互动科普

1970年，美国进行了一次代号为“毒樱桃”的地下核试验，这次试验的一个出人意外的结果就是放射性沉降物泄露到大气中。虽然这枚1万吨级的核弹在内华达沙漠地下深达275米的地方引爆，它的放射性尘埃还是逃逸了出来。这种地面泄露效应证明了要想把地下核炸弹完全封闭起来是非常困难的。

    新一代钻地核武器有能力摧毁地下军事设施，但这类武器的战略与技术实用价值是大有疑问的。

美国军队的潜在敌手们从第一次海湾战争中获得了一条重要的启示。当灵巧炸弹以极高的精度雨点收地落在伊拉克指挥中心、武器库和其它军事设施上时，人们就已经清楚，地面上的固定军事设施在美国的空中打击下极易被摧毁。为了躲过空袭而坚持下来，关键的作战基地和武器库必须转到地下，设在坚固的混凝上地下掩体中或藏在坚硬岩石的山体内。

沙漠风暴行动结束后的若干年中，美国军事战略家们一直在争论何种方法是摧毁这类深藏地下的所谓“坚固”目标的最佳手段。他们非常清楚，对地下掩体或武器库进行攻击，其成功的把握是说不准的。更严重的是，这种攻击可能会无意中使埋藏在地下的化学或生物制剂散布到周围地区，造成致命的后果。

防务战略家讨论过的一种方案是使用爆炸当量较低的钻地核弹头。这种特制的炸弹将向地下钻进一小段距离后才爆炸。除了增强破坏力外，防务专家们还希望这种爆炸方式会减少放射性沉降物的释放。原则上核爆炸产生的热量及辐射也可以摧毁化学与生物制剂，使其不能从地下掩体里泄漏出来危及附近的人群。1990年代中支持者们曾不断鼓吹制造这类所谓“钻地炸弹”，但均无功而返。

然而据2001年12月一份保密的防务文件美国核态势评论（U.S. Nuclear Posture Review）披露，人们对这类武器的兴趣有卷土重来之势。这份文件几个月后泄露到传媒手中。该报告主张研究新的核军事技术，以使五角大楼在做出战略决策时有更多的方案可供选择。在能源部国家核安全局的主持下，2003年美国投入610万美元研究一种“加强型钻地核弹”（RNEP），2004年又投入了750万美元进行这类研究。美国政府计划大幅度增加这方面的拨款，在2005年到2009年期间耗资4.847亿美元。同时，美国国会批准了一种“全新构想计划”，旨在研究更新奇（同时也更有争议）的钻地核武器。许多观察家认为，这些大笔的拨款以及这样广泛的研究表明，美国政府已经不声不响地致力于建造RNEP，并正在积极考察研制其他类型的核弹。

这些新的计划令军备控制的支持者们倍感失望。他们认为，美国这样做将是滥用它在防核扩散方面的领导地位，同时还可能促使其他国家起而仿效，研究类似的核技术。马萨诸塞州参议员Edward Kennedy在谈到政府此举时告戒说，“研制一种核武器不仅仅是在美国武器库中又增加了一项武器而已，像这样对待核武器是错误的。”设在华盛顿的军备控制协会执行主任Daryl Kimball宣称，“布什政府言行不一的核武器政策与美国承担的防核扩散条约义务背道而驰，并且危及这项条约的未来。”其他批评者则讥讽研制小型核武器的构想是“单纯的空想”，他们认为，即使是当量相对较小的核爆炸也不可能只带来有利的结果而不是留下一团难以收拾的乱局。

在围绕着钻地核弹所掀起的一片火爆争论中，人们忽略了对这些武器在军事上带来的好处是否能抵消它们在政治和外交上带来的负面影响这一问题进行充分的讨论。使用非核钻地武器完全有可能达到使用核武器的绝大多数预定目标（即使不是所有的目标），但它所带来的风险却要小得多——不仅是政治和人道风险小得多，而且军事风险也小得多。

地下爆炸的好处？

有些武器设计专家曾声称，爆炸当量在10吨到1000吨之间的低当量钻地核武器拥有独特的战术及战略性能，同时可以使核武器的有害副作用减少到最低程度（特别是高当量核武器通常会大量产生的放射性沉降物）。使用在地底下爆炸的小型核武器来替代在地面上爆炸的大型核武器，的确可以使核爆炸释放出的放射性尘埃减少20倍，但这并不意味着小型核武器就是“干净”的。

这类新的钻地核武器能够更有效地对付地下目标，因为地下核爆炸可以增强炸弹所产生的地面冲击波。在地球表面或空中爆炸的核装置所产生的冲击波大部分被大地一空气界面所反射，这种反射使冲击波向空中传播，与地下掩体所在的方向背道而驰。如果同等威力的核弹在地下引爆，大部分冲击波将直奔目标而去。甚至只穿进地表下很少一点也能使破坏力出现显著的差别：一枚1千吨级的核装置在地下1米处爆炸时，它对地下军事基地或储藏库所产生的冲击作用比地面上空爆炸的一枚2万吨级核弹还要大。

较浅的地下核爆炸将形成一个巨大的爆炸坑，把位于此半径以内的设施夷为平地（刚好位于此坑半径之外的设施，也将因为强烈的应力使地面断裂而被摧毁）。这样就产生一个大致呈半球形的破坏区，这一区域的大小与核武器的当量、爆炸深度及地面的成份有关。坚硬的岩层传播冲击波的效率远胜过松软的地面。例如在花岗岩层中5米深度处爆炸的1千吨级核弹，可以摧毁藏在地下35米处的坚固地下掩体，而在1米深的土壤下爆炸的1万吨级装置，其破坏半径只有区区5米。

致命的沉降物

由于使用钻地核武器可以降低摧毁地下目标所需的爆炸力，因而同时也就减少了核爆炸所释放出的放射性沉降物的数量。洛斯阿拉莫斯国家实验室的四位科学家（Bryan L. Fearey，Paul C. White，John St. Ledger及John D. Immele）不久前在《比较战略》（Comparative Strategy）杂志上估计，与在地面上爆炸的核弹相比，钻进地面10米后再爆炸的小型核弹，其当量只需要为前者的40分之一便可达到相同的目的。启用这种小型核弹后，受放射性沉降物影响的区域的面积将缩小10倍左右。

但是这种缩小是否就足以让我们有理由考虑部署钻地核弹呢？国会技术评估办公室的报告地下核爆炸放射性的封闭指出，要想完全防止一枚1千吨级核武器的放射性沉降物散布出来，就必须让这枚核弹在地下90米深处一个非常仔细地密封起来的空腔中爆炸。现今性能最好的钻地导弹，在干燥岩石中只能钻进约6米深，而且据普林斯顿大学的Robert W. Nelson在《今日物理》（Physics Today）杂志上撰文说，由于材料强度是有限的，20米可能就是理论上最大的钻地深度了。使用新颖的钻地技术来代替简单的导弹，或许可使钻地深度进一步加大（本文后面将扼要介绍这些技术）。但无论炸弹钻进地下多深，它的后面都将留下一个钻孔，而放射性沉降物正好可以从该孔逸出。根据上面几个数据，毋庸置疑，使用钻地核弹将导致放射性沉降物散布开来。在城市地区，一枚千吨级核弹可能会令数以千计的人丧命。

小当量武器可能在人口稀少的地区用处更大。设想在小于10米的较浅深度引爆一枚千吨级的钻地炸弹，若当地的平均风速为每小时10千米，虽然计算出的数据会由于爆炸深度、地质条件和武器性能等因素的不同而略有差异，但基本结果是差不多的。如果疏散爆炸点附近地区的居民所用的时间为6个小时，那么计算表明，在爆炸点下风方向5千米范围内的几乎所有人仍将死于放射性沉降物，而在距爆炸点8千米的地方，一半居民将死于非命。只有当最近的居民点在下风方向距离10千米及更远的地方时，因受放射性沉降物影响而迅速死亡的居民人数才下降到接近于零。

即使死亡的人数不多，与爆炸区邻接的广大地区仍将受到放射性的污染。在乌克兰切尔诺贝利事故发生之后，当局永久封闭了居民在第一年内可能遭受2雷姆辐射的地区，我们可以此作为人能够承受的辐射量指标（雷姆是衡量电离辐射对人体组织造成平均损害程度的单位）。按照这一指标，在我们上面设想的场合，距爆炸点下风方向70千米内的居民全都必须搬走（至少是临时迁离）。下风方向30千米处的人可以在1个月后返回，距离15千米处的人就必须等待1年才能回家了。

钻地核弹所释放的放射性沉降物也可能使美国军事行动的实施变得更加棘手。由于情况的需要，已方部队有时可能不得不承受比平民更高的辐射剂量，但钻地核弹仍可能使邻近战场的大片地区变为禁区。美国陆军建议，愿意承受“中等”风险的部队所遭受的放射性剂量不应超过70雷姆。假定部队按24小时轮换的原则部署到该地区，那么在上面提到的1千吨级核弹的例子中，步兵必须在爆炸点下风方向至少15千米处呆到爆炸之后1个小时才能开始行动，而在下风方向5千米处则要呆1天或1天以上才能开始行动。如果部队因情况需要而必须承受“紧急”辐射剂量（高达150雷姆），那么上述距离分别为10千米和3千米[参见54页图表]。

非核方案

放射性沉降物所造成的复杂局面自然引出了这样一个问题：是否可以用非核钻地弹来摧毁深埋在地下的堡垒。某些技术或许可以胜任这项任务（至少是最终可发展到这一水平）。现今最有效的地下掩体克星之一是新研制出的巨型BLU钻地炸弹，它装有15吨常规炸药。但要想进一步提高常规炸药的威力已经没有多少余地了，因此常规炸药看来不可能达到哪怕是1千吨级核弹都具有的那种威力。

然而，为了部分弥补常规炸药破坏力的不足，工程师们可以设计新的钻地技术，使常规弹头可以钻进地下更深，在距目标更近的地方爆炸。简单的动能型钻地弹凭借着极大的碰撞动量钻进地下，初始动量越大（动量为质量与速度的乘积），炸弹撞击地面后逐渐停下来所经过的时间也就越长。因此，为了使导弹钻得更深，最好的办法是增大导弹的速度或其长度（相当于增加其质量），或者同时使二者加大。

现有的大多数钻地导弹仅依靠重力的作用来达到其碰撞速度（450米/秒左右）。加上火箭推进后，可以使碰撞速度增加一倍（从而其碰撞动量也增加一倍），这样钻地弹在花岗岩地层中钻进的深度可以增加75%，而在软土中钻进的深度则可以增加将近10倍。

在大多数碰撞条件下，将导弹的长度（因而其动量）增加一倍，就可以使它的钻地深度增加一倍。然而实际上，钻地弹的长度受到携载钻地弹的飞机上可用有效载荷空间的限制。战斗机只能携载很短的炸弹，要想运载较长的高效钻地弹就必须使用轰炸机。美国有一条正规规定，钻地弹的长度必须同多种飞机（包括战斗机）匹配，迄今美国军队所使用的绝大多数钻地武器都受到这条规定的限制。放宽这一限制，将有助于开发钻进深度更大的武器。

为了克服传统的动能型钻地技术所存在的根本局限性，可以制造主动型钻地武器。这类武器的一个实例就是所谓的“深钻者”钻地导弹（Deep Digger），即目前正处于开发阶段的一种概念武器。深钻者的工作原理同石油与天然气行业中采用的“干钻”技术相仿。干钻就是用一个往复运动的金属头将其所经过路径上的岩石捣碎，然后用高压气体把岩粉从钻孔中清除出去。“深钻者”的设计构思与此相仿，但要小得多；它的重量只有50到10千克而不是数千吨。这样一种武器携带起来很方便，可以由地面部队使用或者由空中投掷。它可以携带一枚独立的弹头，也可以先行清理地面，为后来投掷的另一枚炸弹作好准备。这项技术最终有可能成功，也有可能行不通，但无论成败，它都将展示新颖的构想所具有的潜力。

由于常规弹头爆炸后其周围的破坏半径比核武器的破坏半径小得多，因此，如果没有搞清楚地下掩体的准确位置，用非核钻地弹来攻击地下掩体的效果可能就要大打折扣。武器设计们正在研制所谓“小半径炸弹”这类武器，它很象地下集束炸弹。把多个弹头散布在一片很宽的区域内，这样其攻击效果就同一枚大得多的弹头不相上下。

对地下掩体的深度拿不准也是一个问题，这个问题在一定程度上可以通过一项与“坚硬目标灵巧引信”相仿的技术来解决。这种引信是五角大楼不久前取消的一个研制项目，它采用加速计来探测钻地弹是否已经到达预定目标。当弹头穿过坚硬的地面冲入地下掩体时，探头会探测到阻力发生了变化，引信便点燃炸药，使弹头不偏不倚正好在目标内爆炸。

当然，这些更先进的钻地构想也可以用于核武器。但如果能让炸弹准确地命中地下掩体或在其附近爆炸的话，核弹头的巨大爆炸力可能就是多余的了。常规弹头通常就能胜任此项任务。

困死地下掩体

有些人可能还是会说，不论钻地技术多么先进，它终究无法使常规弹头摧毁藏在地下极深处的坚固掩体。的确如此。但有的地下掩体隐蔽实在太深（在地下几百米），即使动用威力最大的核武器也奈何它们不得。更重要的是，摧毁地下作战基地并非总是必不可少的战略目标。美国军队往往可能希望让地下掩体完好无损地留下来（多半是把它保存下来供军方情报机构进行分析）。在这种情况下，美军的目的是取得“功能胜利”，也就是让目标失去作用，但并不真正摧毁它。

要让一个地道系统失去作用，最简单的办法通常就是堵死它的各个人口。从远处发射巡航导弹或者派特种部队放置炸药可以把地道入口炸坍塌，从而把地道内所藏的东西封死在里面。有些评论家认为，地道的入口很难发现，其实找到地下掩体的入口比找到地下掩体本身要容易得多。

对于敌方司令部所藏身的地下掩体，简单地将其堵死这一招可能不会奏效。即使把所有人口都堵住，通信线路仍可能安然无恙，指挥基地能够继续运作。为了摧毁通向目标的电力与通信线路或使其瘫痪，美军可能需要进行破坏性轰炸或者使用五角大楼的电子炸弹（发射强烈的微波脉冲，使电力与通信系统陷于瘫痪）。然而，如果我们的目标仅仅是要让地下掩体瘫痪的话，那么很难想象核武器的作用会比常规炸弹的作用大得多。

以毒攻毒

所有这些非核方案表明，摧毁藏在地下的坚固地下掩体和武器库或者使其失去作用的任务无需使用核弹也能完成。但钻地核弹的鼓吹者们提出了下面一条意见来反驳：攻击地下武器库或实验室的核弹头导弹可以中和危险的化学与生物制剂，而常规炸药只能把它们炸得飞散开来。这些人声称，由于核武器的这一特点，放射性沉降物所造成的死亡数将被因生物或化学制剂泄漏所造成的死亡人数的减少所抵消，从而减小了核武器的间接危害。这一论点或许站得住脚，但情况远非这么简单。

核武器爆炸时首先将把化学与生物制剂从其容器中炸出来，然后迅速地加热这些制剂，从而彻底破坏它们。绝大多数生物制剂在遇到200摄氏度左右这种寻常温度时，几十毫秒内就会被中和掉（粉末状炭疽杆菌可能需要再高50度才会被破坏掉），而这样的温度核武器轻而易举就能达到。如果核弹在一个小地下掩体内爆炸，而该地下掩体同时又是目标生物制剂的储藏库，则几乎可以肯定，这个储藏库将被彻底消灭。如果核弹在目标地下掩体以外的周围岩层内爆炸，那么可能会有一些生物制剂被炸散开来，混入放射性沉降物中，这些制剂是否会被核爆炸所中和仍是目前正在积极研究和争论的问题。

而摧毁化学制剂则是一项困难得多的任务，因为它需要断开把化学制剂分子结合在一起的强分子键。通常必须在温度达到摄氏1000度以上且持续时间长达1秒时，这些强分子键才会被破坏掉。虽然核弹爆炸点邻近的区域（对于千吨级核弹头来说就是爆炸点周围几米内）肯定能达到这一温度，但储存在较远处的化学武器可能会飞散出去。遗憾的是，核弹的爆炸威力往往也足以使这些未被核爆炸破坏掉的化学制剂四散飞开。与此同时，各种各样的新颖招数可能有助于增强常规弹头中和危险物质的效力。军事工程师们正在开发某些专门的抗制剂技术，以使致命的物质在尚未来得及泄漏到周围地区之前就失去活性。这些特殊的弹头通常将若干种不同的机制结合起来以实现其目的：首先用飞散的弹片或成束的小炸弹把化学与生物制剂从其存储容器中炸出来，然后用燃烧物或化学物使有毒的物质变成无害的东西。

燃料-空气炸药（这种炸药可同时产生极高的热量和持续的压力）以及燃烧武器很容易维持灭活生物制剂所需要的温度（摄氏200度左右），但却很难维持使多种有毒化学物质失去活性所需要的温度（摄氏1000度左右）。由于这一原因，用于摧毁化学制剂的弹头可能要使用特制的试剂来与目标起反应，以生成无害的副产物。

重大的决策

上面的讨论阐述了使用钻地核弹以及一系列实用的替代武器所存在的几个问题。但并非所有问题都与战场有关。一个至关重要的问题是，在不恢复核试验的情况下，能否开发新的战术核武器。

对于某些新的武器技术，核试验并非必不可少。例如钻地核弹原型可以根据复杂的计算机模型、以前的实验数据以及非核的现场试验结果等等设计出来。为了了解某种武器在撞击地面时所经历的急剧减速，工程师们可以利用从大炮发射核炮弹的经验。不过，军方计划人员恐怕很难完全信任一种从未经过实地检验的武器。

几乎可以肯定，旨在中和化学制剂及生物制剂的核技术需要进行实战环境的评估。设计师们需要深入了解武器产生的冲击波和热量与目标制剂之间的相互作用。冷战时期的武器可以用来摧毁地下掩体，但谁也没有想到用它们来破坏化学与生物制剂。因而这方面的实验数据十分缺乏，有可能严重影响现今的研制工作。可以推想，只有新的试验才会充分提供这方面的资料。

钻地核炸弹的支持者把这类武器捧为军事上必不可少的装备之一，而其反对者们则坚称这类武器没有任何实用价值。正确的评价应该含蓄些，不要象这样走极端。与性能最好的常规武器相比，钻地核弹的确可能具有某些独特的优势，但这些优势远非其支持者们通常吹嘘的那样多，特别是在我们开发了富有创意的常规替代武器的情况下。如果美国的决策者们执意要开发这类新型核武器，他们的选择就不能以一厢情愿的如意算盘为基础，而是应该冷静地考虑我们所面临的现实。

武晓岚/译

赵庚新/校