熱核兵器

標準的な熱核設計である米国のW88弾頭の図。
  1. 「プライマリー」：セカンダリーを起爆させる核分裂兵器
  2. 「セカンダリー」：放射線によって爆縮する核分裂・核融合燃料
  3. 放射線ケース：X線をプライマリーからセカンダリーへ導く。
  4. チャネルフィラー：放射線爆縮を促進するプラスチックフォーム
  5. ブースターガスキャニスター：トリチウムガスの崩壊に伴い定期的に交換する。
  1. 高性能爆薬レンズ
  2. プルトニウム239中空ピット
  3. 重水素およびトリチウム ブーストガス
  4. リチウム重水素化物熱核燃料
  5. 高濃縮ウラン点火プラグ
  6. 高濃縮ウランタンパー
  7. 天然ウランケース

キャッスル・ブラボー熱核実験、ビキニ環礁、1954年。米国史上最大の核実験

熱核兵器、核融合兵器、あるいは水素爆弾（H爆弾）は、核融合を利用した第二世代の核兵器である。これまでに作られた中で最も破壊力のある兵器であり、その威力は通常第一世代の核兵器の20倍を超え、必要な質量と体積ははるかに少ない。核融合反応の特性により、非核分裂性の劣化ウランを兵器の主燃料として使用することが可能となり、希少な核分裂性物質をより効率的に使用できる。その多段階設計は、より単純なブースト核分裂兵器における核融合の使用とは異なる。最初の本格的な熱核実験（アイビー・マイク）は1952年に米国によって実施され、このコンセプトはそれ以来、少なくともNPT承認の核兵器国5カ国、すなわち米国、ロシア、英国、中国、フランスによって採用されてきた。[1]

すべての熱核兵器の設計は、テラー・ウラム構成であると考えられています。これは放射線爆縮を利用しており、一次段階である核分裂爆弾の爆発から発生するX線を、主に重水素化リチウム6を含む別の核融合二次段階に送り込み、熱核燃料を圧縮します。爆発中、中性子はリチウム6をヘリウム4と三重水素に変換します。その後、水素、重水素、三重水素の重い同位体が反応し、エネルギーと中性子を放出します。このため、熱核兵器はしばしば口語的に水素爆弾または水素爆弾と呼ばれます。[b]

さらに、ほとんどの兵器は天然ウランまたは劣化ウランのタンパーとケースを使用しています。これは高速核融合中性子から高速核分裂を起こし、総収量と放射性核分裂生成物のフォールアウトの主な要因となります。[2] [3]

熱核兵器は1941年から可能と考えられており、マンハッタン計画中に基礎研究が行われました。[4]ソ連による最初の核実験は、多くの元マンハッタン計画の科学者による当初の反対にもかかわらず、米国における熱核兵器の全面的な追求のきっかけとなりました。主要な貢献者であるエドワード・テラーとスタニスワフ・ウラムにちなんで名付けられたテラー・ウラム構成は、1951年にジョン・フォン・ノイマンの貢献により概説されました。[5]グリーンハウス作戦は、本格的なマイク実験の前に熱核反応を調査しました。

多段式装置はその後、ソ連（1955年）、イギリス（1957年）、中国（1966年）、フランス（1968年）によって、ほぼ独立して開発および試験されました。[c] [6]インド、[7] [8] [9] [10] [11]イスラエル、[12] [13]あるいは北朝鮮[14] [13]が多段式兵器を保有しているかどうかを判断するには公開情報が不十分である。パキスタンはそれを開発したとは考えられていない。[10] [15] 1991年のソ連崩壊後、ウクライナ、ベラルーシ、カザフスタンは熱核兵器を手放した最初で唯一の国となったが、これらの兵器はロシア軍の運用管理下から外れることはなかった。1996年の包括的核実験禁止条約後、熱核兵器を保有するほとんどの国は、コンピューターシミュレーション、流体力学的試験、弾頭監視、慣性閉じ込め核融合実験を用いて、備蓄と専門知識を維持している。

熱核兵器は、 TNT換算で1メガトンを超える爆発を起こす唯一の人工的な爆弾である。ツァーリ・ボンバは、TNT換算で50メガトンで爆発した史上最強の爆弾だった。[16] TNT換算で50キロトン（210 TJ）を超える威力を持つ最も効率的な設計であり、戦術核兵器の重要性が低下したことから、現在5大核兵器国が配備している核兵器は、事実上すべて熱核兵器である。[17]熱核兵器の開発は、冷戦時代の核軍拡競争を支配した。その破壊力と、MIRV弾頭などに見られるような高威力の小型化能力が、核抑止力と相互確証破壊を特徴づけている。熱核兵器設計の拡張には、放射性降下物がほとんどないクリーンな爆弾や、放射線の透過力が強化された中性子爆弾などがある。それにもかかわらず、現在米国と英国のすべての核弾頭を含む、設計されているほとんどの熱核兵器は、そのエネルギーの大部分を高速核分裂から得ており、高い放射性降下物を引き起こします。[18]

Nuclear weapons
Photograph of a mock-up of the Little Boy nuclear weapon dropped on Hiroshima, Japan, in August 1945.
Background
Nuclear-armed states
NPT recognized
United States
Russia
United Kingdom
France
China
Others
India
Israel (undeclared)
Pakistan
North Korea
Former
South Africa
Belarus
Kazakhstan
Ukraine

用語

「熱核」／「核融合」／「水素」および「兵器」／「爆弾」／「装置」を組み合わせた語句は、主に大きな核融合収量を可能にする多段式装置に適用されます。これらは放射線爆縮原理に基づいて動作し、少なくとも5か国によって独立して開発されたテラー・ウラム設計と同義です。

「熱核」とは、高温での高衝突速度によって原子核が融合する熱核融合を指します。中性子輸送を介して爆発が媒介される核分裂兵器とは異なり、熱核収量は二次核の圧縮中に達成される温度と圧力にもより直接的に依存します

These are in contrast to boosted fission devices , which employ thermonuclear fusion , but detonate a single stage design theoretically limited to around one megaton. [19]

Despite their name, the simplest and most common thermonuclear weapons derive most of their yield (>80% for US weapons) from fast fission of a natural or depleted uranium tamper. Clean thermonuclear weapons (<10% fission) have also been tested and possibly deployed. [20]

Edward Teller in 1958

Basic principle

一次段階と二次段階

テラー・ウラム構成の基本原理は、熱核兵器の異なる部分を段階的に連結し、各段階の爆発が次の段階の点火エネルギーを供給するという考え方です。少なくとも、これは爆縮型核分裂爆弾（「トリガー」）で構成される一次セクションと、核融合燃料で構成される二次セクションを意味します。一次セクションから放出されたエネルギーは、放射爆縮のプロセスを通じて二次セクションを圧縮し、その時点で加熱されて核融合を起こします。このプロセスは継続され、二次セクションからのエネルギーが第3段階の核融合を点火します。ソビエト連邦のAN602「ツァーリ・ボンバ」は、3段階の核分裂-核融合-核融合装置であったと考えられています。理論的には、このプロセスを継続することで、任意の高い出力を持つ熱核兵器を製造できます核分裂兵器の威力は限られています。なぜなら、核分裂燃料を一箇所に集積できる量には限りがあり、それを超えると偶発的に超臨界状態になる危険性が大きくなりすぎるからです。

テラー・ウラム構成の考えられるバージョンの一つ

他の構成部品を取り囲んでいるのは、第一段または一次元のエネルギーを一時的に内部に閉じ込める容器である空洞または放射ケースです。この放射ケースの外側は、通常は爆弾の外側のケースでもあり、熱核爆弾の構成部品の構成について公開されている唯一の直接的な視覚的証拠です。様々な熱核爆弾の外観の写真が多数機密解除されています。[21]

一次元は標準的な爆縮方式の核分裂爆弾ですが、効率を高めるために少量の核融合燃料（通常は重水素：三重水素＝1：1のガス）でブーストされたコアを備えている可能性があります。核融合燃料は加熱・圧縮されると過剰な 中性子を放出し、さらなる核分裂を引き起こします。発射されると、239
Puまたは235
Uコアは、爆発レンズパターンで周囲に配置された通常型の高性能爆薬の特殊な層によって小さな球体に圧縮され、従来の「原子爆弾」の動力源となる核連鎖反応を開始します

二次炉は通常、核融合燃料とその他の構成要素が何層にも巻かれた柱として示されます。柱の周りには、まず「プッシャー・タンパー」と呼ばれるウラン238の重い層があります（238
核融合燃料の圧縮を助けるウラン（U）または鉛（ウランの場合は、最終的には核分裂を起こす可能性があります）。この内部には核融合燃料があり、通常は重水素化リチウムの一種で、液化三重水素/重水素ガスよりも兵器化しやすいため使用されます。この乾燥燃料は、中性子の照射を受けると、混合物中に存在する重水素とともに、核融合を起こすことができる水素の重い同位体である三重水素を生成します。燃料層の内側には「点火プラグ」があり、これは核分裂性物質（239
Puまたは235
U ）、しばしば重水素ガスによって促進されます。点火プラグは圧縮されると核分裂を起こすことができます（形状のため、圧縮なしでは臨界質量になりません）。三次燃料が存在する場合、二次燃料の下に設置され、おそらく同じ材料で作られます。 [22] [23]

中間燃料

セカンダリーとプライマリーを隔てているのは中間段です。核分裂するプライマリーは4種類のエネルギーを生成します。1) プライマリーを爆縮させる高性能爆薬からの膨張する高温ガス、2)元々爆弾の核分裂性物質とそのタンパーであった過熱プラズマ、3)電磁放射線、そして4) プライマリーの核爆発による中性子です。中間段は、プライマリーからセカンダリーへのエネルギー伝達を正確に調整する役割を担っています。高温ガス、プラズマ、電磁放射線、そして中性子を適切な場所に適切なタイミングで導く必要があります。中間段の設計が最適とは言えない場合、セカンダリーが複数回の発射で完全に機能しなくなる「核分裂性フィズル」が発生します。キャッスル作戦におけるキャッスル・クーンによる発射はその良い例です。小さな欠陥により、プライマリーからの中性子束がセカンダリーを時期尚早に加熱し始め、核融合を防ぐのに十分なほど圧縮が弱まりました

1951年3月9日にテラーとウラムが発表した機密文書「ヘテロ触媒爆轟について I：流体レンズと放射ミラー」 。この文書の中で、彼らは革新的な段階的爆縮のアイデアを提案しました。この機密解除版は大幅に編集されています

中間段のメカニズムに関する詳細な情報は、公開文献にほとんど記載されていません。最も優れた情報源の一つは、アメリカのW80弾頭に類似したイギリスの熱核兵器の簡略化された図です。これはグリーンピースが「デュアルユース核技術」と題した報告書で公開したものです。[ 24 ]図には主要な部品とその配置が記載されていますが、詳細はほとんど記載されていません。散在する詳細は意図的な省略または不正確さである可能性があります。それらは「エンドキャップと中性子集束レンズ」と「反射器ラップ」とラベル付けされており、前者は中性子を235
U /239
Puスパークプラグ。後者はX線反射器を指します。通常はウランなどのX線不透過性材料で作られた円筒形で、両端に一次側と二次側があります。鏡のように反射するのではなく、一次側からのX線束によって高温に加熱され、より均一に拡散したX線を放出します。このX線は二次側まで伝わり、いわゆる放射爆縮を引き起こします。 『アイビー・マイク』では、黒体効果を高めるためにウランの上に金がコーティングされていました。 [25]

次に「反射体／中性子銃キャリッジ」があります。反射体は、中性子集束レンズ（中央）と一次炉近くの外側ケーシングとの間の隙間を塞ぎます。一次炉と二次炉を分離し、前の反射体と同じ機能を果たします。約6個の中性子銃（ここではサンディア国立研究所[26]のもの）があり、それぞれが反射体の外縁から各セクションに一端ずつ突き出ています。すべてがキャリッジに固定され、ケーシングの円周上にほぼ均等に配置されています。中性子銃は傾斜しており、各銃端の中性子放出端は爆弾の中心軸に向けられます。各中性子銃からの中性子は通過し、中性子集束レンズによって一次炉の中心に向かって集束され、プルトニウムの初期核分裂を促進します。「ポリスチレン製偏光子／プラズマ源」も示されています（下記参照）。

中間段について言及した最初の米国政府文書は、2004年に開始された信頼性のある代替弾頭（RRW）プログラムを促進するためのもので、最近になって公開されました。図には、RRWの部品レベルでの潜在的な利点を説明する宣伝文句が含まれており、中間段の説明では、新しい設計により「有毒で脆い材料」と「高価な『特殊な』材料…（特別な施設を必要とする）」が置き換えられると述べられています。[27]「有毒で脆い材料」はベリリウムであると広く考えられており、これはその説明に適合し、プライマリーからの中性子束を減速させるでしょう。X線を特定の方法で吸収して再放射する材料も使用される可能性があります。[28]

「特殊な材料」の候補は、ポリスチレンと「フォグバンク」と呼ばれる非機密コードネームの物質です。フォグバンクの組成は機密指定されていますが、エアロゲルが候補として挙げられていますフォグバンクは、 W76熱核弾頭を搭載した熱核兵器に初めて使用され、テネシー州オークリッジのY-12コンプレックス内の工場でW76用に生産されました。W76の生産終了に伴い、フォグバンクの生産は停止されました。W76寿命延長プログラムでは、より多くのフォグバンクを製造する必要がありました。元のフォグバンクの特性が十分に文書化されていなかったため、これは複雑になり、プロセスを再発明するための多大な努力が払われました。古いフォグバンクの特性にとって重要な不純物が、新しいプロセスでは省略されていました。新旧のバッチの綿密な分析によってのみ、その不純物の性質が明らかになりました。製造プロセスではアセトニトリルを溶媒として使用していたため、2006年にはフォグバンク工場で少なくとも3回の避難が発生しました。石油および製薬業界で広く使用されているアセトニトリルは、可燃性で有毒です。Y-12はフォグバンクの唯一の生産者です。[29]

要約

上記の説明を簡単にまとめると、

  1. 「一次」と呼ばれる（比較的）小さな核分裂爆弾が爆発します。
  2. 一次で放出されたエネルギーは「二次」（または核融合）段階に伝達されます。このエネルギーは核融合燃料と点火プラグを圧縮します。圧縮された点火プラグは超臨界状態になり、核分裂連鎖反応を起こし、圧縮された核融合燃料をさらに核融合を誘発するのに十分な温度まで加熱します。
  3. 核融合イベントによって放出されたエネルギーは燃料を加熱し続け、反応を継続させます
  4. 二次段階の核融合燃料は、内部の反応から生じた中性子が当たると核分裂を起こす追加の燃料層に囲まれている場合があります。これらの核分裂イベントは、典型的な設計で放出される総エネルギーの約半分を占めます。

二次段階の圧縮

一次段階から二次段階へエネルギーがどのように「輸送」されるかは、公開されている報道機関では意見の相違がありますが、核分裂する一次段階から放出されるX線とガンマ線によって伝達されると考えられています。このエネルギーは二次段階を圧縮するために使用されます。X線がどのように圧力を生み出すかという重要な詳細は、非機密扱いの報道機関で依然として論争の的となっています。提案されている理論は3つあります。

放射圧

密閉容器内の大量のX線光子によって生じる放射圧は、二次粒子を圧縮するのに十分な可能性があります。X線や光などの電磁放射線は運動量を持ち、衝突するあらゆる表面に力を及ぼします。日常生活で見られる強度の放射線圧、例えば表面に衝突する太陽光などは通常は知覚できませんが、熱核爆弾に見られる極度の強度では、その圧力は非常に大きくなります

一般的なサイズと主要な特性がよく理解されている2つの熱核爆弾、アイビー・マイク試験爆弾とW-61設計の現代のW-80巡航ミサイル弾頭派生型では、放射圧はアイビー・マイク設計で73 × 10 6 bar（7.3  TPa ）、W-80で1,400 × 10 6 bar（140  TPa）と計算されました。[30]^ ^ 

泡プラズマ圧力

泡プラズマ圧力は、チャック・ハンセンがプログレッシブ事件の過程で独自に導入し、発表した概念です。これは、熱核兵器の放射線ケース内のライナー部品として特殊な泡を記載した機密解除文書を発見した研究に基づいています。[31] [32] [33]

泡を使用した兵器の発射手順は次のとおりです

  1. 高性能爆薬が一次核の周囲に点火し、核分裂性物質を超臨界状態に圧縮し、核分裂連鎖反応を開始します。[34]
  2. 核分裂する一次側は熱X線を放出し、これがケーシングの内側に沿って「反射」し、ポリスチレンフォームを照射します。[34]
  3. 照射されたフォームは高温のプラズマとなり、二次側のタンパーを押し、しっかりと圧縮し、点火プラグ内で核分裂連鎖反応を開始します。[34]
  4. 両側（一次側と点火プラグ）から押された重水素リチウム燃料は、高圧で圧縮され、熱核反応温度まで加熱されます。また、中性子の照射により、各リチウム6（6 Li）原子は1つのトリチウム原子と1つのアルファ粒子に分裂します。その後、トリチウムと重水素の核融合反応が始まり、さらに多くの中性子と膨大なエネルギーが放出されます。
  5. 核融合反応を起こしている燃料は、大量の高エネルギー中性子 束（ 14MeV  [2.2  pJ ]）を放出し、238
    ウラン    タンパー（または238
    ウラン    爆弾のケース）を照射し、高速核分裂反応を引き起こし、総エネルギーの約半分を供給します

これで核分裂-核融合-核分裂の一連の流れが完了します。核融合は核分裂とは異なり、比較的クリーンです。エネルギーは放出しますが、有害な放射性物質や大量の核降下物は放出しません。しかし、核分裂反応、特に最後の核分裂反応は、膨大な量の核分裂生成物と降下物を放出します。最後の核分裂段階を省略すると、例えばウラン製のタンパーを鉛製のものに交換することで、全体の爆発力は約半分に減少しますが、降下物の量は比較的少なくなります。中性子爆弾は、意図的に薄いタンパーを備えた水素爆弾であり、高速核融合中性子を可能な限り多く逃がすことができます。

泡プラズマ機構の発射シーケンス。
  1. 発射前の弾頭：上部に一次（核分裂爆弾）、下部に二次（核融合燃料）があり、すべて発泡スチロールの中に吊り下げられています。
  2. 高性能爆薬が一次で発火し、プルトニウムコアを超臨界状態に圧縮し、核分裂反応を開始します
  3. 核分裂一次反応により放出されるX線は、ケースの内側に沿って散乱し、発泡スチロールに照射されます
  4. 発泡スチロールはプラズマ化し、二次圧縮され、プルトニウム点火プラグが核分裂を始めます。
  5. 圧縮・加熱されたリチウム6重水素燃料は、トリチウム（3
    H    ）と融合反応を開始します。生成された中性子束は238
    U    タンパーを核分裂させます。火の玉が形成され始めます。

「泡状プラズマ圧力」という概念に対する現在の技術的な批判は、同様の高エネルギー物理学分野からの非機密分析に焦点を当てており、そのようなプラズマによって生成される圧力は、放射ケース内の基本光子圧力のわずかな乗数に過ぎないこと、また既知の泡状材料は本質的に一次炉からのガンマ線とX線の吸収効率が非常に低いことを示しています。生成されるエネルギーの大部分は、放射ケースの壁または二次炉周囲のタンパーによって吸収されます。吸収されたエネルギーの影響を分析することで、3番目のメカニズムであるアブレーションが導き出されました。

タンパープッシャーアブレーション

二次燃焼体の外側のケーシングは「タンパー・プッシャー」と呼ばれます。爆縮爆弾におけるタンパーの目的は、反応燃料（非常に高温の高密度プラズマ）の膨張を、燃料が完全に消費され爆発が完了するまで遅らせることです。タンパーと同じ材料がプッシャーとしても機能し、外圧（二次燃焼体の表面積に作用する力）を核融合燃料塊に伝達する媒体となります

提案されているタンパープッシャーのアブレーション機構は、熱核二次核のタンパープッシャーの外層が一次核のX線束によって非常に高温になり、激しく膨張してアブレーション（飛散）すると仮定しています。運動量全体が保存されるため、この高速噴出物の塊はタンパープッシャーの残りの部分を巨大な力で内側に反動させ、核融合燃料と点火プラグを押しつぶします。タンパープッシャーは、核融合燃料を外部の極度の熱から遮断するのに十分な頑丈さで作られています。そうでなければ、圧縮が損なわれます。

アブレーション機構の発射シーケンス。
  1. 発射前の弾頭。上部の入れ子になった球体は核分裂一次核、その下の円筒は核融合二次核です。
  2. 核分裂一次核の爆薬が爆発し、一次核分裂ピットを崩壊させました
  3. プライマリーの核分裂反応は完了し、プライマリーは現在数百万度に達し、ガンマ線と硬X線を放射し、空洞内部、シールド、セカンダリーのタンパーを加熱しています
  4. 一次側の反応は終了し、膨張しています。二次側のプッシャーの表面は非常に高温になり、アブレーションまたは膨張を起こして二次側の残りの部分（タンパー、核融合燃料、核分裂性点火プラグ）を内側に押し出しています。点火プラグは核分裂を開始します。図示されていませんが、放射ケースもアブレーションを起こし、外側に膨張しています（図を分かりやすくするために省略しています）。
  5. セカンダリーの燃料は核融合反応を開始し、まもなく燃え尽きます。火の玉が形成され始めます。

基本的なアブレーション効果の大まかな計算は比較的簡単です。プライマリーからのエネルギーは、外側の放射ケース内のすべての表面に均等に分配され、構成要素は熱平衡状態になり、その熱エネルギーの影響が分析されます。エネルギーは主にタンパー／プッシャーの外表面の約1X線光学的厚さ以内に蓄積され、その層の温度を計算できます。その後、表面が外側に膨張する速度が計算され、基本的なニュートンの運動量バランスから、タンパーの残りの部分が内側に爆縮する速度が計算されます。

これらの計算のより詳細な形式をIvy Mike装置に適用すると、蒸発したプッシャーガスの膨張速度は毎秒290キロメートル（29 cm/μs）、爆縮速度はおそらく毎秒400キロメートル（40 cm/μs）になります。+タンパー／プッシャーの総質量の4分の3がアブレーションされ、最もエネルギー効率の高い割合となります。W -80の場合、ガスの膨張速度は約410km/s（41cm/μs）、爆縮速度は570km/s（57cm/μs）です。アブレーション物質による圧力は、アイビー・マイク装置では53 億 バール（530 兆 パスカル）、W-80装置では640億バール（6400兆パスカル）と計算されています。 [30]

爆縮メカニズムの比較

提案された3つのメカニズムを比較すると、次のことがわかります。

メカニズム圧力（TPa）
アイビー・マイクW80
放射圧7.3140
プラズマ圧35750
アブレーション圧力5306400

計算されたアブレーション圧力は、提案されているより高いプラズマ圧力よりも1桁大きく、計算された放射圧よりも2桁近く大きい。放射ケース壁と二次タンパーへのエネルギー吸収を回避するメカニズムは提案されていないため、アブレーションは明らかに避けられない。他のメカニズムは不要であると思われる

米国国防総省の公式機密解除報告書によると、放射ケースのライナーには発泡プラスチック材料が使用されているか、使用される可能性があり、直接的なプラズマ圧力が低いにもかかわらず、エネルギーが均等に分散され、十分な量が二次タンパー/プッシャーに到達するまでアブレーションを遅らせるのに役立つ可能性がある。[35]

リチャード・ローズの著書『ダーク・サン』には、厚さ1インチ（25 mm）のプラスチックフォーム層が、銅釘を使ってアイビー・マイクの鋼鉄ケース内部の鉛ライナーに固定されていたと記されています。ローズは、この爆弾の設計者数名を引用し、外側のケース内部のプラスチックフォーム層は、外側のケースのアブレーションと反動を遅らせるためのものだと説明しています。もしフォームがなければ、外側のケース内部から金属が大きな衝撃でアブレーションし、ケースが急速に外側に反動するでしょう。ケースの目的は、爆発をできるだけ長く封じ込め、二次段の金属表面のX線アブレーションをできるだけ多く行い、二次段を効率的に圧縮して核融合収量を最大化することです。プラスチックフォームは密度が低いため、アブレーション時の衝撃は金属よりも小さくなります。[35]

設計のバリエーション

兵器の設計には、次のようなバリエーションが提案されている。

  • タンパーまたはケースのいずれかが、235
    最終核分裂ジャケットにはU    （高濃縮ウラン）が入っています。はるかに高価な235
    Uも、劣化ウランや天然ウランの238    238
    U    原子核も低速中性子によって核分裂するため（235
    U    原子核は最低約1メガ電子ボルト（0.16 pJ）のエネルギーを必要とします）、これらの低速中性子はジャケット内の他の核分裂238
    U    原子核によって生成されるためです（言い換えれば、235
    Uは    核分裂連鎖反応を促進しますが235
    Uは    促進しません）。さらに、238
    U    ジャケットは中性子の増殖を促進しますが、235
    U    原子核は高速核分裂過程で核融合中性子を消費します。最終核分裂性/核分裂性ジャケットの238
    Uは    、劣化ウランまたは天然ウランジャケットよりもテラー・ウラム爆弾の威力を高めるでしょう。これは、235
    いくつかの説明では、セカンダリーがプライマリーからの過剰な中性子の受信から保護するために、追加の内部構造が存在します
  • 筐体内部は、X線を「反射」するために特別な機械加工が施されている場合と施されていない場合があります。X線の「反射」は、鏡に光が反射するようなものではなく、反射材がX線によって加熱され、そこからX線が放出され、それが二次電子へと伝わる現象です。
  • The inside of the casing may or may not be specially machined to "reflect" the X-rays. X-ray "reflection" is not like light reflecting off a mirror, but rather the reflector material is heated by the X-rays, causing the material to emit X-rays, which then travel to the secondary.

ほとんどの爆弾には、明らかに三次「段階」、つまり前の核融合段階によって圧縮された追加の核融合段階である第三圧縮段階がありません。大型爆弾の威力の約半分を提供する最後のウランブランケットの核分裂は、この用語では「段階」とはみなされません。[要出典]

アメリカはレッドウィング作戦中に三段式爆弾を数回の爆発で試験しましたが、そのような三次モデル、つまり核分裂段階の後に核融合段階が続き、最後にさらに別の核融合段階を圧縮する爆弾は1つしか配備されていないと考えられています。このアメリカの設計は、重量は重いが非常に効率的（つまり、爆弾の単位重量あたりの核兵器威力）な25メガトン（100ペタジュール）のB41核爆弾でした[36]ソ連は、50メガトン（210ペタジュール）（当初は100メガトン（420ペタジュール））のツァーリ・ボンバに多段式（三次核融合段階を複数含む）を採用したと考えられている。核分裂ジャケットは、ツァーリ・ボンバと同様に鉛に置き換えることができた。テラー＝ウラム設計以外の構成で水素爆弾が作られたことがあるかどうかは公表されていない。例外として、ソ連の初期のスロイカ設計が挙げられる。[要出典]

本質的に、テラー・ウラム構成は、少なくとも2回の爆縮の発生を前提としている。まず、一次炉内の通常の（化学）爆薬が核分裂性核を圧縮し、化学爆薬単独で達成できるもの（第一段階）よりも何倍も強力な核分裂爆発を引き起こす。次に、一次炉の核分裂による放射線を利用して二次核融合段階を圧縮・点火し、核分裂爆発単独よりも何倍も強力な核融合爆発を引き起こす。この圧縮の連鎖は、任意の数の三次核融合段階へと継続されると考えられる。各段階で次の段階でさらに多くの核融合燃料が点火される[37] : 192–193  [38] [より適切な情報源が必要]が、これについては議論の余地がある。最終的に、効率的な爆弾（いわゆる中性子爆弾ではない）は、天然ウランタンパーの核分裂で終わります。これは通常、二次または三次段階の核融合反応によって供給される中性子束なしには達成できません。このような設計は、任意の大きな出力（明らかに必要な数の核融合段階）までスケールアップ可能であると示唆されており、[37] : 192–193  [38] [より適切な出典が必要] 、潜在的には「終末装置」のレベルにまで達する可能性があります。しかし、通常、このような兵器の出力は12メガトン以下であり、これは最も堅牢な実用的な標的（例えば、シャイアン・マウンテン・コンプレックスのような制御施設）でさえ破壊するのに十分であると考えられていました。このような大型爆弾でさえ、より出力の低い核バンカーバスター爆弾に置き換えられました。[要出典]

都市や強化されていない標的を破壊する場合、爆発エネルギーを「パンケーキ」状に拡散させるために、単一のミサイルペイロードの質量をより小さなMIRV爆弾に分割することは、爆弾エネルギーあたりの破壊面積という点ではるかに効率的です。これは巡航ミサイルや爆撃機などの他のシステムによって運搬可能な単一の爆弾にも当てはまり、米国のプログラムにおけるほとんどの運用可能な弾頭の威力は500kt（2,100TJ）未満です。[要出典]

アイビー・マイク

1995年の著書『ダーク・サン：水素爆弾の誕生』の中で、著者リチャード・ローズは、 「アイビー・マイク」ソーセージ型核爆弾の内部部品について、それを組み立てた科学者や技術者への広範なインタビューから得られた情報に基づいて詳細に説明しています。ローズによると、二次核の圧縮の実際のメカニズムは、放射圧、フォームプラズマ圧、およびタンパー・プッシャー・アブレーション理論の組み合わせでした。一次核からの放射がケースのポリエチレンフォームライニングをプラズマに加熱し、それが二次核のプッシャーに放射を再放射し、その表面をアブレーションさせて内側に押し込み、二次核を圧縮し、点火プラグに点火して核融合反応を引き起こします。この原理の一般的な適用性は不明です。[25]

リップル

リップル二次核は、試験された中で最もクリーン（最大の核融合率）かつ最も高い出力対重量比の装置です。1962年のドミニク作戦シリーズで試験されましたウラン238タンパーを鉛に取り替えるだけでクリーンになったこれまでのクリーン爆弾とは異なり、リップルは本質的にクリーンだった。核分裂点火プラグは、より薄い重水素化リチウムシェルに囲まれた大きな重水素-三重水素ガスコアに取り替えられた。鉛などの高Z物質でできた薄い同心シェルが小型のキングレットプライマリーによって駆動され、コアへの持続的な衝撃波の伝播を可能にし、熱核燃焼を持続させることから、この装置にリップルという名前が付けられたと考えられている。設計は、当時台頭しつつあった慣性閉じ込め核融合の分野に影響を受けた。リップルはまた、非常に効率的で、15 kt/kg の計画が立てられた。アンドロスコギン実験では、概念実証用のリップル設計が採用され、63 キロトンの不発弾となった（予測された 15 メガトンより大幅に低い）。これはフーサトニック実験でも繰り返され、9.96 メガトンの爆発が起こり、報告によると 99.9% 以上が核融合であった。

非常に軽量であったものの、大量のDTガスを使用したため、密度が低く、弾頭容積が大きくなっていました。アメリカのICBMの中で、これを運搬できるほどの弾頭幅を持つのはタイタンIIだけでしたが、軍はすでにタイタンIIからより小型のミニットマンミサイルへと移行していました。[18]

W88

1999年、サンノゼ・マーキュリー・ニュースの記者は、トライデントII潜水艦発射弾道ミサイル（SLBM）に搭載された小型多弾頭（MIRV）である米国のW88核弾頭は、特殊な形状の放射性ケース（その形状から「ピーナッツ」と呼ばれる）内に、長楕円形の一次弾頭（コードネーム：コモド）と球形の二次弾頭（コードネーム：クルサ）を備えていると報じた。卵形の一次弾頭の価値は、MIRV弾頭が一次弾頭の直径によって制限されるという事実にあるようだ。卵形の一次弾頭が適切に機能すれば、MIRV弾頭は大幅に小型化されながらも高出力の爆発を起こすことができる。 W88弾頭は、長さ68.9インチ（1,750 mm）、最大直径21.8インチ（550 mm）、重量は様々な推定値で175～360キログラム（386～794ポンド）の物理パッケージで、最大475キロトンTNT（1,990 TJ）の威力を発揮します。 [39]弾頭が小型化されたことで、1つのミサイルにより多くの弾頭を搭載できるようになり、速度や射程距離などの基本的な飛行特性が向上しました。[40]

歴史

最初のテスト

国核兵器設計による最初のテスト
核分裂年ブースト核分裂年多段式年1メガトンを超える多段式年
アメリカ合衆国トリニティ1945年グリーンハウス・ジョージ1951年グリーンハウス・ジョージ1951年アイビー・マイク1952年
ソビエト連邦RDS-11949RDS-6s1953RDS-371955RDS-371955
イギリスハリケーン作戦1952年モザイクG11956グラップル11957グラップルX1957
中国5961964596L196662919666391967
フランスジェルボワーズ・ブルー1960リゲル1966カノープス1968カノープス1968
インドスマイリング・ブッダ1974シャクティ1（未確認）1998シャクティ1（未確認）1998該当なし
パキスタンチャガイ1世1998チャガイ1世1998該当なし該当なし
北朝鮮120064（未確認）20166（未確認）2017該当なし
イスラエル核兵器とイスラエル § 核実験を参照該当なし
南アフリカ南アフリカと大量破壊兵器 § 核兵器を参照該当なし


アメリカ合衆国

アイビー・マイク、最初の本格的な熱核実験、エニウェトク環礁、1952年11月1日

小型の核分裂爆弾で点火する熱核融合爆弾のアイデアは、エンリコ・フェルミが同僚のエドワード・テラーに、1941年9月にコロンビア大学で話しているときに初めて提案され、 [25] : 207 、 後にマンハッタン計画となる計画の開始時に行われた。[5]テラーは、原子爆弾の開発よりもこの設計を優先し、マンハッタン計画のほとんどの期間を、この設計を機能させる方法を見つけることに費やし、計画の最後の1年間は、この仕事に専念した。[25] : 117, 248 しかし、第二次世界大戦が終わると、当時スーパー爆弾として知られていたこの計画に多くの資源を投入する動機はほとんどなくなった。[41] : 202  [42]

1949年8月にソ連が実施した最初の原子爆弾実験は、アメリカ人の予想よりも早く行われ、その後数ヶ月にわたり、はるかに強力な超核兵器の開発を進めるべきかどうかについて、米国政府、軍、科学界内で激しい議論が交わされました。[43] : 1–2 この議論は、戦略的、実用的、そして道徳的な問題を網羅していました。[43] : 16 ロバート・オッペンハイマー、フェルミ、そして同僚たちは、一般諮問委員会の報告書 の中で、超核兵器の使用に伴う民間人の犠牲者について警告し、それを「大量虐殺兵器」と特徴づけ、「[熱核兵器の開発]という提案に内在する人類への極度の危険は、いかなる軍事的利点も完全に上回る」と結論付けました。[44] 提起された反対にもかかわらず、1950年1月31日、ハリー・S・トルーマン大統領は新兵器の開発を進めることを決定しました。[41] : 212–214 

キャッスル作戦、熱核実験、ロミオ城の銃撃

テラーと他のアメリカの物理学者たちは、実行可能な設計を見つけるのに苦労しました。[43] : 91–92  テラーの同僚であるスタニスワフ・ウラムは、実行可能な核融合設計に向けた最初の重要な概念的飛躍を遂げました。核融合爆弾を実用化したウラムの2つの革新は、極度の加熱前に熱核燃料を圧縮することが、核融合に必要な条件への実用的な道筋であるという点と、核分裂一次部品の外側に別の熱核部品を段階的に配置または配置し、何らかの方法で一次部品を使って二次部品を圧縮するというアイデアでした。その後、テラーは、一次部品で生成されたガンマ線とX線放射線が、アセンブリ全体を空洞または放射線ケースで包めば、二次部品に十分なエネルギーを伝達し、爆縮と核融合燃焼を成功させることができることに気づきました。[5]

1951年5月9日のグリーンハウス作戦の「ジョージ」ショットは、この基本概念を初めて非常に小規模でテストしました核融合エネルギーの（制御されていない）放出に初めて成功したことであり、 総出力225 kt（940  TJ ）のごく一部を占めたため、 [45]この概念がうまくいくという期待が高まりました。1952年11月1日、テラー・ウラム構成は、エニウェトク環礁の島でアイビー作戦のマイクショットでフルスケールでテストされ、出力は10.4  Mt（44  PJ ）でした（これは第二次世界大戦中に長崎に投下された爆弾の450倍以上の威力です）。ソーセージと名付けられたこの装置は、エドワード・テラーからこの任務を任されたリチャード・ガーウィンによって作成されました。[46] [47] [48]彼の関与は秘密にされていたため、2001年までこのことは広く知られていませんでした。[49]この原子炉は、超大型の核分裂爆弾を「引き金」として、また、20米トン（18 トン）の極低温装置によって液体状態に保たれた液体重水素を核融合燃料として使用した[要出典]。総重量は約80米トン（73 トン）であった。

アイビー・マイクの液体重水素燃料は展開可能な兵器としては非実用的であったため、次の進歩は代わりに固体の重水素化リチウム核融合燃料を使用することであった。1954年にこれは「キャッスル・ブラボー」発射（この装置はシュリンプというコードネームだった）でテストされ、その威力は15 メガトン（63 ペタジュール）（予想の2.5倍）で、これまでにテストされた米国最大の爆弾となった。努力は、大陸間弾道ミサイルや潜水艦発射弾道ミサイルに搭載できる小型のテラー・ウラム兵器の開発へと移った。1960年までに、W47弾頭[50]がポラリス 弾道ミサイル潜水艦に配備され、メガトン級の弾頭は直径18インチ（0.46メートル）、重さ720ポンド（330キログラム）まで小型化された。弾頭の小型化におけるさらなる革新は1970年代半ばまでに達成され、テラー・ウラム設計のバージョンが開発され、小型のMIRVミサイルの先端に10個以上の弾頭を搭載できるようになりました。[21]

ソビエト連邦

ソビエト連邦のツァーリ・ボンバのケース。史上最大の核兵器、サロフ（ロシア）。

1949年（ソビエト連邦が実用的な核分裂爆弾を保有する前）にアンドレイ・サハロフとヴィタリー・ギンツブルグによって開発された最初のソビエト核融合設計は、ロシアのレイヤーケーキにちなんで「スロイカ」と名付けられ、テラー・ウラム構成ではありませんでした。これは、核分裂性物質とトリチウムを添加した重水素化リチウム核融合燃料を交互に重ねた層を使用していました（これは後にサハロフの「最初のアイデア」と呼ばれました）。核融合は技術的には実現可能だったかもしれないが、「段階的」兵器のようなスケールアップ性を備えていなかった。そのため、そのような設計では、爆発力を任意に大きくできる熱核兵器を製造することはできなかった（当時の米国の設計とは異なり）。核分裂核を包む核融合層は、核分裂エネルギーを中程度にしか増幅できなかった（現代のテラー・ウラム設計では30倍に増幅できる）。さらに、核分裂核だけでなく、核融合段階全体を通常爆薬で爆縮させる必要があり、必要な化学爆薬の量が大幅に増加した。

スロイカ設計の最初の実験であるRDS-6sは、1953年に爆発し、400 kt（1,700 TJ）（核融合による15%～ 20%）の威力を発揮した。スロイカ設計を用いてメガトン級の威力を達成する試みは実現不可能であることが判明した。1952年11月に米国が「アイビー・マイク」熱核実験装置を実験し、数メガトン級の爆弾の製造が可能であることが証明された後、ソ連は代替設計を模索した。サハロフが回顧録で言及した「第2のアイデア」は、1948年11月にギンズブルグが提案した、爆弾に重水素化リチウムを使用するという以前の提案であった。これは中性子の照射を受けることで三重水素と自由重水素を生成するものであった。[51] : 299  1953年後半、物理学者ヴィクトル・ダヴィデンコは反応の段階的制御における最初のブレークスルーを達成しました。次のブレークスルーである放射線爆縮は、1954年初頭にサハロフとヤコフ・ゼルドヴィッチによって発見・開発されました。ソ連ではテラー・ウラム設計として知られていたサハロフの「第三のアイデア」は、1955年11月に「RDS-37」という実験で1.6メガトン（6.7ペタジュール）の威力でテストされました。ソ連は1961年10月、巨大で扱いにくいツァーリ・ボンバを爆発させ、段階的制御概念の威力を実証しました。これは、どの国によっても開発・テストされた最大の核兵器でした。

イギリス

クリスマス島でのグラップル作戦は、イギリス初の水素爆弾実験でした

1954年、アルダーマストンで英国の核融合爆弾の開発作業が開始され、ウィリアム・ペニー卿がこの計画の責任者となった。英国の熱核融合爆弾の製造方法に関する知識は初歩的であり、当時米国は1946年の原子力法により、核に関する知識を一切交換していなかった。英国はマンハッタン計画で米国と緊密に協力していた。ソ連のスパイ活動に対する懸念から、米国は一時、英国の核兵器情報へのアクセスを遮断された。秘密情報の取り扱い方やその他の問題を規定する協定に調印するまで、全面的な協力は回復されなかった。[52] [信頼できない情報源? ]しかし、英国は米国のキャッスルテストの観察を許可され、キノコ雲の中でサンプル採取用航空機を使用して、放射線爆縮による第2段階で生成された圧縮の明確で直接的な証拠を入手した。[52]これらの困難のため、1955年にアンソニー・イーデン首相は、アルダーマストンの科学者が核融合爆弾の開発に失敗するか、大幅に遅れた場合、非常に大きな核分裂爆弾に置き換えるという秘密計画に同意しました。[52]

1957年、グラップル作戦の実験が行われました。最初の実験であるグリーン・グラナイトは、プロトタイプの核融合爆弾でしたが、アメリカやソ連の爆弾と同等の威力を発揮できず、約300kt（1,300TJ）しか達成できませんでした。2回目の実験であるオレンジ・ヘラルドは改良された核分裂爆弾で、720kt（3,000TJ）を発生し、史上最大の核分裂爆発となりました。当時、ほとんどすべての人（投下した飛行機のパイロットを含む）が、これは核融合爆弾だと思っていました。この爆弾は1958年に運用開始されました。2番目のプロトタイプの核融合爆弾であるパー​​プル・グラナイトは、3回目の実験で使用されましたが、約150kt（630TJ）しか発生しませんでした。[52]

2回目の一連のテストが予定され、1957年9月に再開されました。最初のテストは「…よりシンプルな新しい設計。はるかに強力な起爆装置を備えた2段階熱核爆弾」に基づいていました。このテストのグラップルXラウンドCは11月8日に爆発し、約1.8メガトン（7.5 PJ）の威力を発揮しました。1958年4月28日には、3メガトン（13 PJ）の威力を持つ爆弾が投下されました。これはイギリスで最も強力なテストでした。1958年9月2日と11日の最後の2回の空中爆発テストでは、それぞれ約1メガトン（4.2 PJ）の威力を持つ小型爆弾が投下されました。[52]

アメリカのオブザーバーは、この種の実験に招待されていました。イギリスがメガトン級の核兵器の爆発に成功し（テラー＝ウラム設計の「秘密」を実際に理解していることを実証した後）、アメリカはイギリスと核設計の一部を交換することに同意し、1958年の米英相互防衛協定につながりました。イギリスは独自の設計を継続する代わりに、より小型のアメリカのMk 28弾頭の設計へのアクセスを許可され、コピーを製造することができました。[52]

中国

中国による最初の本格的な熱核実験、プロジェクト639 、 1967年、ロプノールで実施

中国は1967年6月17日、コードネーム「639」の本格的な多段式熱核爆弾を爆発させ、出力3.31メガトンを記録し、世界第4位の熱核兵器保有国となった。最初の核分裂兵器を爆発させてからわずか32か月後のこの成功は、国家初の核実験後の国家水素爆弾計画としては最速の成功である。中国は1966年5月にレイヤーケーキ型（「596L」）のブースト核分裂兵器を実験し、出力220キロトンを記録した。また、1966年12月には小規模な多段式熱核爆弾（「629」）を実験していた。実験は中国北西部のロプノル実験場で行われた。[53] [54]

ソ連は1957年から中国の核開発計画を支援していたが、 1959年の中ソ対立により突如として終了した。中国は熱核兵器用にリチウム重水素化物製造工場を受領し、ソ連の層状核ケーキ設計に関する知識も限定的にしか持っていなかった。米国やソ連とは異なり、中国は水素爆弾計画当時、プルトニウムやトリチウムの製造施設を稼働させていなかった。酒泉のプルトニウム製造炉は1967年にようやく稼働を開始し、プルトニウムの分離は1968年9月に開始された。[55] 1963年、彭歓武率いる中国の科学者たちはこの設計を徹底的に調査したが、他国が保有する水素爆弾として使用するには効率が悪すぎると判断された。それでも、1966年には小型のレイヤーケーキ型爆弾の設計を、そして1967年10月には1メガトンに達する3段式レイヤーケーキ型爆弾「658」（英国の予備設計であるオレンジ・ヘラルド・ラージに類似）を試験する計画が立てられた。 [56] 1965年9月と10月には、上海でユ・ミンが主導し、デジタルコンピュータと手計算を用いた理論研究の緊急プロジェクトが実施された。ユはレイヤーケーキ型爆弾に関する一連の講演を行い、その欠点が重水素化リチウムからトリチウムを生成する速度が遅いこと、すなわちジェッターサイクルにあることを認識した。この結果、熱核二次核を核分裂一次核で圧縮するテラー・ウラム類似の設計が生まれた。1965年12月、この設計が熱核開発の焦点として選ばれた。ユは後に、この急速な開発によって、1966年5月から10年間続いた文化大革命の間、水素爆弾研究計画が崩壊するのを防いだと述べている（中国初の有人宇宙計画で起こったような崩壊を）。[56]

1966年の小型レイヤーケーキ実験は、1966年5月に「596L」（プロジェクト596の最初の原子爆弾に重水素化リチウムを追加したもの）として実施されました。真の二段式熱核設計は、1966年12月に「629」装置として初めて小規模で実験され、120キロトンの核出力が得られました。この成功を受けて、予備の「658」レイヤーケーキ計画から材料を再利用することが決定されました。文化大革命の熱狂の中で、第九科学院は、フランスが1967年に最初の水素爆弾を実験するという彭歓武の予測に熱心に対抗し、639の推測に基づく実験日を10月から7月に変更しました。[56]その後、二段式設計は1967年6月に「639」装置、別名テストNo.6として本格的な実験が行われ、3.31メガトンの核出力が得られました。[56]

中国では、この二段式設計は于敏构型（Yú Mǐn gòu xíng）として知られている 。中国政府は、これは多段式の熱核兵器設計ではあるものの、他の4つの熱核兵器保有国が採用すると想定されているテラー・ウラム型とは異なるため、さらなる小型化が可能であり、この2つを合わせることで初めて実現可能な熱核兵器設計が構成されると主張している。 [57]中国の設計も、核分裂一次核からのエネルギーを熱核二次核に送り込み圧縮するため、その違いは明確ではない。初期のソ連とイギリスの水素爆弾と同様に、二次核核は球形であるが、米国で最初に使用された円筒形の二次核核とは異なる。[56]

ウィリアム・ブロード氏によるニューヨーク・タイムズの記事[58]によると、1995年、中国の二重スパイとされる人物が、中国がスパイ活動を通じて米国のW88弾頭の秘密情報を知っていることを示唆する情報を提供したと報じられている[59] 。 （この捜査は最終的に、ウェン・ホー・リー氏の裁判の失敗に終わった。）

フランス

フランスの物理学者ミシェル・カラヨル氏 [fr]は、テラー・ウラム設計のフランス版を提案した。

1960年の最初の核実験の後、フランスは核分裂兵器の開発とミラージュIV爆撃機による配備を最優先課題とした。1966年、ド・ゴールは中国が4番目の熱核保有国となるというプレッシャーを感じ、最初の水爆実験の期限を1968年と設定した。実験に参加した科学者のピエール・ビヨーは、1965年にフランスの熱核兵器に関する知識について次のように記している。

1948年のアメリカの同僚科学者と比べて、フランスの科学者には多くの利点がありました。水素爆弾が存在し、機能し、Li6Dが使用されていることを知っており、作用する反応も理解していました。また、1940年代後半には入手できなかった、アメリカ製の強力なコンピューターもありました。そして、ヨーロッパのNATO基地に配備された核兵器の寸法と重量、そしてその威力についても、多かれ少なかれ知っていました。この情報は、私たちがなんとか得た情報だけでなく、 『Aviation Week』や『Bulletin of the Atomic Sc​​ientists』などの出版物に掲載された公開文献の記事からも得られました

初期の実験では、Li6D [重水素化リチウム] が「核分裂炉心に密接に取り付けられていた」ため、層状ケーキ設計が示唆された。フランスは1966年から1970年にかけて行われた核実験で熱核融合原理の試験を開始し、1966年9月にリゲル加速器による125 ktの核分裂実験を実施した。1967年4月、物理学者ミシェル・カラヨル [fr]はテラー・ウラム設計の中核となる放射線爆縮の概念を概説したが、兵器科学者たちはそれが解決策であるとすぐには確信しなかった。6月、フランスは中国の3メガトン級プロジェクト639実験により水素爆弾開発競争に敗れた。1967年半ばまでに、中国の科学者と同様に、フランスの科学者たちは重水素化リチウム燃料の密度をほぼ20倍にまで高めることがメガトン級核爆弾の成功に不可欠であると特定していたが、カラヨルの正しいテラー・ウラム類似核実験は、1968年夏に実施する3つの設計のうちの1つとして計画された。

フランスの水素爆弾開発の道筋は、 10年前にイギリスの水素爆弾計画を成功に導いたイギリスの科学者ウィリアム・リチャード・ジョセフ・クックの影響を大きく受けました。フランスとは異なり、イギリスはアメリカやソ連と同様に、実験による核放射性降下物を収集し、フランスの熱核兵器の進歩の欠如などを含む推論を行うための空中偵察能力を持っていました。1967年9月、クックはロンドンのフランス大使館の武官に、現在の設計は成功せず、解決策はより単純であるという限定的な熱核開発情報を提供しました。これにより、フランスの科学者たちは、最終的に成功した1968年の熱核実験のために、カラヨールの提案のみを特定し、それに基づいて実験を進めることができました。これは、当時アメリカとの緊密な関係を理由にイギリスの欧州共同体への加盟を阻止していたドゴールへの申し入れを目的とした、ハロルド・ウィルソン首相の指示によるものと考えられていますしかし、ド・ゴールは1967年11月に再びイギリスの加盟を拒否し、イギリスの貢献を知った際に大きな衝撃を受けた。[60]

最初のDTブースト弾頭であるMR41は、1968年7月と8月のカストルとポルックス発射で試験され、カストル発射では450ktの出力に成功した。[61]

1968年8月24日、フランス領ポリネシアのファンガタウファ環礁で行われた「カノープス」実験は、同国初の多段式熱核実験であった。爆弾は高度520メートル（1,710フィート）の気球から爆発した。この実験の結果、大気圏は深刻な汚染を受けた。[62]フランスは現在、他の主要核保有国と同等の高度な核兵器を保有していると考えられている。[52]

フランスと中国は、大気圏、水中、宇宙空間での核実験爆発を禁止した1963年の部分的核実験禁止条約に署名も批准もしていない。1966年から1996年の間に、フランスは190回以上の核実験を実施した。[62]フランスの最後の核実験は1996年1月27日に行われ、その後、ポリネシアの核実験場は解体された。フランスは同年、包括的核実験禁止条約に署名し、2年以内に同条約を批准した。

フランスのトリオンファン級原子力潜水艦の 1 隻、ル テメレール(S617)

2015年、フランスは自国の核兵器庫に約300発の弾頭が含まれており、潜水艦発射弾道ミサイルと戦闘爆撃機によって搭載されていることを確認した。フランスは4隻のトリオンファン級弾道ミサイル搭載潜水艦を保有している弾道ミサイル搭載潜水艦1隻が深海に配備されているが、常時運用可能なのは合計3隻である。旧型3隻はM45ミサイルを16発搭載している。最新鋭の潜水艦「ル・テリブル」は2010年に就役し、TN75熱核弾頭を搭載可能なM51ミサイルを搭載している。航空部隊は4つの飛行隊で構成され、4つの異なる基地に配備されている。合計で、核弾頭を搭載可能なミラージュ2000N機が23機、ラファール機が20機ある。 [63] M51.1ミサイルは、2016年から新型M51.2弾頭に更新される予定で、M51.1よりも射程距離が3,000キロメートル（1,900マイル）長い。[63]

フランスは、 TN80 / TN81弾頭を搭載した空中発射ミサイルを約60発保有しており、それぞれの威力は約300キロトン（1,300テラジュール）です。フランスの核計画は、これらの兵器が今後数十年にわたって使用可能であることを保証するために慎重に設計されています。[52] [信頼できない情報源？ ]現在、フランスはプルトニウムや濃縮ウランなどの臨界質量物質を意図的に生産していませんが、電力は依然として原子力に依存しており、239
プルトニウムを副産物として生産しています。 [64]

インド

シャクティ1

1998年5月11日、インドはシャクティ作戦の実験で熱核爆弾を爆発させたと発表した（「シャクティ1」はヒンディー語で「力」を意味する）。[65] [66]パキスタンの原子核物理学者 サマール・ムバラクマンドは、シャクティ1が熱核実験であった場合、装置は不発だったと主張した。[67]しかし、ロスアラモス国立研究所の元所長ハロルド・M・アグニューは、インドの段階的熱核爆弾を爆発させたという主張は信憑性があると述べた。[68]インドは、ケトライ村が約5キロメートル（3.1マイル）と近かったため、村の家屋に大きな被害が出ないように、熱核実験は45キロトン（190テラジュール）の制御された出力で行われたと述べている[69]もう一つの理由として挙げられたのは、45キロトンを大幅に上回る出力で放出された放射能が完全に封じ込められなかった可能性があるという点である。[69]ポカランII実験後、インド原子力委員会の元委員長であるラジャゴパーラ・チダンバラム氏は、インドはあらゆる出力の熱核爆弾を意のままに製造する能力を持っていると述べた。[68]インドは公式に、シャクティ1熱核実験に基づいて、最大約200キロトン（840テラジュエル）までの様々な出力の熱核兵器を製造できると主張している。 [69] [70]

インドの水素爆弾実験の出力は、インドの科学界と国際的な学者の間で依然として非常に議論の余地がある。[71]政治化の問題とインドの科学者間の論争が、この問題をさらに複雑にした[72] 2009年8月のインタビューで、1998年の核実験場準備責任者であるK・サンタナムは、熱核爆発の威力は予想よりも低く、したがってインドは包括的核実験禁止条約への署名を急ぐべきではないと主張した。実験に関わった他のインドの科学者たちはサンタナムの主張に異議を唱え、[73]彼の主張は非科学的であると主張している。[66]英国の地震学者ロジャー・クラークは、マグニチュードからTNT火薬換算で最大60キロトン（250TJ）の威力が示唆されており、インドが発表したTNT火薬換算で56キロトン（230TJ）の威力と一致すると主張した。[74]米国の地震学者ジャック・エバーンデンは、威力を正しく推定するためには、「実験場間の地質学的および地震学的な違いを適切に考慮する」必要があると主張している。[69]

イスラエル

イスラエルはテラー＝ウラム設計の熱核兵器を保有しているとされているが[75]、核兵器の実験を行ったことは知られていない。ただし、 1979年のベラ事件はイスラエルと南アフリカの共同核実験だったのではないかと広く推測されている。[76] [77] : 271  [78] : 297–300 

エドワード・テラーが約20年間、イスラエルの政権に対し、核問題全般について助言と指導を行っていたことはよく知られている。[79] : 289–293  1964年から1967年の間に、テラーはイスラエルを6回訪問し、テルアビブ大学で理論物理学の一般的な話題について講義を行った。[80]イスラエルの核能力についてCIAを説得するのに1年かかり、最終的に1976年にCIAのカール・ダケットは、「アメリカの科学者」（テラー）からイスラエルの核能力に関する信頼できる情報を受け取り、米国議会で証言した[78] : 297–300  1990年代、テラーは最終的に、1960年代の訪問中にイスラエルが核兵器を保有していると結論付けたというメディアの憶測を認めた。[78] : 297–300 この件を米国政府の高官に伝えた後、テラーは次のように述べたと伝えられている。「彼ら（イスラエル）は核兵器を保有しており、自らの研究を信じて実験を行わないほど賢明だった。実験すれば問題に巻き込まれることを彼らは知っているのだ。」[78] : 297–300 

北朝鮮

北朝鮮は2016年1月6日、小型熱核爆弾の実験を行ったと主張した。北朝鮮の最初の3回の核実験（2006年、2009年、2013年）は、比較的低い出力であり、熱核兵器の設計ではなかったようだ。2013年、韓国国防省は、北朝鮮が「水素爆弾」の開発を試みており、そのような装置が北朝鮮の次の兵器実験になる可能性があると推測した。[81] [82] 2016年1月、北朝鮮は水素爆弾の実験に成功したと主張したが[83] 、実験時に検出された地震はマグニチュード5.1のみで、[84] 2013年の6～9kt（25～38TJ）の原子爆弾実験と同程度の規模であった。これらの地震記録は、水素爆弾実験が行われたという北朝鮮の主張に疑問を投げかけ、非核融合核実験であったことを示唆している。[85]

2017年9月3日、北朝鮮の国営メディアは、水素爆弾実験が実施され「完全な成功」に終わったと報じた。米国地質調査所（USGS）によると、爆発はマグニチュード6.3の地震に相当するエネルギーを放出した。これは、北朝鮮がこれまで実施した核実験の10倍の威力である。[86]米国情報機関は、爆発威力の推定値は140kt（590TJ）[87]で、不確実性の範囲は70～280kt（290～1,170TJ）[88]と発表している。 9月12日、NORSARは爆発のマグニチュードの推定値を6.1に上方修正した。これはCTBTOの推定値と一致したが、 USGSの推定値6.3よりは威力が低い。NORSARの推定値は250kt（1,000TJ）に修正されたが、推定値には不確実性と非公開の誤差幅があると指摘した。[89] [90] 9月13日、実験場の合成開口レーダー衛星画像の前後の分析結果が公表され、実験は900メートル（3,000フィート）の岩の下で行われ、威力は「300キロトンを超えた可能性がある」ことが示唆された。[91]

公知

機密

核分裂兵器および核融合兵器に関する詳細な知識は、事実上すべての先進国においてある程度機密扱いされている。[要出典]米国では、そのような知識は、たとえ政府職員ではない人物や兵器計画に関係のない人物によって作成されたものであっても、「生まれながらの秘密」として知られる法理に基づき、デフォルトで「制限データ」に分類される（ただし、この法理の合憲性は時折疑問視されてきた。米国対プログレッシブ社事件を参照）。生まれながらの秘密は、私的な憶測の場合にはめったに援用されない。米国エネルギー省の公式方針は、設計情報の漏洩を認めないことである。もし認めれば、その情報が正確であると立証される可能性があるからである。過去にも、米国政府は公の報道機関における兵器情報の検閲を試みてきたが、成功は限られている。[92]ニューヨーク・タイムズ紙によると、物理学者ケネス・W・フォードは、著書『水爆製造：個人史』から機密情報を削除するよう政府から命じられたが、それに従わなかった。フォードは既存の情報のみを使用し、政府に原稿を提出したと主張しているが、政府は外国がその情報を利用できることを懸念し、書籍の全体を削除することを望んでいた。[93]

テラー＝ウラム設計は長年にわたり核の最高機密の一つとみなされており、今日でも機密指定の「柵の向こう側」に起源を持つ公式出版物では詳細に議論されていない。米国エネルギー省（DOE）の方針は、「漏洩」が発生した場合でもそれを認めないことであり、それは現在も続いている。なぜなら、そうすることで漏洩したとされる情報の正確さを認めることになるからだ。弾頭ケースの画像を除けば、この設計に関する公開情報のほとんどは、DOEによる簡潔な声明と少数の個々の研究者による研究に限られている。

非機密情報

大量の曖昧なデータが公式に公開され、さらに大量の曖昧なデータが元爆弾設計者によって非公式に漏洩されているにもかかわらず、核兵器設計の詳細に関する公開された説明のほとんどは、ある程度、推測、既知の情報からのリバースエンジニアリング、または同様の物理学分野（慣性閉じ込め核融合が主な例）との比較に依存しています。このようなプロセスの結果、核爆弾に関する非機密扱いの知識が蓄積され、これは公式の非機密情報公開や関連する物理学と概ね一致しており、内部的に一貫していると考えられていますが、まだ未解決と見なされている解釈の点もいくつかあります。テラー・ウラム設計に関する公開知識の状況は、主に以下のセクションで概説するいくつかの特定の事件から形成されてきました。

米国エネルギー省の声明

W80核弾頭の写真のような弾頭ケースの写真は、米国の熱核兵器における一次弾頭と二次弾頭の相対的な大きさと形状について、ある程度の推測を可能にします

1972年、米国政府は「熱核兵器（TN兵器）では、核分裂の『一次核』は『二次核』と呼ばれる熱核燃料のTN反応を引き起こすために使用される」と記載された文書を機密解除し、1979年には「熱核兵器では、核分裂爆発物からの放射線を封じ込め、エネルギーを伝達して熱核燃料を含む物理的に別の部品を圧縮・点火するために使用することができる」と付け加えました。この後者の文について、米国政府は「この記述の詳細は機密扱いとなる」と明記しました。[強調は原文のまま] スパークプラグまたはタンパーに関連する可能性のある唯一の情報は、1991年に機密解除されました。「一部の二次核に核分裂性物質または核分裂性物質が存在するという事実、物質は未確認、場所は未特定、用途は未特定、兵器は未指定。」 1998年、エネルギー省は「チャネル内に物質が存在する可能性があるという事実と、『チャネルフィラー』という用語（詳細は不明）」という声明を機密解除しました。これはポリスチレンフォーム（または類似物質）を指している可能性があります。[94]

これらの声明が上記のモデルの一部またはすべてを正当化するかどうかは解釈次第であり、核兵器の技術的詳細に関する米国政府の公式発表は、過去に意図的に曖昧な表現をしてきました（例：スミス報告書）。初期の兵器の一部で使用されていた燃料の種類など、その他の情報は機密解除されていますが、正確な技術情報は解除されていません

アメリカ合衆国対進歩主義

テラー＝ウラム設計の仕組みに関する現在の考えのほとんどは、1979年にエネルギー省が米国の反兵器活動家ハワード・モーランドによる「水素爆弾の秘密」に関する雑誌記事の検閲を試みた後に公に知られるようになった。1978年、モーランドはこの「最後に残った秘密」を発見し暴露することで、軍拡競争への注目が高まり、国民が核兵器の重要性と核の秘密に関する公式声明に疑問を呈する力を持つようになると判断した。[要出典]モーランドが水素爆弾の仕組みについて得た考えのほとんどは、入手可能な情報源からまとめられた。彼のアプローチに最も影響を与えた図面は、アメリカーナ百科事典に掲載されていた。[要出典]モーランドはロスアラモスの元科学者の多く（テラーとウラムを含むが、どちらも彼に有益な情報を与えなかった）に（多くの場合非公式に）インタビューし、彼らから有益な回答を引き出すために様々な対人戦略を用いた（例えば、「彼らはまだスパークプラグを使っているのか？」など、後者が具体的に何を指すのか知らなかったとしても質問した）。[95]

モーランドは最終的に、「秘密」とは一次炉と二次炉が分離されており、一次炉からの放射線圧が二次炉を圧縮してから点火することだと結論付けました。プログレッシブ誌に掲載される予定だった記事の初期草稿が、モーランドの目的に反対する教授の手に渡り、エネルギー省に送られたため、エネルギー省は記事の掲載を差し止め、仮差し止め命令を求めました。エネルギー省は、モーランドの情報は(1)機密情報源から得られた可能性が高い、(2)機密情報源から得られていない場合でも、1954年原子力法の「生まれながらの秘密」条項の下では「秘密」情報とみなされる、(3)危険であり、核拡散を促進すると主張しました。モーランドと彼の弁護士はすべての点で意見が異なりましたが、裁判官は差し止め命令を認め、モーランドらの上訴を認める方が安全だと考えたため、差し止め命令は認められました

様々な複雑な状況を経て、エネルギー省の訴訟は、彼らが「秘密」と主張しようとしていたデータの一部が数年前に学生向け百科事典に掲載されていたことが明らかになり、勢いを失っていった。別の水素爆弾研究者であるチャック・ハンセンが、ウィスコンシン州の新聞に「秘密」に関する独自の見解（モーランドの見解とは全く異なる）を発表した後、エネルギー省はプログレッシブ誌の訴訟はもはや意味をなさないと主張し、訴訟を取り下げ、同誌の記事掲載を許可した。そして1979年11月、同誌は記事を掲載した。しかし、モーランドはこの時までに爆弾の仕組みに関する見解を変えており、二次燃焼室の圧縮には放射圧ではなく発泡体（ポリスチレン）が使用され、二次燃焼室には核分裂性物質の点火プラグも存在すると主張した。彼は控訴審の審理にも一部基づき、これらの見解の修正を1か月後のプログレッシブ誌に短い訂正記事として掲載した。[96] 1981年、モーランドは自身の経験について本を出版し、「秘密」についての結論に至った思考の流れを詳細に記述しました。[95] [97]

モーランドの研究は、エネルギー省が検閲を試みたことから、少なくとも部分的には正しいと解釈されている。これは、エネルギー省が公開した「秘密」資料を認めないという通常の方針に違反した数少ない事例の一つである。しかし、どの程度情報が欠落しているか、あるいは誤った情報が含まれているかは、確信を持っては分かっていない。他の国々がテラー＝ウラム設計の開発に困難を極めたこと（イギリスのように、明らかに設計を理解していた場合であっても）を考えると、この単純な情報だけで熱核兵器を製造する能力が得られるとは考えにくい。それでもなお、1979年にモーランドが提唱した考えは、テラー＝ウラム設計に関する現在のあらゆる憶測の基礎となっている。

注目すべき事故

1958年2月5日、B-47による訓練任務中、タイビー爆弾としても知られるマーク15核爆弾が、ジョージア州サバンナ近郊のタイビー島沖で紛失しました。アメリカ空軍は、この爆弾は非武装であり、核爆発を起こすのに必要な核分裂性核を含んでいなかったと主張しています。[98]エネルギー省は、この爆弾がワッソー湾の底に数フィートの泥の下に埋まっていると考えていました。[99]

1966年1月17日、スペインのパロマレス上空でB-52GとKC-135ストラトタンカーが衝突し、致命的な事故が発生しました。Mk28型水素爆弾2発のうち、通常爆弾が地面に着弾した際に爆発し、プルトニウムが近隣の農場に撒き散らされました。3発目の爆弾はパロマレス近郊に無傷で着地し、4発目の爆弾は海岸から12マイル（19km）沖合の地中海に落下し、数ヶ月後に回収されました。[100]

1968年1月21日、クローム・ドーム作戦の一環として、B28FI熱核爆弾4発を搭載したB-52Gが、グリーンランドのチューレ空軍基地への緊急着陸を試みている最中に、ノース・スター湾の氷上に墜落しました。[101]結果として生じた火災は、広範囲にわたる放射能汚染を引き起こしました。[102]清掃作業に携わった人員は、3発の爆弾の残骸をすべて回収することができず、1発の爆弾は回収されませんでした。[103]

参照

注釈

  1. ^ 熱核設計の最初の実験は、1951年のグリーンハウス・ジョージ爆発でした。
  2. ^ 1954年のキャッスル・ブラボー実験による核分裂生成物の降下物によって、ほとんどの設計が主に高速核分裂に依存していることが明らかになる以前から、誤解を招く「水素爆弾」という用語はすでに広く使用されていました
  3. ^ マンハッタン計画の間、基本的な理論と設計はアメリカとイギリスの科学者の間で共有され、アメリカからは原子力スパイを介してソ連へ、そして1960年までソ連から中国へも共有されました。イギリスは1967年にフランスに非常に限られた情報を提供しました。歴史を参照してください。

参考文献

  1. ^ コナン、ニール（2005年11月8日）「爆弾の制御を試みた60年（トランスクリプト）」。トーク・オブ・ザ・ネイション（ポッドキャスト）。NPR 。 2021年2月10日閲覧。しかし、確かに、水素爆弾、つまり私たちが呼ぶところの2段階熱核兵器は、ロシアの兵器庫と同様に、アメリカの兵器庫の主要部分を占めています
  2. ^ Gsponer, Andre (2005).第四世代核兵器：軍事的有効性と付随的影響. 独立科学研究所. arXiv : physics/0510071 . ISRI-05-03.
  3. ^ Gsponer, Andre (2005). B61ベースの「堅牢な核地球貫通装置：巧妙な改造か、それとも第4世代核兵器への前進か？」独立科学研究所. arXiv : physics/0510052 . ISRI-03-08.
  4. ^ Chadwick, MB; Reed, B. Cameron (2024年9月2日). 「核融合の初期の歴史に関する特集号への序論」. Fusion Science and Technology . 80 (sup1). Bibcode :2024FuST...80D...3C. doi : 10.1080/15361055.2024.2346868 . ISSN  1536-1055.
  5. ^ abc Teller, Edward ; Ulam, Stanislaw (1951年3月9日). ヘテロ触媒デトネーションについて I. 流体レンズと放射ミラー(pdf) (技術報告書). A. Los Alamos Scientific Laboratory. 2020年11月28日時点のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。 2021年2月10日閲覧– 核不拡散研究所経由
  6. ^ テイラー、アダム（2016年1月6日）「地図：水素爆弾をテストしたとされる国々」ワシントン・ポスト。 2025年5月6日閲覧。
  7. ^クリステンセン、ハンス・M.；コルダ、マット（2022年7月4日）「インド の核兵器、2022年」原子科学者会報。78 (4): 224– 236。書誌コード：2022BuAtS..78d.224K。doi ：10.1080/00963402.2022.2087385。ISSN 0096-3402。2025年5月5 日閲覧
  8. ^ ガングリー、シュミット（2011年10月5日）「インドのポカランIIへの道：ニューデリーの核兵器計画の見通しと情報源」国際安全保障誌、23 (4)、MITプレス、148～ 177ページ。doi :10.1162/isec.23.4.148。ISSN  1531-4804 。2025年5月6日閲覧。
  9. ^ ラクシュミ、ラマ（2009年10月5日）「インドの主要人物、米国との合意にもかかわらず新たな核実験を要求」ワシントン・ポスト。 2025年5月6日閲覧。
  10. ^ ab 「1998年6月5日 インド・パキスタン核実験に関するFAQ」www.NCI.org。1998年6月9日。2025年5月6日閲覧
  11. ^ バーンズ、ジョン・F.（1998年5月18日）「核不安：概要：インドが水素爆弾を爆発させたと専門家が確認」 ニューヨーク・タイムズ。ISSN 0362-4331。2025年4月15日閲覧
  12. ^クリステンセン、ハンス・M.；コルダ、マット（2022年1 月2日）「イスラエルの核兵器、2021年」。原子科学者会報。78 (1): 38–50。書誌コード: 2022BuAtS..78a..38K。doi : 10.1080/00963402.2021.2014239。ISSN 0096-3402。
  13. テイラー 、アダム（2016年1月6日）「地図：水素爆弾をテストしたと考えられている国々」。ワシントン・ポスト。2025年5月6日閲覧
  14. ^クリステンセン、ハンス・M.、コルダ、マット、ジョンズ、エリアナ、ナイト、マッケンジー（2024年7月3日）。「北朝鮮  の核兵器、2024年」。原子科学者会報。80 (4): 251–271。書誌コード: 2024BuAtS..80d.251K。doi : 10.1080/00963402.2024.2365013。ISSN 0096-3402
  15. ^クリステンセン、ハンス・M.；コルダ、マット（2021年9 月3日）「パキスタンの核兵器、2021年」。原子科学者会報。77 (5): 265–278。書誌コード: 2021BuAtS..77e.265K。doi : 10.1080/00963402.2021.1964258。ISSN 0096-3402。
  16. ^ Magazine, Smithsonian; Machemer, Theresa. "Russia Declassifies Video From 1961 of Largest Hydrogen Bomb Ever Detonated". Smithsonian Magazine.
  17. ^ Sublette, Carey (3 July 2007). "Nuclear Weapons FAQ Section 4.4.1.4 The Teller–Ulam Design". Nuclear Weapons FAQ. Retrieved 17 July 2011. "So far as is known all high yield nuclear weapons today (>50 kt or so) use this design."
  18. ^ a b Grams, Jon (6 June 2021). "Ripple: An Investigation of the World's Most Advanced High-Yield Thermonuclear Weapon Design". Journal of Cold War Studies. 23 (2). The MIT Press: 133–161. doi:10.1162/jcws_a_01011. ISSN 1531-3298. Retrieved 7 April 2025.
  19. ^ Wellerstein, Alex; Geist, Edward (1 April 2017). "The secret of the Soviet hydrogen bomb". Physics Today. 70 (4): 40–47. Bibcode:2017PhT....70d..40W. doi:10.1063/PT.3.3524. ISSN 0031-9228.
  20. ^ グラムズ、ジョン（2021年6月6日）「リップル：世界で最も先進的な高出力熱核兵器設計の調査」『冷戦研究ジャーナル』23 (2) 。MITプレス：133–161。doi : 10.1162/jcws_a_01011。ISSN 1531-3298。2025年4月7日閲覧。
  21. ^ ab 「米国の核兵器全リスト」1997年10月1日。 2006年3月13日閲覧。
  22. ^ ハンセン、チャック（1988年）.米国の核兵器：秘められた歴史.クラウン. ISBN 978-0517567401 LCCN  87021995. OCLC  865554459. OL  2392513M . 2021年11月10日閲覧–インターネットアーカイブ経由
  23. ^ ハンセン、チャック (2007). 『アルマゲドンの剣：1945年以降の米国の核兵器開発』（PDF）（CD-ROMおよびダウンロード版あり）（第2版）. カリフォルニア州サニーベール：Chukelea Publications. ISBN 978-0979191503。
  24. ^ 「図5 – 熱核弾頭の構成部品」. 2010年7月12日時点のオリジナルからアーカイブ。 2010年8月27日閲覧。修正版：「グリーンピースがインターネットに投稿した英国の水素爆弾」. アメリカ科学者連盟. 2010年8月27日閲覧
  25. ^ abcd Rhodes, Richard (1995年8月1日), Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb , OCLC  456652278, OL  2617721W, Wikidata  Q105755363 – インターネットアーカイブ経由
  26. ^ Sublette, Carey (2007年1月9日). 「W76弾頭：中出力戦略SLBM MIRV弾頭」.核兵器アーカイブ. 2021年1月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年2月8日閲覧。
  27. ^ 「信頼性の高い代替弾頭のセキュリティ、安全性、製造性の向上」 Wayback Machineに2008年12月17日アーカイブ、NNSA 2007年3月
  28. ^ X線を吸収して再放射する中間段階を描いた1976年の図。ハワード・モーランド著「論文」、カードーゾ・ロー・レビュー、2005年3月、1374ページより
  29. ^ 霧の塊に関する憶測、軍備管理専門家
  30. ^ ab 「核兵器に関するよくある質問 4.4.3.3 アブレーションプロセス」2.04、1999年2月20日。2006年3月13日閲覧
  31. ^ 「生まれながらの秘密：水素爆弾、進歩主義の主張、そして国家安全保障 ― ジェラルド・E・マーシュ」www.gemarsh.com。2025年4月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2025年10月19日閲覧。
  32. ^ DeVolpi, A.; Marsh, GE; Postol, TA; Stanford, GS「生まれながらの秘密：水素爆弾、進歩主義の主張、そして国家安全保障」(PDF) www.gemarsh.com。2025年3月16日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2025年10月19日閲覧。
  33. ^ 雑誌『ザ・プログレッシブ』（1979年11月1日）「水素爆弾の秘密」Progressive.org。2025年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2025年10月19日閲覧
  34. ^ abc シューマン、アンナ（2022年11月18日）「ファクトシート：熱核兵器」。軍備管理・不拡散センター。2025年9月30日時点のオリジナルからのアーカイブ。 2025年10月19日閲覧。
  35. ^ ab 「核兵器に関するよくある質問 4.4.4 爆縮システム」。2.04。1999年2月20日。 2006年3月13日閲覧。
  36. ^ 「B-41（Mk-41）爆弾 - 高出力戦略熱核爆弾」。1997年10月21日。 2006年3月13日閲覧。
  37. ^ ab ウィンターバーグ、フリードヴァルト（2010年） 「慣性閉じ込めによる熱核エネルギーの放出：点火への道」。ワールド・サイエンティフィック・パブリッシング・カンパニー。ISBN 978-9814295901 . OCLC  496957934. OL  26140529M – インターネットアーカイブ経由
  38. ^ Croddy, Eric A.、Wirtz, James J.、Larsen, Jeffrey A. 編 (2004). 大量破壊兵器：世界的な政策、技術、歴史百科事典. ABC-Clio. ISBN 978-1851094905 . OCLC  941444356. OL  8969957M . 2021年2月8日閲覧– Googleブックス経由
  39. ^ ハーヴェイ、ジョン・R.；ミハロウスキー、ステファン（2007年12月21日）「核兵器の安全性：トライデントの事例」サイエンス＆グローバルセキュリティ4 ( 1): 288.書誌コード:1994S&GS....4..261H. doi :10.1080/08929889408426405
  40. ^ストーバー、ダン、ホフマン、イアン（2001年）。『都合のいいスパイ：ウェン ホー・リーと核スパイの政治』サイモン＆シュスター。ISBN   978-0743223782 LCCN  2001054945。OL  7927314M – インターネットアーカイブ経由
  41. ^ ab バンディ、マクジョージ(1988). 『危険と生存：原爆投下後50年間の選択』 . ランダムハウス. ISBN 978-0394522784 . LCCN  89040089. OCLC  610771749. OL  24963545M.
  42. ^ ローズ・R（1995年）『ダーク・サン：水素爆弾の誕生サイモン＆シュスター、ISBN 978-0-684-80400-2。
  43. ^ abc ヤング、ケン；シリング、ワーナー・R. (2020). 『スーパー・ボム：組織紛争と水素爆弾の開発』 . コーネル大学出版局. ISBN  978-1501745164 OCLC  1164620354. OL  28729278M.
  44. ^ 「歴史文書 - 歴史家事務所」history.state.gov . 2025年10月8日閲覧。
  45. ^ 「『ジョージ』の射殺」包括的核実験禁止条約機構ウェブサイト. 2013年4月24日時点のオリジナルからのアーカイブ。 2013年7月12日閲覧。
  46. ^ Finkbeiner, Ann (2025). 「リチャード・ガーウィンの訃報：軍備管理を提唱した水素爆弾の設計者」Nature . 641 (8065): 1097. doi :10.1038/d41586-025-01573-3.
  47. ^ 「リチャード・ガーウィンと最初の水素爆弾の製造 - IEEE Spectrum」
  48. ^ 「リチャード・ガーウィン - 核博物館」
  49. ^ ブロード、ウィリアム・J. (2025年5月19日). 「核のハルマゲドンと闘う科学者が50年分の秘密を隠していた」ニューヨーク・タイムズ
  50. ^ 「W47弾頭の写真」(JPG) . 2006年3月13日閲覧.
  51. ^ 、デイヴィッド (1994). 『スターリンと爆弾：ソビエト連邦と原子力、1939–1956』.イェール大学出版局. ISBN 978-0300060560 OCLC  470165274. OL  1084400M.
  52. ^ ヤンガー 、スティーブン・M. (2009). 『爆弾：新たな歴史』. ハーパーコリンズ. ISBN 978-0061537196 OCLC  310470696. OL  24318509M – インターネットアーカイブ経由]
  53. ^ 「1967年6月17日 – 中国初の熱核実験：CTBTO準備委員会」www.ctbto.org 。 2016年10月3日閲覧。
  54. ^ トーマス・ゴールキン（2024年4月11日）「中国の水素爆弾への短い行進」Bulletin of the Atomic Sc​​ientists 。 2025年6月18日閲覧
  55. ^ 張慧 (2011). 「中国の高濃縮ウランとプルトニウムの生産と備蓄」 .サイエンス＆グローバルセキュリティ. 19 (1): 68– 89.書誌コード: 2011S&GS...19...68Z. doi : 10.1080/08929882.2011.566469. ISSN  0892-9882.
  56. ^ abcde 張慧 (2024年4月11日). 「中国の水素爆弾への短い行進」.原子科学者会報. 2024年4月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年4月15日閲覧
  57. ^ 「全球氢弹仅二种 "于敏构型"是其一_大公網」。www.takungpao.com。2019年1月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年10月14日閲覧。
  58. ^ 「スパイ対汗、中国の核開発をめぐる議論」。ニューヨーク・タイムズ。1999年9月7日。 2011年4月18日閲覧。
  59. ^ クリストファー・コックス委員長（1999年）。中華人民共和国に対する米国国家安全保障および軍事・商業上の懸念に関する米国下院特別委員会報告書。2005年8月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。特に第2章「中国による米国の熱核弾頭設計情報の盗難」。
  60. ^ビロー、ピエール；ジュルネ、ヴェナンス （ 2008年）「フランスの水素爆弾製造の真実：混沌とし、裏付けがなく、しかし成功した」。核拡散防止レビュー。15 (2): 353–372。doi : 10.1080/10736700802117361。ISSN 1073-6700  。
  61. ^ "Development of the French Arsenal". France's Nuclear Weapons. 1 May 2001. Retrieved 18 June 2025.
  62. ^ a b "24 August 1968 – French 'Canopus' test: CTBTO Preparatory Commission". www.ctbto.org. Retrieved 15 April 2017.
  63. ^ a b "France | Countries | NTI". The Nuclear Threat Initiative. Retrieved 15 April 2017.
  64. ^ "Overview of the verification regime: CTBTO Preparatory Commission". www.ctbto.org. Retrieved 15 April 2017.
  65. ^ Burns, John F. (12 May 1998). "India Sets 3 Nuclear Blasts, Defying a Worldwide Ban; Tests Bring a Sharp Outcry". The New York Times. ISSN 0362-4331. Retrieved 24 December 2019.
  66. ^ ab 「ポカランII実験は完全に成功し、インドに核抑止力構築能力を与える：カコドカル博士とチダンバラム博士」。pib.nic.in 。2019年7月26日閲覧。
  67. ^ サブレット、キャリー（2001年9月10日）。「パキスタンの核兵器計画 - 1998年：実験の年」。核兵器アーカイブ。2011年8月10日時点のオリジナルからアーカイブ。 2011年8月10日閲覧。AQカーン氏は、「これらの爆発はいずれも熱核爆発によるものではない。我々は研究を行っており、要請があれば核融合実験を行うことができる」と述べた。「これらのブースト装置は、熱核爆弾への中間段階のようなものだ。熱核過程の要素を利用しており、実質的により強力な原子爆弾である」とムニール・アフマド・カーン氏は述べた
  68. ^ ab バーンズ、ジョン・F. (1998年5月18日). 「核不安：概要；インドが水素爆弾を爆発させたと専門家が確認」ニューヨーク・タイムズ. ISSN  0362-4331 . 2019年7月26日閲覧.
  69. ^ abcd 「ポカランII実験に関するアニル・カコドカル博士とR・チダンバラム博士のプレス声明」プレス情報局. 2009年9月24日. 2017年10月24日時点のオリジナルからのアーカイブ.
  70. ^ 「200ktの威力を持つ核兵器は可能：ポカランIIの立案者」タイムズ・オブ・インディア. 2009年9月25日
  71. ^ PTI​​、Press Trust of India（2009年9月25日）。「AEC元長官、ポカランIIでサンタナム氏を支持」。The Hindu、2009年。 2013年1月18日閲覧。
  72. ^ サブレット、キャリー他。「インドの核実験の真の威力は？」。インドの核実験の真の威力は？ 。 2013年1月18日閲覧。
  73. ^ 「元NSA、科学者の見解に異議を唱える、ポカランIIは成功と主張」。The Times of India。2009年8月27日。2009年8月30日時点のオリジナルからアーカイブ。2015年11月20日閲覧
  74. ^ 「信頼できる核抑止力を設計するための十分な科学的データベースがある」。フロントライン。1999年1月2日。2019年10月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年6月14日閲覧
  75. ^ サムダニ、ザファル（2000年3月25日）「インドとパキスタンは水素爆弾を製造できる：科学者」ドーンニュースインタビュー。2009年10月15日時点のオリジナルからアーカイブ。 2012年12月23日閲覧。
  76. ^ 「ドクトリン」、イスラエル、FAS。
  77. ^ ハーシュ、シーモア・M. (1991). 『サムソン・オプション：イスラエルの核兵器とアメリカの外交政策』ニューヨーク：ランダムハウス。ISBN   978-0394570068 . LCCN  91052678. OCLC  1159416022. OL  1567229M –インターネットアーカイブ経由。
  78. ^ abcd コーエン、アヴナー(1998). 「第16章：NPTをめぐる戦い」『イスラエルと核兵器』コロンビア大学出版局（1999年出版）。ISBN  978-0585041506. LCCN  98003402. OCLC  42330721. OL  344440M –インターネットアーカイブ経由
  79. ^ カーピン、マイケル・I.（2006年）『地下の爆弾：イスラエルの核保有とそれが世界にとって何を意味するのか』＆シュスター。ISBN   978-0743265942 LCCN  2005051689. OCLC  892937053. OL  3427490M – インターネットアーカイブ経由
  80. ^ ガボル・パロ (2000). 「イスラエル科学におけるハンガリー現象」 ハンガリー科学アカデミー. 2012年12月11日閲覧.
  81. ^ キム・キュウォン (2013年2月7日). 「北朝鮮は水素爆弾を開発している可能性がある」ハンギョレ新聞. 2013年2月8日閲覧
  82. ^ カン・スンウ、チョン・ミンウク（2013年2月4日）「北朝鮮、水素爆弾を爆発させる可能性」Korea Times . 2013年2月8日閲覧。
  83. ^ 「北朝鮮の核：国家は初の水素爆弾実験を主張」BBCニュース. 2016年1月6日閲覧。
  84. ^北朝鮮 、ソンジベアムの東北東21km、M5.1（報告書）. USGS. 2016年1月6日閲覧。2016年1月6日閲覧。
  85. ^ 「北朝鮮の核・水素爆弾主張に懐疑的な見方」BBCニュース. 2016年1月6日。
  86. ^「北朝鮮、『完璧な』水素爆弾実験を実施したと主張」ロイター. 2017年9月3日閲覧。2023年9月10日閲覧
  87. ^ パンダ、アンキット（2017年9月6日）「米国情報機関：北朝鮮の6回目の核実験は140キロトンの『先進的核』装置だった」ザ・ディプロマット。2017年9月6日閲覧
  88. ^ ミシェル・イェ・ヒ・リー（2017年9月13日）「北朝鮮の核実験は当初考えられていたよりも2倍強力だった可能性がある」ワシントン・ポスト。 2017年9月28日閲覧。
  89. ^ 「2017年9月3日の北朝鮮の核爆発：改訂された規模評価 – NORSAR」。2017年9月13日時点のオリジナルからアーカイブ。 2017年11月18日閲覧。
  90. ^ 「北朝鮮の豊渓里核実験場：衛星画像は実験後の影響とトンネル入口代替エリアでの新たな活動を示している | 38 North：北朝鮮の情報に基づいた分析」。2017年9月12日。
  91. ^ Lewis, Jeffrey (2017年9月13日). 「豊渓里のSAR画像」。Arms Control Wonk .
  92. ^ Broad, William J. (2015年3月23日). 「水素爆弾物理学者の著書がエネルギー省と衝突」。ニューヨーク・タイムズ。2015年11月20日閲覧
  93. ^ グリーン、ジェス（2015年3月25日）「物理学者は、水素爆弾に関する新著で明らかにした内容で問題になるかもしれない」Business Insider 。 2015年11月20日閲覧。
  94. ^ 制限データ機密解除決定、1946年から現在まで。第7巻。米国エネルギー省。2001年1月。
  95. ^ モーランド、ハワード（1981年）。爆発した秘密。ランダムハウス。ISBN  978-0394512976 LCCN  80006032。OCLC 7196781。OL  4094494M  。
  96. ^ 「水素爆弾の秘密：いかにして私たちはそれを手 に入れ、なぜ私たちはそれを語っているのか」The Progressive。43 (11)。1979年11月
  97. ^ デ・ヴォルピ、アレクサンダー、マーシュ、ジェラルド・E、ポストル、ジョージ・スタンフォード（1981年）。『Born Secret：水素爆弾、進歩主義的立場、そし​​て国家安全保障』、ペルガモン・プレス。ISBN 978-0080259956 OCLC  558172005。OL  7311029M –インターネット・アーカイブ経由。
  98. ^ "Air Force Search & Recovery Assessment of the 1958 Savannah, GA B-47 Accident". AF Nuclear Weapons and Counterproliferation Agency. U.S. Air Force. 2001.
  99. ^ "For 50 Years, Nuclear Bomb Lost in Watery Grave". NPR. 3 February 2008.
  100. ^ "US to clean up Spanish radioactive site 49 years after plane crash". The Guardian. 19 October 2015.
  101. ^ "The Cold War's Missing Atom Bombs". Der Spiegel. 14 November 2008.
  102. ^ "US B-52 nuclear bomber crash in Greenland 51 years ago has ill Danes seeking compensation". Fox News. 3 June 2019.
  103. ^ Swaine, Jon (2008年11月11日). 「米国、グリーンランドの氷の下に核兵器を放置」 .デイリー・テレグラフ. ISSN  0307-1235. OCLC  49632006. 2009年6月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年2月10日閲覧。墜落事故の後、5億ガロンの氷から数千の物質を回収するという骨の折れる清掃作業の後、国防総省は搭載されていた4つの核兵器すべてが「破壊された」と述べた。しかし、BBCが米国情報公開法に基づいて入手した文書によると、これは技術的には事実であるものの（爆弾はどれも完全な状態で残っていなかった）、核兵器の1つは回収されなかったことが明らかになった。

さらに読む

基本原則

  • サブレット、キャリー（2019年3月19日）「セクション4.0 核兵器の工学と設計」核兵器アーカイブ。 2021年2月6日時点のオリジナルからのアーカイブ。 2021年2月9日閲覧。
  • バローゾ、ダルトンEG（2009年） 「核爆発物の物理学」 （ポルトガル語）（第2版）。物理学図書館。ISBN   978-8578610166 OCLC  733273749 OL  30689359M 2020年2月9日閲覧- Googleブックス経由。

歴史

Analyzing fallout

  • デ・ギア、ラース＝エリック (1991). 「水素爆弾の放射能特性」.サイエンス＆グローバルセキュリティ. 2 (4): 351– 363.書誌コード:1991S&GS....2..351D. doi :10.1080/08929889108426372. ISSN  0892-9882. OCLC  15307789.
  • ハリトン、ユーリ；スミルノフ、ユーリ；ロススタイン、リンダ；レスコフ、セルゲイ (1993). 「ハリトン版」.原子科学者会報. 49 (4): 20– 31.書誌コード: 1993BuAtS..49d..20K. doi : 10.1080/00963402.1993.11456341. eISSN  1938-3282. ISSN 0096-3402  . LCCN  48034039. OCLC  470268256.
Wikimedia Commons has media related to Teller-Ulam design.

Principles

  • "Basic Principles of Staged Radiation Implosion (Teller–Ulam)" from Carey Sublette's NuclearWeaponArchive.org.
  • "Matter, Energy, and Radiation Hydrodynamics" from Carey Sublette's Nuclear Weapons FAQ.
  • "Engineering and Design of Nuclear Weapons" from Carey Sublette's Nuclear Weapons FAQ.
  • "Elements of Thermonuclear Weapon Design" from Carey Sublette's Nuclear Weapons FAQ.
  • Annotated bibliography for nuclear weapons design from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues

History

  • PBS: Race for the Superbomb: Interviews and Transcripts Archived 11 March 2017 at the Wayback Machine (with U.S. and USSR bomb designers as well as historians).
  • Howard Morland on how he discovered the "H-bomb secret" (includes many slides).
  • The Progressive November 1979 issue – "The H-Bomb Secret: How we got it, why we're telling" (entire issue online).
  • Annotated bibliography on the hydrogen bomb from the Alsos Digital Library
  • University of Southampton, Mountbatten Centre for International Studies, Nuclear History Working Paper No5.
  • Peter Kuran's "Trinity and Beyond" Archived 9 December 2018 at the Wayback Machine – documentary film on the history of nuclear weapon testing.
  • YouTube Playlist of declassified nuclear explosion tests obtained by converting film scans to digital at Lawrence Livermore Laboratory
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Thermonuclear_weapon&oldid=1319269529"