2018年國外核科技工業(yè)發(fā)展縱覽

張 莉 孫曉飛 文

2018年，美俄等國出臺新的戰(zhàn)略規(guī)劃和政策，確保核工業(yè)與技術(shù)發(fā)展繼續(xù)保持世界領(lǐng)先；主要核國家推進(jìn)核力量現(xiàn)代化建設(shè)，積極開發(fā)核材料生產(chǎn)新工藝和貯存方法，發(fā)展和建設(shè)新型海軍核動力裝備，為深空探測和載人航天積極發(fā)展空間核動力技術(shù)。民用核工業(yè)方面，美俄法印等國出臺政策并大力支持先進(jìn)核能技術(shù)發(fā)展；國際社會對核安全愈加重視，積極探索新的防擴(kuò)散技術(shù)；美俄博弈，雙邊核裁軍逐漸進(jìn)入僵持狀態(tài)。

戰(zhàn)略與管理

核威懾與核能力重新成為戰(zhàn)略重心。6月，斯德哥爾摩國際和平研究所發(fā)布2018年年鑒，評估了當(dāng)前擁有核武器的國家的核力量發(fā)展態(tài)勢，認(rèn)為“將戰(zhàn)略重心重新放在核威懾和核能力之上是一個令人十分擔(dān)憂的趨勢”。年鑒還公布了全球核武器數(shù)量，截至2018年初，全球擁有核彈頭的國家仍然為9個，分別為美國、俄羅斯、英國、法國、中國、印度、巴基斯坦、以色列和朝鮮，總量約為14645枚（上年14935），其中處于作戰(zhàn)部署狀態(tài)的核彈頭約為3750枚。相比于2017年初，核彈頭總量在14935枚基礎(chǔ)上減少了290枚。美國擁有6800枚核彈頭(部署1750枚)，俄羅斯有7000枚(部署1600枚)，英國有215枚(部署120枚)，法國有300枚(部署280枚)，印度有130～140枚，巴基斯坦有140～150枚，以色列有約80枚，朝鮮有10～20枚。

美國新版《核態(tài)勢評估報告》大幅調(diào)整核戰(zhàn)略與政策。2月，美國特朗普政府發(fā)布新版《核態(tài)勢評估》報告。與2010年版報告相比，新報告在安全環(huán)境判定、核威懾戰(zhàn)略、核武器運(yùn)用政策、核力量發(fā)展政策等方面都有重大變化，標(biāo)志著美國核戰(zhàn)略與政策的大幅調(diào)整，將對世界核態(tài)勢產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)影響，引起高度關(guān)注。報告在國際安全環(huán)境的判定上，認(rèn)為急劇惡化，面臨的威脅更復(fù)雜多變，將俄中列為第一類威脅來源；在核武器地位與作用上，提出核力量在懾止核與非核攻擊、給盟國提供延伸威懾等四個方面發(fā)揮重要作用，強(qiáng)調(diào)核力量在國家安全中的重要性和獨特性；在威懾戰(zhàn)略上，采取定制戰(zhàn)略應(yīng)對不同威脅，提高戰(zhàn)略的靈活性、多樣性、適應(yīng)性；在核力量建設(shè)上，對現(xiàn)有核力量延壽升級，同時全面推進(jìn)“三位一體”核力量更新?lián)Q代，擴(kuò)大核力量和核武器基礎(chǔ)設(shè)施投資；在打擊核恐怖主義與核軍控上，繼續(xù)打擊核恐怖主義，在國際核軍控上態(tài)度消極，可參加安全且可核查、可執(zhí)行的軍控協(xié)議。

俄羅斯總統(tǒng)2018年國情咨文強(qiáng)調(diào)核武器使用政策。3月，俄羅斯總統(tǒng)普京發(fā)布國情咨文，重申了俄核武器使用政策，同時強(qiáng)調(diào)俄羅斯開發(fā)新型戰(zhàn)略武器系統(tǒng)是對美國單方面退出《反彈道導(dǎo)彈條約》并建立全球反導(dǎo)系統(tǒng)的回應(yīng)，反制意圖明顯。自1993年以來，俄總統(tǒng)發(fā)布國情咨文是慣例，但今年格外引人關(guān)注，主要原因是它用了較大篇幅，并配合視頻，闡述了核武器等裝備的現(xiàn)代化進(jìn)展，著重展示了正在研制的6種最新戰(zhàn)略武器裝備，其中至少4型是核武器裝備航導(dǎo)彈、可攜帶核彈頭的核動力無人潛航器、重型洲際彈道導(dǎo)彈“薩爾馬特”和核常兼?zhèn)涞母叱曀賹?dǎo)彈。

工業(yè)與能力發(fā)展

美國積極謀劃提升核軍工能力，增強(qiáng)核威懾能力。加強(qiáng)核武器钚彈芯生產(chǎn)能力建設(shè)，提升核威懾能力。2月，美國明確提出了新的钚彈芯生產(chǎn)目標(biāo)：到2026年，每年能夠生產(chǎn)30個钚彈芯；到2030年，每年生產(chǎn)至少80個钚彈芯，以維持軍方的核武器計劃。5月，美國決定由洛斯阿拉莫斯國家實驗室與薩凡納河場址共同生產(chǎn)钚彈芯。洛斯阿拉莫斯將保持每年生產(chǎn)30個钚彈芯，薩凡納河場址每年生產(chǎn)50個钚彈芯。

啟用洛斯阿拉莫斯沖擊物理實驗設(shè)施。2月，美國國家核軍工管理局和洛斯阿拉莫斯國家實驗室為狀態(tài)方程（DEOS）設(shè)施舉行了慶?；顒?。該設(shè)施將持續(xù)開展沖擊物理實驗，支持國家核軍工管理局的科學(xué)和核武器庫存工作。新設(shè)施中將安置氣槍和火藥槍，可在極端條件下產(chǎn)生基本的、高精度沖擊波數(shù)據(jù)。

英國核武器裝配設(shè)施嚴(yán)重老化，影響核武器生產(chǎn)能力。核彈頭裝配設(shè)施面臨提升安全性或停運(yùn)的挑戰(zhàn)。8月，英國核監(jiān)管部門下令立即對原子武器研究所的英國核彈頭裝配設(shè)施進(jìn)行安全改造。但即使安全改造完成，該裝配設(shè)施的運(yùn)行也不能持續(xù)很長時間；如安全問題沒有解決，那么該設(shè)施可能立刻停運(yùn)，此舉可能對英國潛艇艦隊的核武器裝配產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

印度積極發(fā)展核電，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模。將建成耗資170億美元的第一座核電園區(qū)。7月，印度表示，庫丹庫拉姆6個核電機(jī)組建成總投入約為170億美元，預(yù)計將在2025-2026年間逐步建成。到2026年，庫丹庫拉姆將成為該國第一座核電園區(qū)。核電園區(qū)是指擁有多座大容量反應(yīng)堆的場址，總裝機(jī)容量不小于6000兆瓦。

核技術(shù)與裝備發(fā)展

核武器、核材料技術(shù)與裝備。美國通過“以科學(xué)為基礎(chǔ)”的方法和手段推進(jìn)庫存核武器的認(rèn)證和核武器型號的研制。W88核彈頭370改型計劃取得進(jìn)展。1月，桑迪亞國家實驗室通過了核武器委員會對W88核彈頭370改型計劃中解保、引信和點火子系統(tǒng)的最終設(shè)計審查，Y-12國家安全綜合體也被批準(zhǔn)為W88核彈頭370改型制造零部件，比原定計劃提前了近兩年。最新計劃是2019年12月制造出第一個部件產(chǎn)品。

勞倫斯利弗莫爾開展核爆炸化學(xué)性質(zhì)研究。7月，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室宣布，已開發(fā)出一種等離子體流反應(yīng)器，用于實驗?zāi)M爆炸后火球的后期冷卻過程，這種反應(yīng)器可以幫助研究人員更好地理解化學(xué)反應(yīng)與微物理過程（如成核、凝結(jié)、生長等）的相互聯(lián)系。

橡樹嶺國家實驗室完成氘原子核的量子計算。8月,美國橡樹嶺國家實驗室的核物理學(xué)家和量子信息科學(xué)家開展了一項合作，使用開源軟件和云訪問量子處理器首次完成了氘原子核的量子計算。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，科學(xué)家采用一個簡單而真實的氘核模型，并對計算過程進(jìn)行了調(diào)整。量子計算將氘核的結(jié)合能的計算精度提高到幾個百分點以內(nèi)，這成為在量子處理器單元上進(jìn)行可擴(kuò)展核結(jié)構(gòu)計算的第一步。

美國使用新核材料生產(chǎn)途徑并提升核材料貯存能力的方法以支持核軍工。將20噸“稀釋”高濃鈾用于生產(chǎn)武器用氚。8月，美國能源部國家核軍工管理局（NNSA）和田納西峽谷管理局宣布，將20噸高濃鈾“稀釋”為低濃鈾用以生產(chǎn)氚。根據(jù)國家核軍工管理局的報告，要“稀釋”的高濃鈾是由Y-12國家安全聯(lián)合體加工、包裝和裝運(yùn)的。

增加洛斯阿拉莫斯國家實驗室钚存量。7月中旬，美國國家核軍工管理局正式公布洛斯阿拉莫斯國家實驗室增加钚存量的環(huán)境評估結(jié)果，結(jié)果允許洛斯阿拉莫斯一棟建筑的容許放射性“危險物質(zhì)”庫存從38.6克“钚等效材料”增至400克，國家核軍工管理局堅稱，提高該建筑的容許放射性“危險物質(zhì)”存量“是確保美國國家核軍工管理局維護(hù)和管理國家核儲備能力所必需的”。

俄羅斯積極研發(fā)新型戰(zhàn)略核武器裝備。公布“海燕”核動力巡航導(dǎo)彈。3月，俄羅斯總統(tǒng)普京在國情咨文大會上，高調(diào)公布了俄羅斯軍隊的新型武器——“海燕”核動力巡航導(dǎo)彈，稱“海燕”是全球獨一無二的導(dǎo)彈，具備無限射程、可避開所有反導(dǎo)攔截系統(tǒng)、“近乎無敵”。展示視頻模擬了一個裝有核動力裝置的巡航導(dǎo)彈繞過導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的飛行過程。

軍用核動力。美持續(xù)推動空間核動力技術(shù)發(fā)展，已解決空間反應(yīng)堆電源開發(fā)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性問題。成功測試Kilopower空間電源。5月，NASA宣布，在2017年11月到2018年3月，成功對新型Kilopower空間反應(yīng)堆電源樣機(jī)進(jìn)行熱試。Kilopower空間反應(yīng)堆電源充分采用成熟度較高的技術(shù)，是全球首個采用堆芯內(nèi)熱管冷卻的反應(yīng)堆，代表了空間反應(yīng)堆電源設(shè)計的新方向，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安全可靠性高、功率可縮放、開發(fā)成本低等特點，技術(shù)突破后可應(yīng)用于各種軍事任務(wù)，還可用于深海、深遠(yuǎn)內(nèi)陸等。

俄成功驗證下一代核潛艇用“永久”反應(yīng)堆。俄羅斯開發(fā)出下一代核潛艇用“永久”反應(yīng)堆。8月，俄羅斯原子能國家公司（Rostom）下屬阿夫里坎托夫設(shè)計局表示，已經(jīng)開發(fā)并成功測試了一種“永久”反應(yīng)堆，可為俄羅斯最新核潛艇的整個壽期中提供動力。

核電與核燃料循環(huán)。美國發(fā)布新政策新規(guī)范，促進(jìn)核能創(chuàng)新和安全發(fā)展。通過《核能創(chuàng)新能力法案》。9月，美國眾議院通過《核能創(chuàng)新能力法案》。該法案將指導(dǎo)能源部優(yōu)先考慮與私人創(chuàng)新者建立伙伴關(guān)系，測試和展示先進(jìn)反應(yīng)堆概念。

發(fā)布先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管指南。4月，美國核管會（NRC）發(fā)布了監(jiān)管指南1.232《開發(fā)非輕水反應(yīng)堆主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)指南》。該監(jiān)管指南的《通用反應(yīng)堆設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》涵蓋了大多數(shù)非輕水反應(yīng)堆技術(shù)，還包括鈉冷快堆和高溫氣冷堆的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

首次在核電站使用耐事故燃料。3月，美國佐治亞州哈奇1核電站1號機(jī)組開始使用耐事故燃料測試組件運(yùn)行，這是美國首次在商用核反應(yīng)堆中安裝耐事故燃料。這種燃料測試組件可提供在各種條件下抗氧化性和“優(yōu)良的材料性能”，在較高溫度下的低氧化速率進(jìn)一步提高了安全限制裕度。

俄法關(guān)鍵核能項目取得突破性進(jìn)展?！傲_蒙諾索夫院士”號海上浮動核電站首航。4月，俄羅斯“羅蒙諾索夫院士”號海上浮動核電站建造完工，并從圣彼得堡首航。這是世界首座下水航行的浮動核電站?！傲_蒙諾索夫院士”號定于2019年交付使用，可為靠近海洋的邊遠(yuǎn)地區(qū)、海島及海上設(shè)施提供電力及海水淡化服務(wù)，是俄羅斯有效利用北極巨大資源并建立軍事基地的核心戰(zhàn)略之一。

法國將開發(fā)100～200兆瓦增殖快堆。1月，法國原子能委員會（CEA）提出將計劃建造的Astrid（“工業(yè)示范用先進(jìn)鈉技術(shù)反應(yīng)堆”）原型增殖反應(yīng)堆的堆功率從600兆瓦降至100～200兆瓦。增殖堆可以燃燒乏燃料、钚和其他核廢物。

核軍控與核安全。美俄雙邊核裁軍進(jìn)程在博弈中進(jìn)入僵持狀態(tài)。俄羅斯質(zhì)疑美國新《削減戰(zhàn)略武器條約》履約情況。2月，俄羅斯對美國是否遵守新《削減戰(zhàn)略武器條約》提出質(zhì)疑，并警告稱美國的新核戰(zhàn)略會降低使用核武器的門檻。俄認(rèn)為，美新版《核態(tài)勢評估》報告是建立在對俄意圖的錯誤假設(shè)上，包含了令人擔(dān)憂的核武器現(xiàn)代化計劃，還指出美國“武斷地”將一些地下導(dǎo)彈發(fā)射場改造成了訓(xùn)練設(shè)施。

美國眾議院采取行動廢除與俄羅斯的核軍控條約。5月，美國眾議院軍事委員會稱已經(jīng)采取措施，準(zhǔn)備廢除與俄羅斯簽署的為期30年的《中程導(dǎo)彈條約》，并支持特朗普總統(tǒng)廢除該協(xié)議。這項措施被寫入2019財年國防開支法案草案中。

國際社會積極探索新防擴(kuò)散技術(shù)，核安全挑戰(zhàn)依舊嚴(yán)峻。勞倫斯利弗莫爾實驗室利用深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行核不擴(kuò)散分析。8月，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室稱，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以幫助核不擴(kuò)散分析人員防止無賴國家或邪惡勢力制造核武器。為了將核不擴(kuò)散分析的規(guī)模擴(kuò)展到計算機(jī)自動處理數(shù)據(jù)的量級，該實驗室正在開發(fā)從大量數(shù)據(jù)中篩選出核擴(kuò)散活動證據(jù)的新的深度學(xué)習(xí)和高性能計算算法。

英國防部拒絕透露“三叉戟”核潛艇及核武器系統(tǒng)年度安全評級。7月，英國國防部以“國家安全”為由，拒絕透露克萊德海軍基地“三叉戟”核武器系統(tǒng)和核動力潛艇的官方安全評級。專家指責(zé)國防部試圖逃避公眾監(jiān)督，掩蓋“錯誤和無能”，并危及公共安全。