法国核武器研制简史军事科普 2010-04-10 00:58:10 阅读3184 评论7 字号：大中小 订阅 尽管二战前法国在核物理研究上曾处于世界领先地位，其核武器开发计划却落后于美苏英等国。1945年10月18日，法国建立了原子能委员会（CEA）。1948年12月15日，第一座重水反应堆ZOE达到临界。1949年，CEA开始建造后处理试验设施，并于同年11月20日从ZOE的燃料棒提取出1毫克钚。随后又建造了基于Purex流程的后处理设施，并于1954年提取出1克钚。第一座工业规模的钚生产堆G-1于1956年达到临界，年生产能力为12 kg钚。两座更大的钚生产堆于1959年达到临界。
1954年5月，法国在奠边府战役中失败。印支半岛的军事失败刺激了法国政府对核武器的兴趣。同年12月26日，法国政府正式批准研制核武器。美国在1956年苏伊士运河危机中的态度使法国进一步认识到美国不可能为了法国的国家利益而做出牺牲，因此不能相信美国的核保护承诺。1956年11月30日，法国国防部和CEA开始准备核试验。1958年4月，法兰西第四共和国最后一任首相Felix Gaillard正式下令开始制造第一个核试验装置。  法国首次核试验的蘑菇云 1960年2月13日，法国在阿尔及利亚撒哈拉沙漠中的Reggane核试验场成功进行了首次核试验，爆炸当量6-7万吨，试验代号“蓝色跳鼠”（Gerboise Bleue）。跳鼠是一种沙漠啮齿动物，而蓝色是法国国旗的第一个颜色，法国第二次和第三次炸弹分别被命名为“白色跳鼠”和“红色跳鼠”。为了确保核试验成功，法国人使用了过量的钚，因此法国的首次核试验是核国家首次核试验中当量最大的。由于大气层核试验的严重核污染问题，在进行4次核试验后，法国于1961年11月在阿尔及利亚Hoggar核试验场开始进行地下核试验，到1966年2月关闭前共进行了13次地下核试验。  法国在阿尔及利亚进行核试验至今仍造成严重核污染 1962年7月阿尔及利亚宣布独立，法国开始在南太平洋的法属波利尼西亚的土阿莫土群岛建造新的核试验基地，包括Mururoa岛试验场和Fangataufa岛试验场，1966年正式启用。从1966年到1975年，法国在太平洋核试验场进行了46次大气层核试验。之后，法国将其核试验全部转入地下，到1996年宣布暂停核试验前共进行了147次地下核试验。  法国南太平洋核试验场 法国早期的核武器追求大当量、可靠但保守的设计，这是由于军方希望尽快拿到具有实战性能的武器，对氢弹等更高级的核武器反而兴趣不大。 AN-11是法国的第一种实战核武器，是由幻影4A型轰炸机携带的核航弹，用钚239作装料，重约1500 kg，爆炸当量6万吨。同美国的第一批核武器一样，AN-11是纯裂变核武器，1962年5月首次试验，1963年开始制造，1964年10月服役。1966年7月19日，一架幻影4A轰炸机携带AN-11进行了空投核试验。1967年AN-11开始被其改进型号AN-22替换，当量不变，重量减轻到750 kg，并提高了安全性能。AN-22共制造了约40枚（配给36架幻影4A），一直服役到1988年7月。  幻影4A轰炸机及其携带的AN-22核炸弹 法国第一种导弹核弹头是S2中程地地弹道导弹使用的MR-31弹头，1966年11月进行首次热试验。S2导弹于1965年10月首次试射，1971年8月-1980年服役，共部署了18枚。MR-31也用钚239作装料，重约700 kg，威力约为12万吨。这对于纯裂变武器来说，已达到了威力的极限，而且使用的钚239数量有限、费用昂贵。  S2中程地地弹道及其携带的MR-31弹头 为了提高武器的威力，法原子能委员会于1964-1965年开始研制威力更大的裂变武器，这就是用铀235作核装料，添加氘氚助爆物的裂变武器。1965年，法国第一座大型气体扩散厂开始产出浓缩铀，1967年4月产出第一批高浓缩铀。1968年7月到8月，法国进行了3次助爆裂变武器试验。1971年6月，用在M1和M2型潜地弹道导弹上的MR-41弹头完成了最后一次热试验，1972年1月开始服役。MR-41弹头重约700 kg，威力约为50万吨，共制造了约35枚。助爆裂变武器的比威力明显地高于纯裂变武器，但由于使用了氘氚助爆物，需要进行比较繁重和复杂的保养。  法国第一种潜地弹道导弹M1 法国从1965年开始研制“通用战术核武器”MR-50，1966年7月试验成功，并在此基础上研制了用于Pluton短程导弹的AN-51核弹头和战术核武器AN-52核炸弹。AN-51是纯裂变武器，重约500 kg，当量10-25 kt，可在距地面300～400米低空爆炸，也可地面爆炸。AN-51于1971年6月进行了首次热试验，1974年5月-1993年服役，共制造了约70枚。AN-52用于幻影3E、美洲虎A战斗机和超军旗攻击机，重455 kg，当量6-25 kt。1972年8月进行了空投核试验，1972-1991年间服役，共制造了80-100枚。  Pluton短程导弹  幻影3E战斗机及其携带的AN-52核炸弹 众所周知，法国的氢弹在五个核大国中是最晚试验成功的。戴高乐一直没有对氢弹的研究给予比较高的优先级。直到1964年中国爆炸了第一颗原子弹，法国才意识到不能让中国抢在前面进入氢弹俱乐部。然而，法国人显然低估了中国进步的速度，仍然忙于裂变武器的研制。中国于1965年底在理论上突破了两级热核武器的技术关键，1966年底通过热试验验证了理论方案的正确。而此时法国仍然在错误的技术路线上摸索着氢弹的诀窍。直到1967年4月，法国核武器设计专家Michel Carayol想出了初级X射线能量输送用于次级热核装料压缩这一关键概念，但当时CEA的高层无法确认这是否是正确的设计思路。1967年6月中国公开宣布氢弹爆炸成功，戴高乐受到很大的刺激，下令加速研究。恰好在这个时候，英国人来帮忙了。同年9月19日，法国驻英国大使馆武官回到巴黎传递他从英国核武器研究机构（AWRE）的副所长William Cook处得到的信息，确认了Carayol的方案才是正确的途径。两天后，法国人决定次年夏天进行一个几百万吨当量的热核装置试验。英国人主动帮助法国的动机不是很清楚。一种说法是换取法国对英国加入欧共体的支持，不过1967年11月法国还是否决了英国的申请。另一种说法是英国希望增强法国的核力量，以提高西方对抗苏联的资本（此时的美国仍拒绝与法国分享核秘密）。  1968年8月24日，法国在太平洋Fangataufa岛成功地进行了第一次热核武器试验，初级装料是浓缩铀，次级装料是Li6D，重约3吨，当量2.6 Mt。这也是法国进行过的当量最大的一次核试验。  法国1970年7月3日进行的TN-60氢弹试验，代号Licorne，当量914 kt 法国从1968年开始经过21次核试验，到70年代中期完成了氢弹的武器化。1976年1月24日交付了第一枚实战型百万吨当量热核弹头TN60。1977年，使用TN60弹头的M20中程潜地弹道导弹开始服役。从1977年开始，CEA又把TN60弹头改进为重量更轻的TN61型弹头，仍用于M20导弹，直到1991年2月全部退役。  M20潜地导弹 TN-61弹头还用于法国的第二代陆基中程弹道导弹S3。S3导弹于1972年开始研制，1980年6月第一批9枚S3导弹开始服役，第二批9枚于1983年1月服役。1984年9月，18枚S3导弹升级为抗核电磁脉冲的S3D。1996年9月，S-3导弹开始退役。CEA总共为法国海军和陆军生产了大约90枚TN-61弹头。 TN61外形非常接近美国60年代初服役的民兵1导弹所使用的Mk5/W59。TN61弹头重约700kg (其中核装置约275-375 kg)，当量1.2 Mt。作为对比，W-59核装置重250kg，当量1 Mt，长121.4 cm，底部直径41.4 cm。  S3导弹整流罩中的TN-61弹头 1969年2月，戴高乐和新当选的美国总统尼克松讨论了美法核合作的可能。尼克松一改此前美国政府的态度，决定帮助法国建立更稳定、生存力更强和效费比更高的核力量，目的是增加苏联在与西方对抗时算计的不确定性。1969年夏开始，美国开始向法国提供其收集到的法国在1967年1968年在太平洋进行的大气核试验数据。作为交换，法国向美国提供其核武器设计的信息。 1972年5月，美苏签署《关于限制进攻性战略武器的某些措施的临时协定》（SALT）和《限制反弹道导弹系统条约》（ABMT）。此时，苏联已经建立起一个有限的反导系统A-35用于保护首都莫斯科。为了提高突防能力，法国于1972年底决定研制分导式多弹头的M4潜地弹道导弹。1973年9月，法国国防部长Robert Galley访问了美国，美方同意向法国提供"negative guidance"，即法国将自己的核武器设计方案交给美方咨询，美方告诉法方哪里可能存在问题，但并不告诉法国如何改进和设计核武器。这样美国可以知道法国的核武器设计水平，而法国则少走了弯路。美国向法国提供小型化核武器研制的帮助，是想借此大大提升法国的海基核威慑能力，增加与苏联冷战对抗的砝码。 除了核武器设计技术上的帮助，美国还帮法国解决了小型化弹头的稳定再入问题。法国为了突防苏联装备核战斗部的反导防御系统，特别重视核武器的抗核加固研究。法国在美国内华达州的地下核试验中进行了抗核加固效应试验。  M4导弹潜射飞行试验 用于M4A导弹的TN70弹头于1974年开始试验，1983年7月CEA向法国海军交付首个弹头，1985年4月开始部署。TN70重约200 kg，当量15万吨。用于M4B导弹的改进型TN71弹头重量减小到175 kg，于1984年首次热试验成功，次年开始生产，1987年12月开始部署，共生产了288枚。TN71的小型化水平接近美国70年代初服役的民兵3上的Mk12/W62（~160 kg/170 kt）。 为了应对超级大国防御性战略武器的发展，进一步提高战略导弹的突防能力，1988年法国决定研制M45导弹，1991年12月10日进行了首次飞行试验。用于M45导弹的TN75弹头于1990年首次热试验成功，1992年开始生产，重约150kg，当量11万吨。M45导弹于1996年3月进行了首次作战巡逻。计划2015年用于替换M51导弹上TN75的TNO弹头估计重约100 kg，若当量保持为100 kt左右，则小型化水平与Mk4/W76相当（92 kg/100 kt）。 MIRV技术和小型化核弹头技术的突破使法国的海基核力量有了实质性的提升，并成为三位一体核力量的主体。 空基核力量方面，法国用超音速空地导弹ASMP替代了AN-22和AN-52核炸弹。20世纪70年代冷战进入高潮，前苏联的前沿防空和舰队防空能力得到实质性的加强，而此时法国赖以压制苏联大规模机械化师和海上舰队的空基核武器的主要平台仍是中低空突防的“幻影”和“超军旗”系列战机，空基核武器也是需要临空轰炸的核航弹，这对载机飞行员及核武器突防本身都带来了很大的危险性。为此，法国军方于1974年开始进行实现防区外打击的战略核巡航导弹的可行性论证。1978年，“中距空地导弹”(ASMP)开始研制。ASMP弹体全长5.40米，弹径为350毫米，翼展960毫米，发射质量为840千克，发射时载机速度为马赫数0.6～0.95之间，高空发射时射程约为400千米，低空发射时射程约为80千米，对海上目标发起攻击时射程约为60千米，导弹高空与低空的巡航飞行速度均为马赫数 1.5，最大飞行速度为马赫数3。 ASMP导弹使用的TN-80弹头重约200 kg，当量30万吨。1974年7月17日，进行了初级的核装置试验，1986年5月开始服役。当量不变但更轻的TN-81弹头于1984年开始试验，1987年开始制造，1988年7月开始服役，到1991年底全部替换了TN-80。TN-81共生产了62枚，其中42枚装备在幻影2000N战斗机挂载的ASMP导弹上，另20枚装备在超级军旗轰炸机挂载的ASMP导弹上。TN-80/81小型化水平与美国70年代末部署的W78接近（180 kg/335 kt）。  携带ASMP导弹的舰载型阵风M战斗机 ASMP服役后不久，法国军方再次以苏联防空能力增强为由提出了研制射程更远、速度更高的空射巡航导弹ASLP（远距空地导弹）。1987年和1988年，英国和美国先后加入法国的研制计划。但随着1991年前苏联的解体和冷战的结束，法、英、美三国的战略环境和军事需求均发生较大变化，1993年ASLP项目终止。2000年4月，法国开始研制改进型ASMP-A导弹，射程达到600 km。2009年10月1日，法国空军宣布ASMP-A已具备作战能力，计划于2011年开始部署在幻影-2000N和舰载型阵风M战斗机上。ASMP-A导弹目前使用的还是TN-81弹头，计划未来将改用性能更好的TNA弹头，但具体性能尚未公开，据说是采用计算机模拟技术设计的。 战术核武器方面，1976年12月法即已决定研制中子弹。1980年6月21日，法国在南太平洋的核试验基地进行了一次中子弹试验。法国总统德斯坦于1980年6月26日宣布，中子弹第一阶段试验完成，是否投产将于1982-1983年决定。1981年8月3日、11月11日、12月5日、12月8日和1982年3月20日，法国又进行了一系列中子弹试验。1982年5月14日密特朗总统在汉堡宣布：法能制造中子弹，但尚未作出制造的决定。1983年6月，法国国防部长在接受采访时承认法国已经进行了中子弹试验，并说这种试验并不意味着密特朗总统已经决定制造中子弹，但是如果一旦作出决定，法国是能够立刻投入生产的。此后法国一直未作出生产和部署中子弹的决定。  Hades导弹 用于替代Pluton导弹的Hades短程导弹于1984年7月开始研制，1988年首飞，射程480 km。Hades导弹最初曾考虑装备中子弹头，但后来决定使用TN-90热核弹头。TN-90是一种当量可调的小型化热核弹头， 最大当量8万吨，1983年开始研制，1990年开始生产，1992年交付使用。然而随着苏联解体和冷战结束后国际形势的变化，Hades导弹只生产了 30枚（原计划180枚），从未真正服役就于1996年退役了，并于1997年6月全部销毁。 从70年代中期开始，法国的热核武器小型化水平在得到美国的帮助后进步很快，目前比威力基本达到了美国70年代末的水平。法国核武器的小型化水平还可以从热核武器的初级尺寸来考察。ASMP和Hades弹径分别为0.35 m和0.53 m，这应该是TN-80/81和TN-90的初级直径上限。而直径1.93 m的M4导弹可携带6枚TN-70/71弹头，说明其RV底部直径不大于约0.6 m。法国还曾宣布M5导弹最多可携带12枚TNO弹头，说明其RV底部直径不大于约0.5 m。这与美国现役弹头的RV尺寸相近（Mk4底部直径约0.45 m，Mk5、Mk21底部直径约0.55 m）。可以推测，法国的热核武器初级直径可以做到约0.3 m的水平，与美国最先进的W88弹头初级直径约0.23 m的水平还有一定差距。 出于对核禁试后核武器长期可靠性和继续发展新型核武器的考虑，法国于1995年9月到1996年1月进行了6次地下核试验。这些核试验有三个主要目的：1，鉴定TN-75弹头的性能，确保该弹头的长期可靠性。2，库存核武器的安全性试验。3，更好的理解气体助爆初级的物理过程，为计算机模拟核试验标定程序参数。在完成这些核试验后，法国于1996年9月24日签署了《全面禁止核试验条约》，并于1998年4月6日批准了该条约。 核禁试并不意味着核武器研制的终结，而意味着核大国在更高层次上竞争的继续。1996年6月，法美签署了一项加强两国核合作协议。美方同意与法国共享计算机模拟核试验所获得的数据，并帮助法国建造兆焦耳激光装置（LMJ）。LMJ是一个类似于美国国家点火装置（NIF）的惯性约束聚变装置，由240路高能激光压缩并加热热核装料靶球，进行聚变核试验。目前，LMJ装置已接近完工，将用于法国未来的核武器研制。  建设中的LMJ装置  LMJ装置示意图 需要指出的是，法国是目前五个核大国中唯一仍在开发新型核弹头（TNO、TNA）的国家，这遭到了法国国内外反核人士的强烈抗议。  |
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