「山寨核武」的可能性

小時候，新聞不時有說什麼氫彈、中子彈試爆的消息。自從1996年「全面禁止核試條約」（Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty）生效之後，類似新聞便鮮有所聞。其間除了98年印度和巴基斯坦一連串儼如「小型核競賽」和北韓於06年的核爆，這十數年來的「平靜」與上世紀七、八十年代美蘇兩國每年進行數以十計「地動山搖」的核試相比，仿如隔世。如今，防止核彈擴散已成共識，國際社會也以條約形式對此建立法理上的依據，主要條約包括以上提過的禁止核試條約，和對核原料訂立仔細監察守則的「核不擴散條約」（Nuclear Nonproliferation Treaty）。鑑於本人學識所限，不能對條約細則和執行進行獨到的分析，本文只能以滿足一己好奇的心態，探求一下製造核彈之難處，和條約對防止其擴散之效用。

美國拿來炸日本的叫原子彈，小時候新聞中聽過氫彈、中子彈，近年則只有聽說核子彈。或許本人孤陋寡聞，心中一直有個疑問，究竟各種「子彈」有何分別？為何現在只聞核彈而不見其他？讀者未必理科出身，讓我從最基本說起。物質由原子組成，原子再由質子、中子和電子組成；前兩者構成原子的核心，後者在外圍繞圈。原子的性質取決於其內在質子的數目，例如氧的原子有8顆質子，少一顆質子，便不再是氧，而是氮。又例如金的原子有79顆質子，少一顆變成白金，多一顆便成水銀。煉金術，說到底就是要操蹤原子核內質子的數目。

當然，古代的煉金術師並不知道這回事，他們把不同的東西混來混去，不能改變原子核的結構，只能改變原子與原子之間的排列，亦即所謂的化學反應。傳統的炸藥，就是利用一個極之迅速的化學反應，短時間內釋出大量能量。核子武器，顧名思義，是藉著改變原子核的結構從而釋放能量，這叫核子反應。由於原子核內粒子（質子和中子）之間的吸力遠遠大於原子之間的吸力，以相同質量計算，核子反應釋出的能量遠超過化學反應。這是核子武器擁有「超強」破壞力的底因。

投下廣島和長崎的原子彈，基本原理其實跟今日的核子彈無異，由於其能量來源實為原子核（nucleus），原子彈（atomic bomb）其實是一個誤稱，由始至終應該稱為核子彈（nuclear bomb）才對。

核子反應有兩種：核聚變和核裂變。前者是太陽生產能量的方式，後者是核彈能量之來源。某些原子核受到中子撞擊，會分裂成兩半，同時釋出數顆（通常二至三顆）中子，這叫核裂變；釋出的中子會再令其他原子核分裂，從而釋出更多中子，令更多原子核分裂，如此類推，核裂變一發難收，這是核彈爆炸的原理。

世上只有三種物質適合製造核彈之用：鈾233、鈾235、鈽239。（除了可裂變之外，還有其他因素令其合適，篇幅所限，不贅。）下文所謂的核原料，伊朗千方百計想拿到手的，就是指這三種物質之一。元素名稱後面那個數字，例如鈾233和鈾235，讀者大可視為兩「種」的鈾，對其確切意義不用太在意。這三種核原料自然存在的份量很少，必須提煉至高濃度方能製造核武，提煉的技術縱是「公開秘密」，但過程耗費資源巨大，是第一道也最難跨越的一道障礙。

由取得高濃度的核原料至成功研製核武，中間也非一蹴而就，當中學問未能一一細表，這裡只介紹其中一環。每次裂變釋出的中子，其實不一定成功引致下一輪裂變，因為它可以從核原料的表面「溜走」，為確保裂變得以延續，滅少流失中子是關鍵。核彈之內包圍著核原料的外殼，其主要功能之一就是把溜出來的中子反射回去。籠統地說，溜走的中子越少，核原料的「使用率」越高，爆炸威力越大。

不說不知，中子彈其實是一顆故意讓中子溜走、人為地壓低破壞力的核彈，其釋放出大量中子會對一般生物（例如人類）造成傷害，唯總能量釋放較少，故對建築物的破壞較一般核彈為小（但仍然較傳統炸藥為大）。換句話說，中子彈的目的是「殺人不毁物」。上世紀六十至八十年代，美國和法國都曾經試爆中子彈，可是經過一輪擾嚷，最終從沒正式部署。

氫彈又是什麼？上面說過，核子反應有聚變和裂變兩種，後者是核彈能量的主要來源。某些核彈為了增加核原料的「使用率」，以核聚變作輔助，使其威力更上一層樓。核聚變需要氫，故名。氫彈，又是核子彈的另一種類。

由此可見，「核子彈」是一個統稱，泛指所有以核子反應為能量來源的武器。不同的設計，會有不同的別稱，「氫彈」和「中子彈」只是其中之二，其餘別稱眾多，只是未進入公眾詞彙。

製造核武器之難處，在於原料和技術兩方面。「核不擴散條約」對進出核設施的原料和跟核子有關的技術，都有嚴格的監控。與任何條例一樣，執行和條文細節同樣重要，幸好現今所有核大國（美、蘇、英、法、中）都認同「核不擴散」的原則，即使對未簽署（印度和巴基斯坦）或己退出條約（北韓）的國家，都會施加令其跟隨國際慣例的壓力。這不代表條約滴水不漏，畢竟主權國處心積慮作某事，外人甚難阻止（縱使有禁運為「武器」），唯條約無疑增加了製造核武的「門檻」。

五個核大國「以身作則」，自1996年起停止核試，無形中為核武的發展畫上大半個句號。沒有核試即不能做實驗，試想像，人家給你一幅機器的藍圖，但不准你實習，頂多只准你觀看一些示範片段，你會懂得修理機器嗎？可能會。要你改良那機器呢？天方夜譚罷。當然，不做核爆試驗也可以做些部件的試驗，故我只說「大半個句號」；在沒有核試的背景下，核武發展之途，雖不至「裹足不前」，卻也「寸步難行」吧。

不過說到底，做好核原料的監察工作才是最重要。有足夠核原料，把之引爆並不需要頂尖科技；要有某程度的技術，但不是頂尖。畢竟這門技術已是有超過半世紀歷史的「公開秘密」，讀者只要在網上搜尋一下便一目了然，當然不是中學生自製炸藥這麼簡單，但以一國之力，只要得到足夠核原料，餘下來的技術難關，其實只是時間問題。更何況，現今追求核彈的國家，為的是政治籌碼多於實際功用，為求一爆而粗製濫造，有何難度？既然潘朵拉的盒子已經打開，我們只有盡一盡人事，希望廣島和長崎的惡秏不會再在人間發生。

（刊登於2009年4月29日信報副刊「新知」欄）

相關連結：
Nuclear Weapons FAQ
十分詳盡也十分technical，如果你想自製核彈，這是必讀。

Nuclear Explosions Database
如果你的土製核彈試爆成功，這個database會有多一個entry。

The Effects of Nuclear Weapons
如果你不想自製核彈，不過想知道給核彈炸中的後果，讀這個。