從英法核潛艇碰撞事故看潛射彈道導(dǎo)彈核武器安全問題

周　偉　戴艷麗　柳桂東

2009年2月，英法戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇在進(jìn)行戰(zhàn)備巡邏時(shí)發(fā)生碰撞事故。這次事故引發(fā)了人們對(duì)核反應(yīng)堆泄露問題的擔(dān)憂。另一方面，媒體在對(duì)此次事故的報(bào)道中沒有提及事故潛艇所攜帶的戰(zhàn)略核導(dǎo)彈，也許此次碰撞沒有產(chǎn)生直接的安全問題，但是這個(gè)潛在的問題仍引起了人們的廣泛關(guān)注。

戰(zhàn)備巡邏與核武器“碰撞”事故

美俄等核大國(guó)為保證戰(zhàn)略核力量的高度戰(zhàn)備程度，長(zhǎng)期由飛機(jī)或潛艇、水面艦艇攜載核武器進(jìn)行戰(zhàn)備巡邏，這導(dǎo)致核武器平臺(tái)的碰撞和核武器的直接機(jī)械碰撞事故屢見不鮮。

戰(zhàn)略核潛艇的戰(zhàn)備巡邏

在冷戰(zhàn)時(shí)期，美蘇的戰(zhàn)略核潛艇一直保持了較高程度的戰(zhàn)備巡邏狀態(tài)，隨時(shí)有數(shù)艘，甚至十?dāng)?shù)艘潛艇處于戰(zhàn)備巡邏狀態(tài)。其中，前蘇聯(lián)戰(zhàn)略彈道核潛艇和核動(dòng)力攻擊潛艇在1984年的巡邏次數(shù)達(dá)到了230多次，美國(guó)的戰(zhàn)備水平與此相當(dāng)。雖然冷戰(zhàn)后，俄羅斯導(dǎo)彈潛艇巡邏次數(shù)年平均只有2次至3次(甚至不能保證隨時(shí)有戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇在航)，但俄羅斯一直在努力恢復(fù)這一能力。

英法兩國(guó)都將潛射核導(dǎo)彈作為國(guó)家戰(zhàn)略核力量的支柱。自20世紀(jì)60年代以來，兩國(guó)戰(zhàn)略核潛艇無時(shí)無刻都在巡邏，特別是法國(guó)1996年2月宣布拆除陸基核武器，英國(guó)1998年3月宣布空基核武器退出現(xiàn)役后，法國(guó)只擁有?？铡皟晌灰惑w”核力量，英國(guó)則只保留了唯一的潛射核力量。自1968年4月以來，英國(guó)戰(zhàn)略核潛艇已經(jīng)完成了連續(xù)41年的戰(zhàn)略威懾巡邏，執(zhí)行巡邏300余次，按每艘核潛艇平均150名艇員計(jì)算，持續(xù)41年的巡邏相當(dāng)于將近5000多萬巡邏人時(shí)。

鑒于戰(zhàn)略核潛艇的特殊和敏感使命，艇長(zhǎng)全權(quán)負(fù)責(zé)出海后的全部行程，連海軍總部和所載大約160名船員中的大多數(shù)也不知道其出海后的具體位置。每次出海的3個(gè)月內(nèi)，潛艇不得發(fā)出任何信號(hào)，以免暴露目標(biāo)，全體船員不能與外界聯(lián)系。潛艇的巡邏區(qū)則按照海軍總部的總體規(guī)劃，由艇長(zhǎng)自主規(guī)劃航線。值得注意的是，核潛艇的戰(zhàn)略巡邏區(qū)劃定主要是依據(jù)潛艇所攜帶的導(dǎo)彈武器射程，既要將潛在目標(biāo)覆蓋，又要保證在敵人的反潛搜索區(qū)之外，盡可能在己方或盟國(guó)反潛防御基線內(nèi)，提供水下保護(hù)。理論上兩國(guó)巡邏區(qū)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離(即使本國(guó)不同的巡邏潛艇也應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離)，以避免對(duì)其中一國(guó)潛艇的打擊殃及另一國(guó)潛艇。

但是，由于英國(guó)和法國(guó)都將俄羅斯、伊朗等國(guó)作為戰(zhàn)略打擊目標(biāo)，而兩國(guó)地理位置接近，因此戰(zhàn)略巡邏區(qū)基本都在格陵蘭一冰島一英國(guó)一線，這里既可將莫斯科等目標(biāo)覆蓋，又可以利用北約的反潛防御區(qū)保證己方安全，因此兩國(guó)潛艇巡邏區(qū)非常接近，并相互重疊覆蓋，這為日后的相撞事故埋下了隱患。

核武器“碰撞”事故

自核武器誕生以來，各國(guó)都將核武器的安全性作為衡量核武器設(shè)計(jì)成功與否的重要指標(biāo)，這使冷戰(zhàn)時(shí)期發(fā)生的多次核武器事故的破壞程度大大降低了。在冷戰(zhàn)時(shí)期，核武器運(yùn)載平臺(tái)曾發(fā)生過多次碰撞，核武器也在事故中發(fā)生墜落、擠壓碰撞等機(jī)械撞擊和燃燒等情況，雖然有的引起核武器中高能炸藥爆炸或發(fā)生钚泄漏的事故，但均未發(fā)生核爆炸，這說明各國(guó)核武器的安全設(shè)計(jì)基本上是有效的。核武器在潛艇碰撞中可能遭遇到的危險(xiǎn)主要包括：長(zhǎng)時(shí)間的海水浸泡、機(jī)械撞擊和大火高溫。雖然這些危險(xiǎn)可能使核武器發(fā)生機(jī)械變形，甚至導(dǎo)致化學(xué)爆炸和核材料的泄露，但很難發(fā)生核爆炸。

在此次英法核潛艇碰撞事故中，法國(guó)“凱旋”級(jí)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇攜載的是自主研制的M45潛射彈道導(dǎo)彈和TN75彈頭，而英國(guó)“前衛(wèi)”級(jí)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇攜載的是從美國(guó)引進(jìn)的“三叉戟-2／D5”潛射彈道導(dǎo)彈，但彈頭為自主研制，與美國(guó)的W－76核彈頭類似。雖然各國(guó)都采取了嚴(yán)格的制度和技術(shù)措施，但仍存在潛艇所攜載的導(dǎo)彈被意外發(fā)射或發(fā)生爆炸的可能性。

潛射導(dǎo)彈的安全問題分析

失控發(fā)射的概率較低

(1)管理制度保證了艇載導(dǎo)彈不會(huì)發(fā)生意外發(fā)射

各國(guó)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇部隊(duì)幾乎都制訂了嚴(yán)格的管理制度，如俄羅斯的“雙重核按扭制度”、英國(guó)和美國(guó)的“四人制”核武器安全控制制度。

以英國(guó)為例：

首先是決定發(fā)射核導(dǎo)彈的權(quán)限。英國(guó)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇實(shí)施核打擊的權(quán)限由首相掌握。一旦首相身亡，決定權(quán)將移交給他先前指定的人員；如果這個(gè)人也不幸遇難，核潛艇艦長(zhǎng)將奉命執(zhí)行首相“最后行動(dòng)信”中的命令。所謂“最后行動(dòng)信”是歷屆英國(guó)首相一上任就親手書寫的一道核戰(zhàn)爭(zhēng)指令，并將其藏在核潛艇中，在危機(jī)時(shí)刻開啟并執(zhí)行。除了首相本人，沒有人知道這道機(jī)密指令的具體內(nèi)容。但英國(guó)專家認(rèn)為，首相可能有四種選擇：一是會(huì)命令攜帶“三叉戟”導(dǎo)彈的潛艇指戰(zhàn)員們服從美國(guó)的指揮；二是會(huì)命令攜帶“三叉戟”的潛艇開往澳大利亞；三是可能授權(quán)他們動(dòng)用核武器回?fù)魯橙?，最后，首相還可能將行動(dòng)決定權(quán)交給核潛艇的指揮官。

其次是執(zhí)行發(fā)射核導(dǎo)彈的權(quán)限。與美國(guó)一樣，英國(guó)海軍實(shí)行“四人制”核武器安全控制制度，即由艦長(zhǎng)、兩名執(zhí)行軍官和一名導(dǎo)彈發(fā)射軍官共同完成“核控制命令”核實(shí)和執(zhí)行發(fā)射的任務(wù)，整個(gè)過程需要15分鐘。在這個(gè)過程中，英美核潛艇部隊(duì)依靠一系列相互制約、分開控制的密碼箱來降低潛基彈道導(dǎo)彈非授權(quán)發(fā)射的風(fēng)險(xiǎn)。與之相比，俄潛艇采用了程序更加復(fù)雜的管理制度，以保證不出現(xiàn)意外發(fā)射的情況。

(2)技術(shù)原因可能導(dǎo)致意外發(fā)射和錯(cuò)誤預(yù)警

雖然管理制度可保證艇載導(dǎo)彈不會(huì)意外發(fā)射，但是碰撞或電器故障等技術(shù)原因可能導(dǎo)致意外發(fā)射。1977年9月8日，前蘇聯(lián)的1艘“德爾塔－1”型彈道導(dǎo)彈核潛艇在堪察加半島因?yàn)榧夹g(shù)原因而誤射1枚核導(dǎo)彈，但由于嚴(yán)密的技術(shù)措施，彈頭并沒有爆炸，而最后被打撈了回來。

意外發(fā)射可能導(dǎo)致別國(guó)的錯(cuò)誤預(yù)警。1994年1月，美俄簽署了互不瞄準(zhǔn)協(xié)議。這一協(xié)議要求不能在彈道導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)中預(yù)先裝訂目標(biāo)數(shù)據(jù)，即使意外發(fā)射，導(dǎo)彈也不會(huì)飛向潛在目標(biāo)。將來，應(yīng)該會(huì)有越來越多的國(guó)家簽署此類協(xié)議。盡管如此，潛射導(dǎo)彈意外發(fā)射并導(dǎo)致別國(guó)錯(cuò)誤預(yù)警的危險(xiǎn)依然存在。1995年1月，挪威發(fā)射了一枚科學(xué)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)彈，俄羅斯誤認(rèn)為受到核襲擊，隨即拉響了最高級(jí)別的警報(bào)。后來證實(shí)俄雷達(dá)系統(tǒng)誤測(cè)了導(dǎo)彈的飛行軌道，這些雷達(dá)是用于監(jiān)視美國(guó)潛射導(dǎo)彈發(fā)射情況的。這一事件說明，錯(cuò)誤預(yù)警的情況可能出現(xiàn)。如果意外發(fā)射被相關(guān)國(guó)家認(rèn)為是核攻擊，其必然立即啟動(dòng)大規(guī)模反擊行動(dòng)，結(jié)果就是不堪設(shè)想的世界核大戰(zhàn)。

意外爆炸的發(fā)生不能排除

導(dǎo)彈的意外爆炸并不少見，但在潛艇的碰撞中還沒有發(fā)生過，而且隨著固體燃料導(dǎo)彈逐步替代液體燃料導(dǎo)彈和燃料成分的改進(jìn)，這種可能將會(huì)越來越小，但由于碰撞原因和過程十分復(fù)雜，爆炸事故并不能完全排除。

總的來看，逐步淘汰的液體燃料導(dǎo)彈較容易受機(jī)械碰撞而爆炸。1980年9月18日，美軍小石城導(dǎo)彈基地，“大力神一2“洲際彈道導(dǎo)彈在發(fā)射井中發(fā)生爆炸，傷

亡數(shù)十人。原因是當(dāng)天下午1名技術(shù)人員在發(fā)射井內(nèi)的第3層平臺(tái)作業(yè)時(shí)，不慎將一金屬的扳手套筒掉入井底。由于第3層平臺(tái)距離井底較高，這個(gè)重1.35千克的套筒落到井底后又反彈起來，撞到了導(dǎo)彈第1級(jí)燃料箱的外殼，撞出了一條裂縫。燃料開始外泄。這種燃料比汽油還易燃易爆，加之當(dāng)時(shí)搶險(xiǎn)人員措施不力，沒能徹底阻止導(dǎo)彈燃料外泄，從而導(dǎo)致了慘劇發(fā)生。所幸的是重約3.5噸的核彈頭雖然被爆炸拋到了100米外的泥土里，但未發(fā)現(xiàn)核泄漏。

而另一起事故則說明近年固體燃料導(dǎo)彈要相對(duì)安全些。2003年11月7日，美國(guó)“喬治亞”號(hào)核潛艇在華盛頓州布杰德灣附近的班戈?duì)柡＼娀夭鹦秾?dǎo)彈時(shí)發(fā)生事故。當(dāng)時(shí)該艇完成戰(zhàn)備巡邏任務(wù)后，在碼頭使用起重機(jī)從發(fā)射筒中拆卸“三叉戟”導(dǎo)彈，但由于疏忽，竟然把下發(fā)射筒用的舷梯忘在了筒內(nèi)，起重機(jī)操作手在沒有檢查的情況下開始提升導(dǎo)彈，結(jié)果導(dǎo)致導(dǎo)彈外層鋼殼緊鄰核彈頭的部位被舷梯撞了一個(gè)200毫米深的洞，核彈頭也受到了撞擊。但并未造成任何保險(xiǎn)裝置啟動(dòng)或核泄漏。但這并不是說固體燃料導(dǎo)彈就可以掉以輕心，碰撞中可能產(chǎn)生的瞬時(shí)高強(qiáng)度靜電就是固體燃料導(dǎo)彈的潛在殺手。1985年1月11日，美國(guó)“潘興”導(dǎo)彈的固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)射時(shí)由于靜電導(dǎo)致爆炸，三人死亡。

另一方面，即使?jié)撋鋸椀缹?dǎo)彈意外發(fā)射，核彈頭也不會(huì)在飛行盡頭而爆炸。這是因?yàn)閺椀缹?dǎo)彈核彈頭上有多重保險(xiǎn)，其中一種就是程序保險(xiǎn)，也就是說導(dǎo)彈飛行中經(jīng)歷的多次重力環(huán)境和運(yùn)動(dòng)程序的變化，其才可能完全解除保險(xiǎn)。例如，彈道導(dǎo)彈從起飛到下落目標(biāo)區(qū)大致要經(jīng)過：一級(jí)火箭正加速——二級(jí)火箭正加速——頭體分離——上升減速飛行——失重——下落加速飛行等，彈頭內(nèi)的環(huán)境感應(yīng)裝置必須經(jīng)過這幾個(gè)環(huán)節(jié)才能解除保險(xiǎn)，減少任何一個(gè)環(huán)節(jié)彈頭都將無法最終加電引爆。

核潛艇“碰撞”中的核武器安全問題分析

“碰撞”中的核武器是否會(huì)發(fā)生爆炸或污染是此次碰撞事故中人們普遍關(guān)心的問題。對(duì)1950年至1980年冷戰(zhàn)時(shí)期美國(guó)公布的32起核武器事故分析表明，引起放射性材料散落污染的占1／3；只發(fā)生炸藥爆炸或著火，而無钚散落的約占1／3；還有1／3的事故沒有發(fā)生炸藥爆炸。上述分析結(jié)果中值得注意的是并無一起核爆炸事故發(fā)生，這主要得益于對(duì)核武器安全技術(shù)的重視，目前這些技術(shù)主要包括：允許解保裝置、鈍感高能炸藥、增強(qiáng)核爆炸安全裝置、耐火彈芯和環(huán)境敏感裝置等。它們可對(duì)碰撞中核彈頭的意外核引爆、化學(xué)爆炸和核泄漏起到遏止作用。不過，由于種種原因戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇發(fā)生”碰撞”并不排除存在著發(fā)生核武器安全問題的可能性。

意外核引爆的可能性極小

為了防止核武器遇到異常環(huán)境時(shí)的過早解保，設(shè)計(jì)人員把引爆核武器的關(guān)鍵電氣部件隔離設(shè)計(jì)在一個(gè)“禁區(qū)”里，這一“禁區(qū)”就是增強(qiáng)核爆炸安全裝置。該裝置用結(jié)構(gòu)殼體和絕緣材料包住，使其與無關(guān)電源絕緣。正常的解保和引爆信號(hào)要想進(jìn)入該禁區(qū)，只能通過禁區(qū)內(nèi)的兩個(gè)獨(dú)立“強(qiáng)連接”開關(guān)。在增強(qiáng)核爆炸安全裝置中，除了這兩個(gè)獨(dú)立的“強(qiáng)連接”開關(guān)外，還有一個(gè)“弱連接”開關(guān)。“弱連接”開關(guān)是一種功能器件，其作用是在“強(qiáng)連接”遭破壞之前首先自行失效，它對(duì)正常引爆核武器起著至關(guān)重要的作用，可使非正常動(dòng)作無法觸發(fā)核武器的引爆系統(tǒng)。

近年來，各國(guó)核武器的保安裝置又增設(shè)了一個(gè)飛行行為密碼(即前面提到的程序保險(xiǎn))，即使國(guó)家首腦已批準(zhǔn)發(fā)射，如果導(dǎo)彈未按預(yù)定軌道飛行，也不會(huì)發(fā)生核爆炸。英美從1977年開始在核武器中采用增強(qiáng)核爆炸安全裝置，到20世紀(jì)90年代初，兩國(guó)核武器中已有一半安裝了這種裝置，2000年后所有的核武器都裝有這種安全裝置。實(shí)際上，所謂的增強(qiáng)核爆炸安全裝置就像是飛機(jī)上的“黑匣子”，由于其由結(jié)構(gòu)殼體和絕緣材料包裹，即使在高溫、撞擊、水浸和化學(xué)物質(zhì)腐蝕的情況下也不會(huì)被破壞，從而避免導(dǎo)致核彈頭的爆炸。

化學(xué)爆炸的可能性存在

在早期的核武器中，各國(guó)大量采用爆速高、能量大的炸藥，這種炸藥不能防止化學(xué)爆炸事故。為了防止化爆，各國(guó)更多地在核武器中采用鈍感炸藥。鈍感炸藥在發(fā)生燃燒和撞擊時(shí)不會(huì)發(fā)展成爆轟，但難于起爆就意味著易于熄火。因此，鈍感炸藥研制及其爆轟性能研究是當(dāng)前核武器物理的研究重點(diǎn)之一。

鈍感高能炸藥是一種比核武器中使用的普通高能炸藥對(duì)異常環(huán)境敏感性小得多的炸藥。用鈍感高能炸藥制造的核武器，在異常環(huán)境下不易發(fā)生爆炸，因而提高了核武器的安全性能。美國(guó)從1979年開始在核武器中使用鈍感炸藥，到上個(gè)世紀(jì)90年代初，大約有1／4的核武器使用了這種高能炸藥，還計(jì)劃使更多的核武器換上鈍感高能炸藥。美國(guó)對(duì)核武器的軍標(biāo)是“一點(diǎn)安全”，就是指核武器在撞擊或槍擊等異常環(huán)境下武器中炸藥任何一點(diǎn)起爆所產(chǎn)生的核爆放能在4磅TNT當(dāng)量以上的概率小于10^-6?？梢娫谂鲎仓邪l(fā)生核爆炸的概率非常低。

核泄漏污染的可能性存在

核武器中的钚是一種劇毒物質(zhì)，如果在運(yùn)輸事故中發(fā)生了化學(xué)爆炸，盡管無核能釋放，仍可使钚(钚的熔點(diǎn)為641℃)以氣溶膠方式散落在很大范圍內(nèi)(如在下風(fēng)方向可達(dá)100平方千米，清理需花5億美元)，嚴(yán)重威脅居民安全。另外，核彈頭在燃燒中也可能造成其中钚材料的燃燒汽化。

為此，英美部分核武器采用耐火彈芯的設(shè)計(jì)，即在裂變材料外面增加一層保護(hù)層。該層為高熔點(diǎn)、耐受熔融钚腐蝕的金屬殼，能抗1000℃(這是一般飛機(jī)失事的著火溫度)以下幾小時(shí)的燃燒。耐火彈芯和鈍感炸藥結(jié)合使用可在任何撞擊和著火事故中保持彈芯的完整，避免發(fā)生钚散落污染事件。核大國(guó)的核彈頭殼體(即再入殼體)在設(shè)計(jì)中考慮到需要經(jīng)歷再人大氣層時(shí)的數(shù)千度高溫和大過載，結(jié)構(gòu)都十分堅(jiān)固，因此此次碰撞中如果發(fā)生火災(zāi)和機(jī)械撞擊，所產(chǎn)生的核泄漏污染將十分有限，但如果撞擊猛烈并直接撞擊到核彈頭，可能造成彈頭破裂，從而導(dǎo)致對(duì)空氣或海水的核污染。

可能損害核武器的輻射屏蔽殼

此次碰撞對(duì)英法兩國(guó)戰(zhàn)略核力量_的危害是毋庸置疑的：兩國(guó)潛艇都在第一時(shí)間退出了正常的戰(zhàn)備巡邏，而且國(guó)家安全的支柱戰(zhàn)略核潛艇都遭受到了不同程度的破壞，特別是英國(guó)核潛艇的修復(fù)難度更大，此外此次事件還造成了巡邏區(qū)暴露和外界對(duì)兩國(guó)核安全穩(wěn)定的質(zhì)疑。除此之外，此次事故還可能對(duì)英國(guó)核武器的輻射屏蔽殼造成損害。

在此次碰撞事故中，以美國(guó)的W76彈頭為藍(lán)本而設(shè)計(jì)的英國(guó)“三叉戟－2／D5”彈頭是一種氫彈，而輻射屏蔽殼是氫彈的4個(gè)組成部分之一，其他3個(gè)部分分別為初級(jí)、次級(jí)和輻射通道。其中，輻射屏蔽殼和輻射通道在初級(jí)和次級(jí)之間起到橋梁作用。如果輻射屏蔽殼太薄，就無法保證核彈頭在發(fā)射、飛行、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)冗^程中完好無損，因此，一旦發(fā)生意外，該核彈頭可能因受到撞擊后變形或者破裂，輻射射線就會(huì)泄漏，使初級(jí)產(chǎn)生的能量無法按照設(shè)計(jì)傳遞到次級(jí)，次級(jí)就無法達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度和壓力，就好象水管破裂后，管內(nèi)壓力就會(huì)降低，水就無法輸送到出口。也就是說，核彈頭的起爆效果將受到極大影響，甚至成為啞彈。2004年2月，美國(guó)4名核科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)了W76的輻射屏蔽殼可能存在這樣的問題。

此次英法潛艇的碰撞雖然沒有造成對(duì)“三叉戟－2／D5”核彈頭的直接機(jī)械撞擊，但是在震蕩中是否造成輻射屏蔽殼等部件的結(jié)構(gòu)損害，在沒有回廠檢測(cè)或爆炸試驗(yàn)的情況下，就無法得出相應(yīng)結(jié)論；如果輻射屏蔽殼發(fā)生斷裂或變形，從而可能造成“三叉戟－2／D5”彈頭爆炸當(dāng)量不足，威力降低，甚至無法引爆，那么英國(guó)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈核潛艇將成為一種擺設(shè)。