2018年国外核科技工业发展纵览

张 莉 孙晓飞 文

2018年，美俄等国出台新的战略规划和政策，确保核工业与技术发展继续保持世界领先；主要核国家推进核力量现代化建设，积极开发核材料生产新工艺和贮存方法，发展和建设新型海军核动力装备，为深空探测和载人航天积极发展空间核动力技术。民用核工业方面，美俄法印等国出台政策并大力支持先进核能技术发展；国际社会对核安全愈加重视，积极探索新的防扩散技术；美俄博弈，双边核裁军逐渐进入僵持状态。

战略与管理

核威慑与核能力重新成为战略重心。6月，斯德哥尔摩国际和平研究所发布2018年年鉴，评估了当前拥有核武器的国家的核力量发展态势，认为“将战略重心重新放在核威慑和核能力之上是一个令人十分担忧的趋势”。年鉴还公布了全球核武器数量，截至2018年初，全球拥有核弹头的国家仍然为9个，分别为美国、俄罗斯、英国、法国、中国、印度、巴基斯坦、以色列和朝鲜，总量约为14645枚（上年14935），其中处于作战部署状态的核弹头约为3750枚。相比于2017年初，核弹头总量在14935枚基础上减少了290枚。美国拥有6800枚核弹头(部署1750枚)，俄罗斯有7000枚(部署1600枚)，英国有215枚(部署120枚)，法国有300枚(部署280枚)，印度有130～140枚，巴基斯坦有140～150枚，以色列有约80枚，朝鲜有10～20枚。

美国新版《核态势评估报告》大幅调整核战略与政策。2月，美国特朗普政府发布新版《核态势评估》报告。与2010年版报告相比，新报告在安全环境判定、核威慑战略、核武器运用政策、核力量发展政策等方面都有重大变化，标志着美国核战略与政策的大幅调整，将对世界核态势产生重大而深远影响，引起高度关注。报告在国际安全环境的判定上，认为急剧恶化，面临的威胁更复杂多变，将俄中列为第一类威胁来源；在核武器地位与作用上，提出核力量在慑止核与非核攻击、给盟国提供延伸威慑等四个方面发挥重要作用，强调核力量在国家安全中的重要性和独特性；在威慑战略上，采取定制战略应对不同威胁，提高战略的灵活性、多样性、适应性；在核力量建设上，对现有核力量延寿升级，同时全面推进“三位一体”核力量更新换代，扩大核力量和核武器基础设施投资；在打击核恐怖主义与核军控上，继续打击核恐怖主义，在国际核军控上态度消极，可参加安全且可核查、可执行的军控协议。

俄罗斯总统2018年国情咨文强调核武器使用政策。3月，俄罗斯总统普京发布国情咨文，重申了俄核武器使用政策，同时强调俄罗斯开发新型战略武器系统是对美国单方面退出《反弹道导弹条约》并建立全球反导系统的回应，反制意图明显。自1993年以来，俄总统发布国情咨文是惯例，但今年格外引人关注，主要原因是它用了较大篇幅，并配合视频，阐述了核武器等装备的现代化进展，着重展示了正在研制的6种最新战略武器装备，其中至少4型是核武器装备航导弹、可携带核弹头的核动力无人潜航器、重型洲际弹道导弹“萨尔马特”和核常兼备的高超声速导弹。

工业与能力发展

美国积极谋划提升核军工能力，增强核威慑能力。加强核武器钚弹芯生产能力建设，提升核威慑能力。2月，美国明确提出了新的钚弹芯生产目标：到2026年，每年能够生产30个钚弹芯；到2030年，每年生产至少80个钚弹芯，以维持军方的核武器计划。5月，美国决定由洛斯阿拉莫斯国家实验室与萨凡纳河场址共同生产钚弹芯。洛斯阿拉莫斯将保持每年生产30个钚弹芯，萨凡纳河场址每年生产50个钚弹芯。

启用洛斯阿拉莫斯冲击物理实验设施。2月，美国国家核军工管理局和洛斯阿拉莫斯国家实验室为状态方程（DEOS）设施举行了庆祝活动。该设施将持续开展冲击物理实验，支持国家核军工管理局的科学和核武器库存工作。新设施中将安置气枪和火药枪，可在极端条件下产生基本的、高精度冲击波数据。

英国核武器装配设施严重老化，影响核武器生产能力。核弹头装配设施面临提升安全性或停运的挑战。8月，英国核监管部门下令立即对原子武器研究所的英国核弹头装配设施进行安全改造。但即使安全改造完成，该装配设施的运行也不能持续很长时间；如安全问题没有解决，那么该设施可能立刻停运，此举可能对英国潜艇舰队的核武器装配产生严重后果。

印度积极发展核电，扩大产业规模。将建成耗资170亿美元的第一座核电园区。7月，印度表示，库丹库拉姆6个核电机组建成总投入约为170亿美元，预计将在2025-2026年间逐步建成。到2026年，库丹库拉姆将成为该国第一座核电园区。核电园区是指拥有多座大容量反应堆的场址，总装机容量不小于6000兆瓦。

核技术与装备发展

核武器、核材料技术与装备。美国通过“以科学为基础”的方法和手段推进库存核武器的认证和核武器型号的研制。W88核弹头370改型计划取得进展。1月，桑迪亚国家实验室通过了核武器委员会对W88核弹头370改型计划中解保、引信和点火子系统的最终设计审查，Y-12国家安全综合体也被批准为W88核弹头370改型制造零部件，比原定计划提前了近两年。最新计划是2019年12月制造出第一个部件产品。

劳伦斯利弗莫尔开展核爆炸化学性质研究。7月，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室宣布，已开发出一种等离子体流反应器，用于实验模拟爆炸后火球的后期冷却过程，这种反应器可以帮助研究人员更好地理解化学反应与微物理过程（如成核、凝结、生长等）的相互联系。

橡树岭国家实验室完成氘原子核的量子计算。8月,美国橡树岭国家实验室的核物理学家和量子信息科学家开展了一项合作，使用开源软件和云访问量子处理器首次完成了氘原子核的量子计算。为实现这一目标，科学家采用一个简单而真实的氘核模型，并对计算过程进行了调整。量子计算将氘核的结合能的计算精度提高到几个百分点以内，这成为在量子处理器单元上进行可扩展核结构计算的第一步。

美国使用新核材料生产途径并提升核材料贮存能力的方法以支持核军工。将20吨“稀释”高浓铀用于生产武器用氚。8月，美国能源部国家核军工管理局（NNSA）和田纳西峡谷管理局宣布，将20吨高浓铀“稀释”为低浓铀用以生产氚。根据国家核军工管理局的报告，要“稀释”的高浓铀是由Y-12国家安全联合体加工、包装和装运的。

增加洛斯阿拉莫斯国家实验室钚存量。7月中旬，美国国家核军工管理局正式公布洛斯阿拉莫斯国家实验室增加钚存量的环境评估结果，结果允许洛斯阿拉莫斯一栋建筑的容许放射性“危险物质”库存从38.6克“钚等效材料”增至400克，国家核军工管理局坚称，提高该建筑的容许放射性“危险物质”存量“是确保美国国家核军工管理局维护和管理国家核储备能力所必需的”。

俄罗斯积极研发新型战略核武器装备。公布“海燕”核动力巡航导弹。3月，俄罗斯总统普京在国情咨文大会上，高调公布了俄罗斯军队的新型武器——“海燕”核动力巡航导弹，称“海燕”是全球独一无二的导弹，具备无限射程、可避开所有反导拦截系统、“近乎无敌”。展示视频模拟了一个装有核动力装置的巡航导弹绕过导弹防御系统的飞行过程。

军用核动力。美持续推动空间核动力技术发展，已解决空间反应堆电源开发的可靠性、经济性问题。成功测试Kilopower空间电源。5月，NASA宣布，在2017年11月到2018年3月，成功对新型Kilopower空间反应堆电源样机进行热试。Kilopower空间反应堆电源充分采用成熟度较高的技术，是全球首个采用堆芯内热管冷却的反应堆，代表了空间反应堆电源设计的新方向，具有结构简单紧凑、安全可靠性高、功率可缩放、开发成本低等特点，技术突破后可应用于各种军事任务，还可用于深海、深远内陆等。

俄成功验证下一代核潜艇用“永久”反应堆。俄罗斯开发出下一代核潜艇用“永久”反应堆。8月，俄罗斯原子能国家公司（Rostom）下属阿夫里坎托夫设计局表示，已经开发并成功测试了一种“永久”反应堆，可为俄罗斯最新核潜艇的整个寿期中提供动力。

核电与核燃料循环。美国发布新政策新规范，促进核能创新和安全发展。通过《核能创新能力法案》。9月，美国众议院通过《核能创新能力法案》。该法案将指导能源部优先考虑与私人创新者建立伙伴关系，测试和展示先进反应堆概念。

发布先进反应堆设计标准监管指南。4月，美国核管会（NRC）发布了监管指南1.232《开发非轻水反应堆主要设计标准指南》。该监管指南的《通用反应堆设计标准》涵盖了大多数非轻水反应堆技术，还包括钠冷快堆和高温气冷堆的技术标准。

首次在核电站使用耐事故燃料。3月，美国佐治亚州哈奇1核电站1号机组开始使用耐事故燃料测试组件运行，这是美国首次在商用核反应堆中安装耐事故燃料。这种燃料测试组件可提供在各种条件下抗氧化性和“优良的材料性能”，在较高温度下的低氧化速率进一步提高了安全限制裕度。

俄法关键核能项目取得突破性进展。“罗蒙诺索夫院士”号海上浮动核电站首航。4月，俄罗斯“罗蒙诺索夫院士”号海上浮动核电站建造完工，并从圣彼得堡首航。这是世界首座下水航行的浮动核电站。“罗蒙诺索夫院士”号定于2019年交付使用，可为靠近海洋的边远地区、海岛及海上设施提供电力及海水淡化服务，是俄罗斯有效利用北极巨大资源并建立军事基地的核心战略之一。

法国将开发100～200兆瓦增殖快堆。1月，法国原子能委员会（CEA）提出将计划建造的Astrid（“工业示范用先进钠技术反应堆”）原型增殖反应堆的堆功率从600兆瓦降至100～200兆瓦。增殖堆可以燃烧乏燃料、钚和其他核废物。

核军控与核安全。美俄双边核裁军进程在博弈中进入僵持状态。俄罗斯质疑美国新《削减战略武器条约》履约情况。2月，俄罗斯对美国是否遵守新《削减战略武器条约》提出质疑，并警告称美国的新核战略会降低使用核武器的门槛。俄认为，美新版《核态势评估》报告是建立在对俄意图的错误假设上，包含了令人担忧的核武器现代化计划，还指出美国“武断地”将一些地下导弹发射场改造成了训练设施。

美国众议院采取行动废除与俄罗斯的核军控条约。5月，美国众议院军事委员会称已经采取措施，准备废除与俄罗斯签署的为期30年的《中程导弹条约》，并支持特朗普总统废除该协议。这项措施被写入2019财年国防开支法案草案中。

国际社会积极探索新防扩散技术，核安全挑战依旧严峻。劳伦斯利弗莫尔实验室利用深度学习算法进行核不扩散分析。8月，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室称，神经网络技术可以帮助核不扩散分析人员防止无赖国家或邪恶势力制造核武器。为了将核不扩散分析的规模扩展到计算机自动处理数据的量级，该实验室正在开发从大量数据中筛选出核扩散活动证据的新的深度学习和高性能计算算法。

英国防部拒绝透露“三叉戟”核潜艇及核武器系统年度安全评级。7月，英国国防部以“国家安全”为由，拒绝透露克莱德海军基地“三叉戟”核武器系统和核动力潜艇的官方安全评级。专家指责国防部试图逃避公众监督，掩盖“错误和无能”，并危及公共安全。