朝鲜核试验发展及核材料储备评估

张 莹

2022年—2023年，朝鲜不顾联合国安理会的严厉制裁和国际社会的外交努力，继续推进其核武器和导弹研制计划。一年内进行了百余枚弹道导弹飞行试验，表明朝鲜正在加强规避美国主导的区域弹道导弹防御系统，以继续增强应对核战争的能力。这种做法可能会强化朝鲜的核威慑和外交战略，但也引发了危及地区稳定和控制核军备升级的问题。

美国以及联合国都呼吁朝鲜放弃核武器。在2022年9月9日召开的朝鲜人民会议上，金正恩拒绝无核化谈判，并宣称朝鲜将继续发展核力量。大会通过了一项新的法律，该法律扩大了朝鲜使用核武器的条件，包括在该政权的生存受到威胁的情况下可能首先使用核武器。拜登政府的《2022年核态势评估》称，“朝鲜对美国或其盟友和伙伴的任何核攻击都是不可接受的，将导致朝鲜现政权的终结”。

2006 年10月9日至今，朝鲜已经陆续开展了6次核试验（金正日任职期间2次，金正恩任职期间4次），朝鲜领导人金正恩认为核武器和洲际弹道导弹是“朝鲜极权专制统治的最终保证，相信随着时间的推移，朝鲜将作为一个核国家获得国际认可”。因此，朝鲜从未放弃核及其运载工具的研制，并作为国家重大发展计划持续推进。

尽管从未有确凿的证据证明朝鲜的导弹载荷中有核弹头，但大多数分析人士认为朝鲜生产的核弹头极有可能是高浓缩铀材料，并将装载于弹道导弹上。根据美国情报部门2022年度对朝威胁评估，朝鲜已经使用钚和高浓缩铀来制造核武器，并很可能在2027年用弹道导弹运载核武器。目前，朝鲜的弹道导弹中，飞毛腿B、飞毛腿C、飞毛腿D、飞毛腿ER、舞水端、火星-12、火星-14、火星-15都被评估为具备携带核弹头的能力。

朝鲜核试验的背景和能力

2012年，金正恩执政以来，朝鲜的核武器计划进入快速发展时期，在核武器数量、打击能力方面均有很大提高，且呈现出持续稳定增长的态势。

1986年，苏联帮助朝鲜在宁边（朝鲜北部）建成一座5兆瓦电力反应堆，朝鲜的钚核武器化计划自此真正拉开序幕。根据美国情报部门掌握的信息，苏联当时并没有将核反应堆裂变材料武器化的技术传授给朝鲜，但朝鲜后来可能在很大程度上自主开发了这项技术。到1992年，朝鲜在宁边核设施中加工核材料以生产核武器，也因此引发了第一次朝鲜核危机，该危机于1994年随着框架协议的签署而结束。在框架协议签署的同时，朝鲜与巴基斯坦达成了一项交易，主要涉及用劳动导弹交换浓缩铀技术和其他援助。2002年，美国负责东亚和太平洋事务的助理国务卿詹姆斯·凯利指责朝鲜进行非法的浓缩铀核武器化计划，这引发了第二次朝鲜核危机。尽管《框架协议》仍然有效，朝鲜还是驱逐了国际原子能机构（IAEA）的检查员，并重启了宁边核设施，继续与巴基斯坦进行核合作。因此，“冻结”的计划随之“解冻”了。

2006年，朝鲜进行了第一次核试验，其爆炸当量很小，只有500～1000吨。2009年，朝鲜进行了第二次核试验，爆炸当量大约4000吨。2013年2月，朝鲜进行了第三次核试验，爆炸当量达到了6000吨，核爆炸技术不断取得进步。另外，朝鲜与巴基斯坦和伊朗先后进行了核和导弹合作。在与巴基斯坦进行的核合作方面，从2006年以来，外界一直认为朝鲜拥有制造500千克高浓缩铀材料核弹头的能力，这种弹头可装载于劳动导弹，核弹头的设计就是朝鲜与巴基斯坦达成核协议的结果。但从20世纪90年代中期到2002年，巴基斯坦并没有从朝鲜获得过劳动弹道导弹。在与伊朗进行核合作方面，伊朗在2009年至2013年间曾参与了朝鲜核试验，且在进行第三次核试验时，伊朗高级官员到朝鲜进行了观摩。此外，伊朗还从朝鲜获得了弹道导弹技术。

2016年1月，朝鲜进行了第四次核试验。这次试验的爆炸当量与其第三次核试验相当，虽然朝鲜声称这是一次“氢弹”核试验，但美国情报部门并没有监测到重大进展，只是证明朝鲜仍在继续发展其核能力。同年9月，朝鲜进行了第五次核试验。美国最著名的朝核问题专家、前阿拉莫斯国家实验室主任西格·赫克洛斯估计，此次试验的当量为15000～25000吨，如果在首尔引爆，足以造成数十万人死亡和严重受伤。

朝鲜飞毛腿导弹

2017年9月，朝鲜进行了迄今最大规模的核试验，从此次试验导致的地震震级来看，爆炸当量取得了质的飞跃，达到大约25万吨。朝鲜声称，这次试验的是热核装置，如果安装在瞄准美国的洲际弹道导弹或瞄准韩国的战区导弹上，将会产生巨大的杀伤力。在纽约引爆可能导致大约290万人死亡和严重受伤，而在韩国引爆这种武器可能导致大约320万人死亡和严重受伤。此次核试验，朝鲜进行了前所未有的宣传，试图以其核武器爆炸当量取得的质的提高向世界宣示其拥有强大的核能力，并谋求国际社会承认其实际拥核国地位。在核试验的前一天，朝鲜宣传部门在媒介发布了金正恩正在听取关于两级热核装置的简报，简报中还配置了金正恩听取汇报的照片，照片的背景看起来很可能是火星-14中远程弹道导弹。

2018年4月，朝鲜宣布不再进行核试验，并将关闭丰溪里核试验场。同年5月，在美国总统特朗普和朝鲜最高领导人金正恩首次会晤之前，在国际媒体的监督之下，朝鲜炸毁了丰溪里两条试验隧道的入口。同年10月，与美时任国务卿迈克·蓬佩奥会晤时，金正恩承诺将“邀请核查人员访问（试验场），以确认它已被不可逆转地拆除”，但并未落实。2022年，IAEA的报告称，朝鲜从2022年3月开始恢复其被炸毁的试验隧道。因此，预测到2027年，朝鲜可能会拥有比第六次核试验更强大的核爆破能力，以及拥有更多的核材料储备。

核材料储备

预测朝鲜当前生产的钚和浓缩铀的数量对于评估其核能力和核威胁至关重要。目前，一方面韩国和美国没有采取强有力的行动来阻止和应对朝鲜核储备规模不断增加导致的威胁；另一方面，朝鲜从未放弃制造出更多的核武器的计划。美国家情报官员悉尼·塞勒称，“每一次朝鲜进行外交接触都是为了推进其核计划，而不是为了找到弃核的方法”。美国情报界表示，2017年，朝鲜可能拥有30～60枚核武器，到2027年，朝鲜的核武能力和库存量可能对美构成威胁。

钚估算钚产量需要了解反应堆设计规范、核燃料特性和反应堆运行历史等要素。通过以前的核检查可获取到宁边5号核反应堆的5兆瓦电力核燃料特性和反应堆设计规格，通过卫星监测可计算出反应堆运行的持续时间，来自反应堆冷却塔的蒸汽可表明朝鲜核反应堆正在运行，通过卫星图像监测到的该设施的热特征和设施周围的活动可推断出后处理设施的运行情况。据赫克洛斯估计，排除后处理和制造过程中损失了一些钚，以及前三次核试验消耗了的钚。截至2016年，朝鲜可能拥有21.3～39.6千克的钚库存，预计到2019年底，钚的总库存约为30～63千克。而美国科学和国际安全研究所朝鲜问题专家奥尔布莱特估计，截至2016年，朝鲜钚库存为23.2～37.3千克。

2018年6月12日，金正恩与特朗普在新加坡举行会晤

韩国于2019年发布一份研究报告，该报告模拟核反应堆芯燃烧进行计算后认为，2018—2019年朝鲜再加工的核武器级钚的累积量估计在9.12～23.65千克之间。据推测，朝鲜在此期间对5号反应堆的全部乏燃料进行了后处理。值得一提的是，由于该计算基于各种假设，包括运行周期、反应堆功率水平和在处理流程的效率等，因此具有很大的不确定性。

高浓缩铀要预测朝鲜的核能力，估算浓缩铀库存比估算钚库存重要得多，因为浓缩铀似乎是朝鲜当今核武器制造的主要材料，且朝鲜一直试图增加浓缩铀的库存。目前，朝鲜正在使用离心机进行铀浓缩，可通过朝鲜铀浓缩能力来估算浓缩铀的库存和年产量，而铀浓缩能力主要取决于浓缩器的数量和效率。由于有关朝鲜铀浓缩设施的信息严重不足，并且浓缩设施在建设和运行中只会留下少量的物理痕迹，且很容易被掩盖，因此对朝鲜浓缩铀产量的估计相比钚的估计不确定性更大。此外，如果朝鲜碳纤维技术开发取得突破，朝鲜的浓缩铀产量和库存可能会快速增加。

2010年11月，朝鲜科学家向赫克洛斯披露了朝鲜铀浓缩设施包括大约2000台离心机，同时宁边铀浓缩设施刚刚完工，正在为轻水反应堆生产3.5%的浓缩铀，该设施的生产能力为每年8000千克SWU（分离工作单位）。据估计，如果该设施被改造为生产浓缩铀，使用2000台离心机每年可以生产约40千克浓缩铀（浓缩能力基于2010年的观察结果，并假设该设施被配置为生产浓缩铀）。2012年，奥尔布莱特估计朝鲜的浓缩能力为每1000台离心机可生产约4.17～17千克浓缩铀（假设朝鲜离心机运行效率很低时的数值）。

需要注意的是，要确认朝鲜是否隐藏大量铀浓缩设施，以及其是否在持续运行，是极其困难的。尽管朝鲜声称没有其他浓缩设施，但赫克洛斯坚持认为朝鲜至少还有一处浓缩设施。根据美国情报部门掌握的情报显示，许多迹象表明朝鲜宁边的核计划在扩大。2013年底，浓缩设施又扩大了100米，据估计其容量大约翻了一番。奥尔布莱特声称，截至2016年底，朝鲜的浓缩铀库存在175～645千克之间。赫克洛斯则估计2016年底朝鲜的浓缩铀库存在300～450千克之间。

美国原子能机构2022年3月的一份报告称，自2021年2月—7月的最后一次后处理行动以来，没有迹象表明朝鲜放射化学实验室（后处理）有任何操作。原子能机构注意到，宁边实验性轻水5兆瓦电力反应堆自2021年7月以来一直在运行，从该反应堆中取出的乏燃料在放射化学实验室进行再处理，以提取用于武器的铀。2022年9月，原子能机构报告了朝鲜正在进行铀开采、磨矿和浓缩活动。

外媒报导的宁边核设施（南区）

核武器库存预测

为了预测朝鲜未来将拥有的核武器数量，我们以2017年美国情报界估计的30～60枚核武器为假设基础。钚再处理后的产量将使这一总数增加至31～62枚，再加上2017年以来，通过高浓缩铀制造的核武器，最终，对朝鲜核武库的增长率有2种可能。一是根据特朗普在2019年河内峰会后发表的评论，称朝鲜有5个重要的核武基地，其中4个基地可能是朝鲜铀浓缩设施，并估算了其中3个基地的离心机数量：宁边4000台离心机、降仙8000台离心机和邦港2000台离心机，此外，在Sowi-ri有未知数量的离心机。可初步推断出，朝鲜每年最多可拥有18枚核武器。二是根据安基特·潘达的一篇文章，估计朝鲜每年核武器增长为12枚核武器。

朝鲜从2017年到2027年的核武器预估数量

综述，我们估计了朝鲜从2017年到2027年的核武器数量，2017年的起始值为30～60枚核武器，到2020年增加1～2枚钚武器，并且数量每年增加12枚武器（到2027年总数为120枚）或18枚武器（到2027年总数为180枚）。到2020年，朝鲜可能已经拥有67～116枚核武器，到2027年，朝鲜可能拥有151至242枚核武器。

结语

朝鲜核武器数量的预测存在巨大的不确定性，主要表现在三个方面：一是对于朝鲜实际的核武器生产量信息很少，目前这些预测数据是基于朝鲜已经生产的裂变材料的数量，而不是基于实际的核武器生产量；二是在已确定的朝鲜核设施中，操作生产高浓缩铀的运转离心机的实际数量可能与预测数量有所出入；三是朝鲜是否还有尚未被发现的正在或将要生产裂变材料的设施，这些都影响着预测的准确性。

虽然朝鲜的核武器数量只能估测，但可以确定的是，朝鲜已经生产并正在继续研制和生产核武器，其核武器的研制和生产能力在不断加强。届时，美韩可能会加强反制措施予以应对。朝鲜半岛乃至东北亚地区不稳定性将继续加剧。