美《2024财年核武器库存管理计划》概要

2023 年11 月27 日，美国能源部国家核军工管理局（简称“军工局”）发布《2024 财年核武器库存管理计划》，披露了近年来在核弹头现代化改造、生产设施现代化等方面的进展以及近期发展目标，相关情况值得关注。美从1994 年开始实施核武器库存管理计划，目的是持续提升核军工科研生产能力，在禁止核试验条件下维持核武器安全可靠有效。军工局是美核武器库存管理计划的执行机构，每年滚动更新核武器库存管理计划报告。

1 核弹头现代化改造

核弹头现代化改造项目主要包括4 个现有核弹头和1个新弹头研发项目。

1.1 B61-12延寿项目

2021 年11 月，军工局完成首枚B61-12 核航弹生产交付。经核武器委员会批准，B61-12 核航弹正式进入核武库，并于2022年6月开始批量生产。目前，军工局正在开展B61-12 核航弹与B-21战略轰炸机的兼容性认证工作。

1.2 W88改型370项目

W88 改型370 弹头用于取代核武库中较为老旧的W88 弹头，配装“三叉戟”-2D5 潜射弹道导弹。2021 年7 月，军工局完成首枚W88 改型370 弹头生产交付。经核武器委员会批准，W88改型370 弹头于2021 年12 月正式进入核武库，于2022 年6 月开始批量生产，目前已交付海军，并初步形成作战能力。

1.3 W80-4延寿项目

W80-4弹头用于取代现役W80-1弹头，配装AGM-181空射巡航导弹。W80-4弹头已于2023年进入生产工程阶段，从研制阶段逐渐向生产阶段过渡，并与AGM-181 空射巡航导弹完成首次联合飞行试验。2024 财年，军工局将继续与空军进行联合飞行试验，并有望在2027 财年交付首枚W80-4弹头。

1.4 W87-1改造项目

W87-1 弹头用于取代核武库中较为老旧的W78 弹头，配装LGM-35A“哨兵”洲际弹道导弹。2022 年12 月，军工局完成W87-1 弹头概念设计评审。经核武器委员会批准，W87-1弹头于2023 年5 月进入研制工程阶段。根据设计成本报告和进度风险分析，军工局将首枚弹头的交付节点从2030财年调整到2031—2032财年。

1.5 W93项目

W93 弹头未来用于配装潜射弹道导弹。经核武器委员会批准，W93 弹头已于2022 年5 月进入可行性研究和方案设计阶段，军工局明确将在2034—2036财年交付首枚W93弹头。

2 生产现代化

生产现代化项目主要负责推动基础设施、技术和生产方法的现代化进程，以满足核武器库存管理的要求，主要包括钚、铀等战略材料的现代化项目，以及国内铀浓缩项目等。

2.1 钚现代化项目

钚弹芯生产是钚现代化项目的最高优先事项。钚弹芯是核武器的关键组成部分，美在洛斯·阿拉莫斯国家实验室和萨凡纳河场址双线布局钚弹芯生产设施，目标是2030 年具备年产80枚钚弹芯的能力，其中：洛斯·阿拉莫斯年产30枚，萨凡纳河年产50枚。

2.1.1 洛斯·阿拉莫斯钚弹芯生产

军工局整体延后了洛斯·阿拉莫斯钚弹芯生产计划的节点目标，具体包括：将首枚新钚弹芯交付节点由2023 财年推迟至2025 财年、取消2024 财年具备年产10 枚弹芯能力的节点目标、将具备年产30 枚弹芯能力的节点目标由2026财年推迟至2028财年、将洛斯·阿拉莫斯钚弹芯生产设施的交付节点由2028 财年推迟至2031财年。

2.1.2 萨凡纳河钚弹芯生产

根据现有数据评估，军工局认为萨凡纳河2030年无法实现年产50枚弹芯的目标。为集中资源保障萨凡纳河弹芯生产能力建设，军工局统筹考虑生产现代化项目各子项目优先次序，做出如下进度调整：一是为避免通货膨胀过高、供应链中断和劳动力等问题，保证在建项目按期交付，2024—2026 财年暂停含能材料表征项目，并将该项目和高能炸药合成、配制和生产设施交付节点由2030财年推迟至2034财年。二是为优先保障萨凡纳河钚加工设施劳动力需求，2024—2026财年暂停氚提纯设施建设，并将设施交付节点由2029—2031财年推迟至2033—2035财年。

2.2 铀现代化项目

铀现代化项目主要通过对高浓铀加工、提纯、加工和其他操作的基础设施进行现代化改造，满足核武库、海军反应堆以及核不扩散的高浓铀需求。

对于铀现代化项目，军工局主要做出如下进度调整：一是由于冷却水供应不足且需要更换部件，将Y-12 场址电解精炼设备的交付节点由2023财年推迟至2024财年。二是由于制造供应商延迟接收设备，将Y-12 场址煅烧炉的交付节点由2023财年推迟至2026财年。三是受承包商业绩低于预期、新冠肺炎疫情、劳动力可用性、采购成本等多方面因素影响，将铀加工设施交付节点由2027财年推迟至2029财年。

2.3 氚现代化项目

氚现代化项目主要是利用田纳西流域管理局运营的瓦茨巴核电厂1号和2号机组生产军用氚，以满足国家安全要求。

2022 财年，瓦茨巴核电厂2 号机组完成了544 个可燃吸收棒的辐照（第4 个辐照周期），并开始1104 个可燃吸收棒辐照（第5 个辐照周期）。为支持氚生产，田纳西河流域管理局2023年3月向美国核管会提交了许可证修正申请，将每个辐照周期可燃吸收棒数量上限提高39%。另外，为优先考虑其他生产现代化项目的需求，军工局将2025 财年的节点目标“在18 个月的辐照周期内使用瓦茨巴核电厂两台机组生产3300克氚”中的产氚量降低至“2800克”。

2023财年，萨凡纳河完成了6次氚提取。为优先考虑其他生产现代化项目需求，2027 财年的节点目标“从萨凡纳河可用的可燃吸收棒中提取3300 克氚”中的氚提取量降低至“2800 克”。另外，为了消除歧义，将2026 财年节点目标“将氚提取设施的年提取量从1 次增加到8 次”更名为“将氚提取设施在单个财年内的提取量从1 次增加到8 次”，并将实现时间推迟到2029 财年。

2.4 国内铀浓缩项目

自2013 年帕杜卡气体扩散厂停运以来，美国一直缺乏自主浓缩铀生产能力。国内铀浓缩项目负责确保美国内浓缩铀的可靠供应，以满足国家安全要求。

作为国内铀浓缩离心机实验项目的一部分，橡树岭国家实验室已完成首个实验室规模离心机级联测试。军工局正在资助橡树岭国家实验室离心机设计平台的离心机研发工作。2024财年，橡树岭国家实验室计划完成一项设施扩建项目，以容纳工程规模离心机示范级联，进一步评估小型离心机的性能。

3 库存科学、技术和工程

库存科学、技术和工程项目主要负责提供核武器库存管理所需的研究、开发、鉴定、认证、测试和评估能力，还致力于维持军工局人才队伍的能力水平，满足当下和未来核武器库存管理的人才需求。

3.1 次临界实验项目

美通过次临界实验模拟核武器内爆动作过程，评估库存核武器状态和新型设计方案与工艺，并储备恢复核试验所需资源和能力。

2022年，军工局使用Z箍缩设施连续开展了两次实验，测量老化钚的动态响应行为，这是该设施开展的首次背靠背钚实验。另外，军工局还将“天蝎座”先进源和探测器交付节点由2027财年推迟至2030财年。

3.2 惯性约束聚变项目

惯性约束聚变项目主要是通过持续开展核聚变实验研究，在实验室内创造类似核爆的高温高压高密度环境，为核武器数值模拟提供机理和数据支持。

2022 年12 月，惯性约束聚变项目实现了一个历史性里程碑：国家点火装置首次实现净能量增益，即聚变反应产生的能量（3.15兆焦）超过了用于直接驱动实验的激光能量（2.05 兆焦）。军工局目前正在制定先进惯性约束聚变和脉冲功率发展路线图，明确先进惯性约束聚变技术和脉冲功率技术未来发展目标，加快核聚变实验平台建设，为未来激光驱动惯性约束聚变和脉冲功率设施发展提供技术支持，实现在实验室中产生200兆焦聚变能量的目标。

3.3 先进模拟与计算项目

美实施先进模拟与计算项目，持续发展超级计算机，开发多机理耦合模型和模拟软件，以实现对核武器全系统、多物理过程进行综合性、高保真数值模拟。

军工局目前正在持续推进项目进程，预计将于2024 财年末在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室部署首台“酋长岩”百亿亿次级超算系统，并推进核武器代码库现代化。

4 小结

美国高度重视核武器库存管理计划的制定与实施，近30 年的持续投入解决了许多核武器库存问题，有力支持了美核武器和核军工能力发展。在核武器库存管理计划的支持下，美开发并建成了一批世界领先的大科学装置，如国家点火装置、超级计算机、双轴X 射线流体动力学试验装置等，利用这些装置和原有科研设施，实现了对核武器爆炸的全物理、全过程的高置信度三维数值模拟。近年来，美核行业人才流失情况严重，严重阻碍了其核工业的发展。2024 财年核武器库存管理计划也指出，人才短缺是限制美国钚弹芯生产能力提升的重要因素之一。