核试验

核试验 [1] ,为了军事研究和科学研究目的在预定条件下进行的核爆炸装置或核武器爆炸试验。

其主要目的是:鉴定核爆炸装置的威力及其他性能,验证理论计算和结构设计是否合理,为改进核武器设计或定型生产提供依据;在核爆炸环境下研究核爆炸现象学和各种杀伤破坏因素的变化规律;研究核爆炸的和平利用等。它是一项规模很大、需要多学科、多部门协同配合和耗费大量人力、物力的科学试验,人类的第一次核试验是在美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯洛斯阿拉莫斯国家实验室完成的。

核试验一般可分为三个阶段:

准备核试验装置和场地,布设控制设备,安放记录仪器和效应物,制定安全保障措施和意外情况的应急措施等。在进行大气层试验时,应十分注意选择气象条件,以尽量减少放射性沉降的危害。

引爆核装置,测量记录核爆炸的各种信号,速报试验的初步结果,收集爆炸产物样品,回收试验成果,探测放射性剂量分布等。

判读、处理并分析测试数据,作出试验总结。

按试验时的环境条件不同,核试验的方式有:大气层核试验、高空核试验、地下核试验水下核试验。核试验方式的选择与试验目的有关。

指爆炸高度在30公里以下的空中核试验和地(水)面核试验。核装置可用飞机或火箭运载、气球吊升等方法送到预定高度,也可置于铁塔或地(水)面上爆炸。大气层核试验便于进行大气中的力学、光学、核辐射与电磁波的测量,以及放射性沉降规律的研究,及时回收核反应产物,观测和研究核爆炸效应;但是,大气层核试验会造成一定程度的放射性污染,且不利于保密。爆炸高度大于一定值时,可避免爆炸气浪掀起的地(水)面尘(水)柱与烟云相接,大大减少局部放射性沉降。直接在地(水)面或铁塔上进行核试验,核装置固定,便于测试,但由于烟云与地(水)面尘(水)柱相混,会造成比较严重的局部环境污染。

爆炸高度大于30公里的核试验。其中,爆炸高度在 100公里以上的亦称外层空间(或宇宙空间)核试验。试验用运载火箭将核装置送到预定高度实施爆炸。主要目的是:研究高空核爆炸的各种效应,如核辐射电磁脉冲X射线等对导弹弹头和航天器的破坏作用,为研制反导弹导弹或反航天器的核弹头和提高核武器的突防能力提供依据;研究高空核爆炸对无线电通信和雷达系统的影响;研究电子流地磁场中的运动规律等。

将核装置放在竖井或水平坑道中爆炸的核试验。其爆炸效应的研究受到一定限制,场地的工程量较大,尤其是大当量试验困难较多。但封闭式地下核试验有其明显的优点:核装置位置固定,便于测试,特别有利于近区物理测量;受气象条件影响小,利于安全保密,可减少对环境的放射性污染;便于创造模拟高空环境的真空条件,研究某些高空核爆炸效应;还可研究核爆炸的和平利用,如探索开挖矿藏和制取特殊材料的可能性等。

靶船鱼雷深水炸弹将核装置送至水下预定深度爆炸的核试验。目的是研究核爆炸对舰艇、海港、大型水利设施等的破坏效果,或进行反潜艇研究等。

自从1996年联合国通过《全面禁止核试验条约》之后,上述物理核试验由于条约的约束,在各个签署国家已经停止。由于计算机技术的发展;利用计算机技术模拟核试验由于不受条约约束;在签署国之间模拟核试验并没有停止。各国研究的方向、方法,要解决的问题等等由于保密,外界还不得而知。

通过核装置爆炸进行的试验研究工作。其主要目的是:鉴定核装置的威力及其他性能,验证理论计算和结构设计是否合理,为改进核武器设计或定型生产提供依据;在核爆炸环境下研究核爆炸现象学和各种杀伤破坏因素的变化规律,研究核爆炸的和平利用等。它是一项规模很大、需要多学科、多部门协同配合和耗费大量人力、物力的科学试验。

核试验有各种分类方法。按试验目的,可分为武器原理试验、武器改进试验、武器定型试验、武器安全试验、效应研究试验,以及为和平利用所进行的核试验等。但这种分类并不十分严格。通常,一次核试验可包含多重目的。

核试验一般可分为4个阶段:(1)制定方案阶段。研究设计核试验装置,确定试验总体方案。(2)准备阶段。按总体方案准备核试验场及测试仪器。制定核试验各种测试方案及安全措施和意外情况的应急措施。(3)实施阶段。核试验场上安装调试控制设备和测量记录设备,布放效应物,待试验工程全部完成后,进行试验前的综合预演。试验时,引爆核装置,记录测量核爆炸的各种信号,收集爆炸产物样品,回收试验成果,探测放射性剂量分布等。(4)分析和总结阶段。判断、处理并分析测试数据,作出试验总结。

试验方式可分为:

(1)大气层核试验。包括爆炸高度在海拔30千米以下的空中核试验和地面核试验。大气层核试验便于实施,也有利于对力学、光学、核辐射、核电磁脉冲、放射性沉降等各种毁伤效应的测量和研究,能观测研究核爆炸景象,并及时回收核爆炸产物样品及测量记录仪器。大气层核试验受气象条件限制,会造成不同程度的放射性沾染,也不利于保守核武器设计的秘密。

(2)地下核试验。按比例埋深可分为成坑地下核试验和封闭式地下核试验。通常多采用封闭式地下核试验,这种试验方式有利于物理诊断,便于屏蔽,可模拟某些高空环境研究高空核爆炸效应,而且放射性几乎全部封闭于地下,受气象条件影响较小,有利于核试验中的安全和保密。同时,核试验场的规模比较小,便于组织实施,还可以研究核爆炸的和平利用。但这种核试验的工程量大,周期长,不便于进行百万吨梯恩梯当量级大威力的试验,进行毁伤效应试验也受到限制。

(3)高空核试验。爆心在海报30千米或以上的核试验。主要目的是研究高空核爆炸杀伤破坏效应、地球物理效应和外层空间核爆炸探测技术等,研究利用核爆炸毁伤效应进行反弹道导弹、反卫星和用于外层空间作战的可能性。

(4)水面(下)核试验。主要目的是研究水面或水下核爆炸对舰艇、海港、大型水利设施和建筑物的破坏效应以及放射性沾染等。全世界只有美、苏两国进行过水下和高空核试验。

核试验测试项目由实验目的和方式决定。通常可分为3类:(1)物理测试;(2)放射化学分析;(3)效应测量与观察。核武器或核爆炸装置的起爆、各种测试系统及供电系统的实时操作,都是依靠严格的程序进行自动控制。

测量与分析核爆炸的结果,确定核装置的爆炸当量,判明核装置内部核反应的情况,测定核爆炸效应参数等。诊断手段的选择依试验目的与方式而定,通常可分成两大类。

核辐射(瞬发中子、γ射线)与X射线测量。 这些射线的强度与爆炸当量有关,它们的能量分布(能谱)随时间的变化(时间谱)和随角度的变化(角分布),能反映核装置的物理特性。测量不同距离上的核辐射,可积累辐射剂量破坏效应的数据并研究其规律。②光学测量大气层核试验时,可测量核爆炸火球发展和光辐射(包括紫外线、可见光与红外线)强度随时间的变化,用以估算当量,并提供光辐射破坏效应数据。③力学测量。测量距爆心不同距离处介质中的冲击波。它可用来测定当量并提供破坏效应的力学数据。④电磁脉冲测量。用来研究核爆炸的电磁脉冲效应,在一定条件下可判断爆炸类型并粗估当量。

大气层核试验时,可用携带取样器的飞机或火箭,收集爆炸产物样品或沉降物样品;地下核试验时,采用钻探等方法取样。从样品中分析裂变产物的生成量,可推断裂变当量的大小。分析核装料中各种同位素含量的变化,可得到核装料的燃耗等数据。放射化学测量与分析是测定核爆炸当量较可靠的手段。此外,核试验时,根据需要还可进行放射性沾染参数的测量和各种杀伤破坏效应的实验与观测。

从1945年7月16日美国进行世界上首次核试验到1989年底,各国共进行了1800多次核试验。其中,美国900多次,苏联600多次,法国180多次。美、苏两国核试验次数约占总数的90-。中国于1964年10月16日在新疆罗布泊核试验场进行了首次原子弹试验,1966年12月28日进行了首次氢弹原理试验。拥有核武器的国家一般都是首先进行大气层核试验。因为它易于实现,便于积累有关冲击波光辐射核辐射等的试验资料,实地研究各种杀伤破坏效应,并便于对大当量氢弹进行验证。在这些目的达到之后,就逐步转入地下核试验。美、 苏、 英三国在进行了大量的大气层和其他方式的核试验之后,1963年8月在莫斯科签订了《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》(见《部分禁止核试验条约》);1974年7月,美、苏两国又签订了《限制地下核试验当量条件》,规定从1976年3月31日起,不再进行爆炸当量在15万吨以上的地下核试验。由于美、苏两国已积累了大量的核试验资料,完全有可能通过低当量的地下核试验研制和完善各种核武器。中国于1964年10月16日进行了首次原子弹试验。1966年12月28日进行了氢弹原理试验。

除美、苏、英、法和中国已掌握核武器外,印度在1974年进行过一次核试验。一般认为,掌握必要的核技术并具有一定工业基础及经济实力的国家,也完全有可能制造原子弹。

括号内为最近一次核试年份:

美国1030次(1992年)

苏联715次(1990年)

法国210次(1996年)

英国45次(1991年)

中华人民共和国45次(1996年)

印度6次(1998年)

巴基斯坦6次(1998年)

北朝鲜3次(2013年)

核试验(如美国,苏联)产生的放射性尘埃至今仍有的残留在大气中,部分通过生物圈进入生物体内,这反而产生了新的测年法--核弹测年法 [2]

全面禁止核试验条约》 (Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty) 是一项旨在促进全面防止核武器扩散、促进核裁军进程,从而增进国际和平与安全的条约。早在1954年印度领导人贾瓦哈拉尔尼赫鲁首次在联合国大会上提出缔结一项禁止核试验国际协议的要求。1994年3月,日内瓦裁军谈判会议正式启动全面核禁试条约的谈判。经过两年半的努力,1996年8月20日,会议拟订《全面禁止核试验条约》文本,但由于印度的反对未能获得通过。后来根据澳大利亚的提议,《全面禁止核试验条约》文本直接送交第50届联合国大会审议。1996年9月10日,联合国大会以158票赞成、3票反对、5票弃权的压倒多数票通过了《全面禁止核试验条约》。

《全面禁止核试验条约》包括序言、17条、两个附件及议定书。条约规定,缔约国将作出有步骤、渐进的努力,在全球范围内裁减核武器,以求实现消除核武器,在严格和有效的国际监督下全面彻底核裁军的最终目标。所有缔约国承诺不进行任何核武器试验爆炸或任何其他核爆炸,并承诺不导致、鼓励或以任何方式参与任何核武器试验爆炸。

条约还规定,经签署国按照各自宪法程序批准后,条约将从所有44个裁军谈判会议成员国交存批准书之日起第180天生效,截至2004年9月,44个国家中已有32个批准了该条约。1996年9月24日,该条约开放供所有国家签署。中国等16个国家的领导人或外长当天在纽约联合国总部首批签署了全面禁止核试验条约。截至2004年9月,全世界已有172个国家签署了该条约,116个国家批准了这一条约。

1999年10月,联合国在维也纳首届召开促进《全面禁止核试验条约》生效大会。2001年11月,第二届《全面禁止核试验条约》生效大会在纽约举行。2003年9月,第三届促进《全面禁止核试验条约》生效大会在维也纳举行。

不扩散核武器条约》 (Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons -- NPT) 又称“防止核扩散条约”或“核不扩散条约”,是1968年1月7日由英国、美国、苏联和其他59个国家分别在伦敦、华盛顿莫斯科缔结签署的一项国际条约,共11款。

1959年和1961年,联合国大会先后通过爱尔兰提出的要求有核武器国家不向无核国家提供核武器和“防止核武器更大范围扩散”的议案,这两项议案是不扩散核武器条约的雏形。

1960年和1964年,法国和中国先后成功地爆炸了核装置,美苏极为担心将会有更多的国家拥有核武器。美国于1965年8月向日内瓦18国裁军委员会提出一项防止核武器扩散条约草案。同年9月,苏联也向联大提出一项条约草案。1966年秋天,苏美两国开始秘密谈判并于1967年8月24日向18国裁军委员会提出了“不扩散核武器条约”的联合草案,1968年3月11日美苏又提出联合修正案。1968年6月12日,联大核准该条约草案。1970年3月5日,《不扩散核武器条约》正式生效。

该条约的宗旨是防止核扩散,推动核裁军和促进和平利用核能的国际合作。

该条约有11条规定,主要内容是:核国家保证不直接或间接地把核武器转让给非核国家,不援助非核国家制造核武器;非核国家保证不制造核武器,不直接或间接地接受其他国家的核武器转让,不寻求或接受制造核武器的援助,也不向别国提供这种援助;停止核军备竞赛,推动核裁军;把和平核设施置于国际原子能机构的国际保障之下,并在和平使用核能方面提供技术合作。

根据有关规定,条约有效期25年,其间每5年举行一次审议会议,审议条约的执行情况。

中国于1991年12月29日决定加入该公约,1992年3月9日递交加入书,同时对中国生效。

1992年1月27日,法国决定签署不扩散核武器条约。8月3日正式把参加不扩散核武器条约的批准文件递交美、英、俄3个签字国。

1992年12月根据47届联大决议成立1995年《不扩散核武器条约》的审议和延长大会筹备委员会。1993年5月1995年1月共举行了4次会议。筹备委员会为大会准备了临时议程和程序规则草案。根据筹委会的建议,会议期间将成立3个主要委员会,第一委员会将集中讨论条约中有关不扩散核武器、裁军和国际和平与安全(包括安全保障)条款的执行情况;第二委员会的工作是讨论不扩散核武器、保证措施和无核区条款的执行情况;第三委员会将讨论关于条约国家不受歧视地发展、研究、生产及使用和平核能条款的执行情况。

由于德国、意大利、日本和瑞典的反对,条约在1970年生效时,只有25年的期限,25年后是否继续延长,如何延长则要根据多数会员国的意见决定。反对无限期延长的主要是“不结盟”国家和其它一些无核国家,如埃及、印度尼西亚、伊朗、墨西哥、尼日利亚、泰国、委内瑞拉等。这些国家认为核国家没有履行条约里的一些重要条款,例如全面禁止核试验,停止生产可制造核武器的裂变材料,对无核国家承担安全保证,允许无核国家获取和平核能技术等。这些国家认为,如果无限期延长,就会使核国家放松核裁军的努力,使事实上的“有核与无核”成为永久不可改变的、不合理的分配格局。德、意、日、瑞等原先反对永久性条约的4个国家,由于放弃发展核武器后,在获取和平核能技术方面得到保障,已转而支持无限期延长条约。

1995年5月11日,在联合国《不扩散核武器条约》的审议和延长大会上,178个缔约国以协商一致方式决定无限期延长该条约。大会还通过了两个决议:核不扩散和裁军的原则和目标;加强《条约》审议机制。缔约国同时决定在5年之后举行审议大会,并在1997、1998和1999年举行三次预备会议。但代表们未能就一份关于该条约过去5年所起作用的最后报告达成一致意见。会议主席贾扬塔达纳帕拉在闭幕词中说:“这次会议没有胜者,没有败者。获胜的是条约本身。”

1997年4月7日,条约缔约国在联合国总部举行1997年预备会议,会议审议了核不扩散与核裁军领域工作的进展情况。中国、法国、俄罗斯、英国和美国的代表发表联合声明,重申支持《不扩散核武器条约》,全面执行包括裁军在内的各项条款。同年5月15日,国际原子能机构理事会核准了附加议定书。

1999年5月10日,2000年审议大会第三次筹委会会议在联合国举行。中国代表团团长沙祖康参加了会议并发言指出,国际社会必须努力建立公正、合理的国际政治和经济新秩序,坚决反对和彻底摒弃霸权主义和强权政治。唯有这样,每个国家才会有安全感,才能保证核裁军和防止核武器扩散取得成功。

2000年4月25日,2000年审议大会在纽约举行。大会的主要议题有:《不扩散核武器条约》的普遍性;核不扩散和核裁军以及无核区。

中国于1992年3月加入《不扩散核武器条约》,1998年12月签署了附加议定书。截至2005年11月,签署附加议定书的国家有106个。

另外,中国已参加所有防扩散国际条约和国际组织。

在从1946年6月30日,到1958年8月18日期间,美国在马绍尔群岛的核试验,所有这些都被认为是大气层核试验。这些测试是从最强大的“布拉沃”开枪,一个15百万吨级设备于1954年3月1日在比基尼环礁引爆。该测试当量相当于1000颗广岛原子弹。

虽然布拉沃测试是众所周知的,应当承认,17日在马绍尔群岛其他测试是在百万吨级范围,67个测试为108兆吨,超过7000颗广岛原子弹当量。

为了便于比较,可以指出,45年至88年,美国进行估计进行核试验930次合并当量为约137兆吨,总在大气中被引爆。换言之,在马绍尔群岛进行的测试数量在美国所有的测试约占14-。

现时共有8个国家成功试爆核武器,其中5个被不扩散核武器条约视为“核武国家”,根据获得核武的先后次序排列,这五个核武国家分别是美国、俄罗斯(前苏联)、英国、法国、中华人民共和国。自从不扩散武器条约构想,三个没有签约的国家:印度、巴基斯坦和朝鲜曾进行核试。此外,以色列和日本被高度怀疑拥有核武;伊朗也正发展铀浓缩技术。

朝鲜核试验

2009年4月5日,朝鲜不顾国际社会的谴责发射长程火箭后,美日要求安理会通过谴责朝鲜决议,加强经济制裁。朝鲜愤而驱逐所有在朝鲜的联合国核测人员,并于上月29日警告如安理会不撤销对朝鲜制裁并道歉,将进行第二次核试和试射洲际弹道导弹

09年5月25日北京时间8点54分44秒,朝鲜进行了一次核试验,引发了4.7级地震,国际上测到的震中深度是10公里!无论这个地方是否与朝鲜的核设施有关,深度是10公里的地震可以被判为“人工地震”,也是朝鲜成功核爆的证明。这次地震震中位置在北纬41.331度,东经129.011度,离平壤380公里,但却距离我国边境很近,离国境线最近的地方只有64公里,距离长白山天池109公里,距离吉林延边州府只有178公里。

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