則「浪費」很多寶貴材料,例如廣島「小男孩」的「純鈾」核彈,總鈾235含量足足要64公斤純度達90%以上的,不單昂貴,爆炸力也因為利用率不足(只有1%物質參與裂變)而偏低(而當時鈈只需6公斤多點就可製作成20000噸TNT威力的核武器,而且其臨界質量只有鈾的1/5,有中子慢化劑和適合的反射層情況下,臨界質量更低);更重要的是,純鈾核彈只能用槍式進行引爆,槍式核彈在重量、尺寸及效率上也非常不理想,大部分核物質都會浪費掉,想要達到12000-15000噸的威力,沒有1噸半也別想了;即使後來被進一步縮小作為砲射戰術核武用,但威力進一步降低也相當明顯。

只有內爆式的鈈彈,在核物質利用率更好外,還能透過夾層式設計去增加威力,而且這個設計也是最有希望過渡到熱核武器設計,然而伊朗一開始就偏偏卡死在這裏

 伊朗核計劃的開端——王政伊朗時代美國援建的、德黑蘭的TRR-M1池水反應堆,熱工率大約5兆瓦,足以進行一般核實驗及生產一些醫療與工業用的核物質。

巴列維時代伊朗已經展開由西方支援的核計劃,當時伊朗核科學家主要是受美國及法國所訓練,而且當中女性甚多,而巴列維也開始了相當宏大的「民用核能發展計劃」。美國在這階段除協助伊朗相關民用技術外,還協助伊朗政府在德克蘭興建TRR式池水反應堆,這反應堆一直以來都為伊朗提供鈈元素,不過生產總量甚至連1公斤都沒有。

IR 40 Reactor伊朗核計劃的焦點:IR-40池式重水堆。現時的改造計劃主要是大幅縮小燃料棒承托結構,令產鈈能力減少至1/10,但維持製造其他工業及醫療核物質的能力。(網絡圖片)

下一次伊朗人研究及取用鈈元素的努力要到1990年代後期,俄國援建IR-40科學研究用重水反應堆才開始見到曙光。問題卻是,這個反應堆的建設情況一直拖拖拉拉,至最後他們甚至接受IAEA的建議,在中國牽頭改造下把該反應堆每年產鈈量大幅減少90%。鑑於到現時為止人們還無法證明伊朗有發展其他生產武器級的重水 / 石墨反應堆,現階段仍可斷言伊朗難以發展具有實際戰略意義的核武器,更惶論建立對某國的核威懾力量。

會不會有轉機?

當然,任何事都可能發生意外,伊朗方面事實上可由其他願意提供鈈元素的國家以加快核武進程,當中中俄都非常不可能提供鈈元素,唯一以伊斯蘭教教徒為主的擁核世俗國家巴基斯坦也不見得可能(雖然巴基斯坦主要教徒是遜尼派,但伊朗也從那邊得到一些核技術,不過巴人的核力量僅僅足夠和印度保持平衡,也不見得他們敢冒被美國制裁的風險對伊朗進行鈈元素支援),但有個國家可以——在彈道導彈建設中一直與伊朗緊密合作的朝鮮。

3c82AA寧邊原子能研究中心設施的講解圖,是現時朝鮮唯一一個5兆瓦Magnox石墨氣冷反應堆的所在地。因為生產能力也不太夠,要支援也力不從心。(圖片來自38 North

 

 

根據IAEA早幾年的預估,朝鮮現時重水反應堆的鈈產量大約在5-7公斤鈈 / 年,而且已經生產20年以上,儲備可能有70公斤左右,至於武器級鈾更達2噸以上。由於內爆式核武現時只需2至3公斤鈈即可起爆,加上鈾外殼(伊朗已基本完成研發),更容易升上5-10萬噸以上爆炸力水平。對於朝鮮而言,伊朗遠在西邊,和本國沒有衝突,相對地若美國在中東分身不下,自身的國家安全會更有保障,甚至有機會令美國讓步,以爭取對自己更有科的雙邊協議,突破經濟封鎖,甚至可以安心發展經濟改革。所以,朝鮮協助伊朗的誘因不可謂不小。

不過需要留意的是,朝鮮現時的鈈生產水平也不算高,就算出於支援也不可能提供超過3-5個標準彈頭用的鈈元素,伊朗就算不拿來做實驗而全用在核武器上,這丁點量也沒有太大的戰略意義;只有「授人以漁(助建重水堆之類)」才能解決問題,不過朝鮮自己恐怕也沒足夠資源這樣做,而且這樣也是遠水不能救近火的。。

 Swe A26 pos以色列擁核的歷史更久,但其實際投射能力一直是個謎,有指現時仍主要以核航彈為主,但也有指可能有數目不詳的耶利哥系列彈道導彈,以及巡航導彈。圖為以色列的龍號(INS Drakon)潛艇,屬於海豚II型攻擊潛艇的最新一艘,整體長度及帆罩有所拉長,但更特別的是被懷疑裝上大型垂直發射管數個,除維持原有巡航導彈發射能力,其似乎也能搭載類似LORA短程高精導導彈,甚至是潛射中程導彈 / 戰略核攻擊的能力。有指其算是2030年代初開始服役的Dakar彈道導彈 / 攻擊潛艇的先導艇。(圖片來自NavalNews)

 

需要更適合的中東環境?

伊朗要成功擁核,還需要一個合適的「小國際環境」。現在中東局勢雖然已相對和平,伊斯蘭不同教派的內部衝突風險明顯降低,只有某國才是中東伊斯蘭人民的公敵。然而作為什葉派的伊朗一旦擁核,我們無法肯定其他遜尼派國家如沙特會怎樣想,他們甚至可能因恐懼而轉向靠近以色列與美國,以求自身安全。除非出現一些嚴重情況,例如美國勢力明確撤出中東、沙特等遜尼派國家任一國也擁核,以及某國做出天地不容的極端事件(例如對P人實施種族滅絕),令伊斯蘭教徒不得不團結一心,共同對抗公敵。只有在這些小概率的黑天鵝事件發生,伊朗擁核才不會讓其陷於更大的國家戰略困境當中。

發佈於 軍事博評
By 2024-05-07

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