——人类科技最前沿，核能物理竞赛
冷战时期，美苏两国瞄准全世界的数万颗核弹头，一直被当作战略威慑的底牌。冷战结束后，美国的战略武器系统适度降低了警戒级别。但“9·11”事件后，美国军方发展新型核武的呼声日高。
2006年4月，美国布什政府制订出核武库现代化的目标，要求在2030年前完成整个核武库基础建设的完全更新。核弹头的寿命普遍为20年，美国目前拥有大约1万枚核弹头，由美国国家核安全局负责维护。根据现有的计划，预计到2012年将削减一半，而在潜水艇、导弹和炸弹上配置的核弹头数量将减少到 1700到2200枚。与此同时，还将有超过2000枚核弹头将作为战略储备。该项目让部分过时了的核武库更安全，更加长寿。这被外界视为美国进一步开发尖端核武器的许可证。对绝大多数国家而言，第四代核武器目前仍处在理论探讨阶段，但是对于曾经研发和生产出3万余件核武器的美国洛斯·阿拉莫斯、劳伦斯· 利弗莫尔和桑迪亚国家实验室来说，第四代核武器的研制工作早已开始。
    美法俄正在研究第四代核武器
　　所谓第四代核武器，也就是能够在使用中不产生剩余的核辐射，没有放射性沾染等核污染，可视作 “ 常规武器 ” 的核武器。这种核武器爆炸时不会造成核污染，与常规武器之间的区别越来越小，因此一旦研制成功，将彻底降低核武器使用的门槛。核战争可能离我们越来越近了。
通常而言，第一代核武器是指原子弹，即利用核裂变的核武器；第二代核武器是氢弹，即利用核聚变反应的核弹；第三代核武器则是核爆炸的某些效应经过“剪裁” 或增强的核武器，如中子弹、冲击波弹、电磁脉冲弹等。原子弹和氢弹是早已广为人知的核武器。美国于1945年在日本广岛和长崎投掷的2颗原子弹,是利用钚核裂变反应释放的能量制造的炸弹,称为钚弹。我国爆炸的第一颗原子弹,是利用铀核裂变反应释放的能量制造的炸弹,称为铀弹。它们都属于第一代核武器。
几年后,氢弹试验成功。氢弹是利用轻核(氘、氚)聚变反应释放的能量制造的炸弹,具有更大杀伤力,属于第二代核武器。原子弹和氢弹有五大毁伤作用,即冲击波、光辐射、贯穿辐射、放射性污染和电磁脉冲。
后来根据战术的需要,增强或减弱核武器某方面的毁伤作用,武器专家开发出了第三代核武器。例如:增强辐射的核武器——中子弹；增强冲击波的核武器——冲击波弹；增强放射性污染的核武器——感生放射性弹；增强X射线的核武器——X射线弹；减少放射性沉降物的核武器——弱剩余放射性武器,等等。美国正在积极发展威力小于5000吨梯恩梯当量、借助精确制导技术摧毁地下指挥部和武器库的钻地核弹,它也属于第三代核武器。为了适应新的形势、满足现代战争的需要,武器专家们又在动脑筋开发研究第四代核武器。
第四代核武器是以原子武器的原理为基础，所用的关键研究设施是惯性约束聚变装置，因此它的发展不受全面禁止核条约的限制，在军事上可作为“常规武器”使用。目前，美、法、俄等国正在研究的第四代核武器有三种：
金属氢武器：氢气在一定压力下可转化为固态结晶体，在室温下无需密封可保持很长时间，这就是金属氢。金属氢的爆炸威力相当于相同质量梯恩梯炸药的25倍，是目前威力最强大的化学爆炸物。
核同质异能素：核同质异能素比高能炸药的能量大100万倍。通过重离子碰撞或惯性约束聚变中微爆炸产生的中子脉冲进行核合成，可得到核同质异能素。
核武器战术化
前3代核武器在爆炸过程不可避免都会给环境带来长期的放射性污染。因此，这些核武器的试验都受到《全面禁止核试验条约》限制。而第四代核武器则不存在这一问题。由于不会产生长期的核污染，它在一定程度上超出了现有国际法的约束范围。此外，由于第四代核武器不存在临界质量，核武器将可彻底实现小型化，甚至能做到只有子弹大小。使用这种核武器后48小时，部队即可放心地进入核爆炸地区，因为不会有任何放射性残留。这种明显的军事优势完全可能降低使用核武器的门槛，导致其在战场上无所顾忌地应用。
冷战时期，核弹一直被当作战略威慑的底牌，并不是动辄就要拿出来使用的实战武器。冷战结束后，美国的战略武器系统也适度降低了警戒级别。但“9·11”事件后，美国军方发展新型核武的呼声日高。
美国媒体称，反恐战争的需要是美国发展新型核武最重要的“由头”。美国认为，目前它认定的一些所谓“无赖国家”或“基地”等恐怖组织获得大规模杀伤性武器的可能性越来越高，而新型核武体积小、当量低，杀伤威力大、放射性污染小，可以更灵活、更精确地对恐怖分子实施打击。其次，由于拥有核武器的国家和“核门槛国家”越来越多，但美国的导弹防御系统并没有十分的把握能够拦截所有来袭核弹，而用核弹摧毁导弹的几率比用普通导弹要高得多。此外，无论是在伊拉克战争、海湾战争，还是在科索沃战争中，有关国家都把地下设施作为防御美国攻击的有效手段。美国认为，这也对美国安全构成“威胁”，因此要大力发展像深层钻地核弹这样的、能够“干净而有效打击地下设施”的核武器。
毫无疑问，美国这种企图降低核门槛，将战略核武器战术化的做法，可能在全球引发研制新型核武器的竞赛，使本已笼罩在核阴云下的世界更加不安。俄罗斯媒体就曾多次称，俄研制成功能穿透美国任何防御网的“神秘核弹”。半个多世纪来全球防止核武器扩散的努力面临崩溃的危险。
某研究所的中微子发生器，强大的聚焦中微子流射到核弹药,特别是铀和钚弹头后,能使其失去稳定状态,发生故障。中微子流会使铀和钚原子中的中子产生振荡,最终导致核弹药熔化,并且不会产生连锁反应,不会发生核爆炸。中微子是宇宙空间内一种非常小的、不带电的、静止质量几乎为零的、穿透力极强的基本粒子。中微子产生的途径有很多, 如恒星内部热核反应、超新星爆发、宇宙射线与地球大气层的撞击、地球上岩石等各种物质的衰变，也可使用高能加速器人工产生。中微子在科学上的可能应用主要是中微子通讯和中微子地球断层扫描，使用高能加速器产生10-10000亿电子伏特的中微子束，并加以调制，可以代替卫星进行信息传递，也可与地层物质作用产生局部小“地震”，从而进行层层扫描、勘探。
中国第三代核武器研制
根据小型、机动、突防、安全、可靠的核武器发展方向，中国早在70年代后期开始进行中子弹的预研工作，国防科工委和工机部曾指示核研院(代号9院)与西北核试验基地(罗布泊)互相配合，于1982至1988年在战术核弹的基础进行一连串1000吨左右当量的核试验，验证设计原理和突破技术瓶颈，并于 1988年9月29日上午成功在中央分区核试验场(罗布泊其中一个地区)进行首度中子弹试爆。使中国成为继美、法、俄后第四个拥有中子弹的国家。也把中国的核武技术从第二代升级到第三代的水平。
中国在签署核条约前共进行了45次核试验，按照“一次实验，多方收效”的原则，基本达到了他国数百次核试验的的成果。其中大气层核试有23次，共十多万人参加了效应试验。
西方自1972年10月3日开始利用商业卫星侦察罗布泊核试验场，采用多光谱扫描、反射束光导摄像管、地形测绘仪、高解析度照相机、红外侦察仪器、航天飞机的合成孔径雷达等，宇航员也进行人工摄影。罗布泊核试验场分３个区。马兰科学城位于试验场西北，在两条干线公路交汇点附近是主要指挥所和技术人员居住区。马兰西北几十公里有一个保密研究所，即核试验中心，三面环山，有一条对外公路。核试验在试验场东南方距马兰不远的沙漠中进行。中央分区在马兰分区和东南分区之间，是地下核试验场，但早年也进行过几次低当量地面核试验。
中央分区又分为３个地下核试验区；南部试验区在大山中；1969年９月22日和1975年10月27日的头2次地下核试验就在此进行。这两次核试验检验了地下核爆炸的封闭技术。这两次试验后，平洞核试验转移到西部试验区，这个试验区的核试验都是低当量的，在试验的同时也检验了地震武器的试验数据和核试场的安全性、合理性。中子弹的原理性试验和首次试爆都是在此进行的。东部试验区是西山之间的一块低斜坡地，进行深竖井地下核试验。近年的核试验有很多在此进行，包括东风－41的弹头试验。
目前中国对第三代核武器仍视为机密，中子弹只是其中一种。这一代核武器在爆炸时突出某种杀伤破坏效应，同时削弱其他效应，即以限制核弹的杀伤破坏力来达到特殊的战略战术要求。第三代核武器有电磁脉冲弹、冲击波弹、X射线镭射武器、等离子体武器、中子弹等几种，美俄两国都进行过相关实验。
根据测量数据，100万吨的氢弹在100公里高空爆炸，电磁脉冲可以覆盖1200平方公里；在400公里高空则为2200平方公里。在美国上空4000公里连续引爆三枚千万吨级氢弹，则整个北美的电力和电子网络将完全破坏。但研制高效的电磁脉冲弹的关键在于“如何产生更多电磁脉冲并引向敌方，同时又不祸及自己”。
冲击波弹的全名是“弱辐射强冲击波或弱剩余辐射弹”，其实也就是小型氢弹，作用原理与中子弹相反，爆炸时增强冲击波并减少核辐射，适合攻击工事或做钻地核弹摧毁地下设施。美苏在50年代利用核爆炸进行资源勘探、开挖运河时，作用与此类似。一枚5000吨的冲击波弹爆炸威力强大，若要抵抗其轰击加固费用将超过建筑成本的50％。美国曾在内华达州用钻地冲击波弹对一座10余公尺钢筋混凝土加固的地下指挥所进行实验。该弹前端是铀钨合金穿甲弹头，中间是冲击波弹，尾部是喷气加速弹，被这种三合一核弹命中的指挥所瞬间被炸的荡然无存，只剩大弹坑了。中国对冲击波弹的作用原理非常清楚，研究也极深入，从公开的物理学刊物上也可知悉这一点。
等离子体武器：核爆炸形成的火球，内部物质的中子被电离，这些中子、剥离了电子的离子流和电子组成等离子体，犹如恒星一样在几秒内火球急剧膨胀，温度急降以至熄灭。由于火球向四周膨胀，能量损失很快，如一个100万吨当量的核弹在大气层爆炸，火球半径可达1000公尺，但很快就会消失。如果把等离子体的火球沿着特定方向发射，就能摧毁远距离的目标，十分适用于外太空作战。其难题除了把核弹能量化为等离子体外，更难的是如何以特定方向射向目标，因此这是最难、最没有把握制成的核武器。目前俄罗斯在这方面的进展较大，以中国在21世纪的太空发展进度而言，不能排除将来会加强发展等离子体武器。
中国第四代核武器研制
第四代核武器主要有：聚变弹、反物质弹、粒子束武器、金属氢武器、核同位素武器等。它们介于传统武器与核武器之间的灰色地带；第三代核武器受全面禁止核试验条约的制约，但第四代核武器以聚变原理为主，可加以限制的只有技术水平的高低。与第三代核武器近似，这些干净核武器的预研早已在进行中。
核同位素是指质量、数量和原子序数相同、在可测量时间内有不同能量和放射性的两个或以上的核元素，它产生的能量比高能炸药强100倍，目前各国正研究它的性质和释放能量的方法。通过重离子碰撞或惯性约束聚变中爆炸产生的中子脉冲进行核合成可以得到这些元素，它可被用做传统武器，又能作为干净型氢弹的引爆器。
金属氢是指氢气在一定压力下可转化为固态晶体，在室温下无须密封也能保持很长时间。金属氢的威力是TNT的25至35倍，是目前威力最强的化学炸物，已被列为美国国家科学计划的重要研究项目。1936年美国科学家维那对氢转变为金属的压力作了首次计算，提出了氢转变为金属的临界压力是在100万到1000 万大气压的范围以内。目前在世界各国正通过多种途径来产生超高压制取金属氢。比较成熟的有两种方法，一种叫动态压缩法，即是从强磁场中采用快速冲击压缩，获取高压来制取金属氢。另一种叫静态压缩法，即采用1000t重以上的压力机或用将近10层楼高的水压机来产生100～200万大气压的高压，压缩液氢来制造金属氢。金属氢的出现是当代超高压技术创造的一项奇迹，它是目前高压物理研究领域中一项十分活跃的课题。
粒子束武器，是定向能武器的一种，其优点是：速度快，能量密度集中，能快速射击不同方向的目标，贯穿力强，不受气候影响，无放射性污染。缺点是受地球磁场的影响较大，可分为大气层内使用、射程较近的带电粒子束武器和太空使用、不带电的中性粒子束武器，其射程可达几千公里。
中国的粒子束武器研究伴随着核物理学理论的进步而产生，在70年代开始进行。80年代以来，随着中国核物理学频频取得进展，进度大幅加快；观察近年来中国的民、军用高能物理学的学术文章，反映出其进展的长足进步。与美、俄比较，基础理论和研究基础相当扎实，推测其粒子束武器的进度可以列入国际前五名之内。
反物质武器是利用自然界中的正物质与其相对应的反物质互相作用，迅速释放巨大的能量，只要几微克的反物质就可以产生极强的X或γ射线激光。它是目前核武器中最强、最重要的一种。美国费米国立加速器研究所，法国和瑞士合建的欧洲研究中心，俄罗斯高能物理研究所都在做此研究。中国的反物质研究所始于80年代初，由世界著名的核物理学家、反物质发现者赵中尧担任技术顾问，因此西方称他为“中国反物质武器之父”。关于这方面的公开资料几近于无，其高度保密性正反映了其极端重要性，只能通过正负电子对撞机的零碎进展作为这种武器进展的参考。
反物质武器的出现将会使现今所有的热核武器黯然失色。显而易见，要想得到1克反物质是一件非常不容易的事。且不说技术上的难度，仅它的生产费用至少也要花费 10 亿美元以上。尽管反物质武器的研究应用现今还处于探索阶段，但科学家坚信，反物质特别是反质子，必定能够为未来提供一种极有军事应用前途的技术。
因为第四代核武没有污染，可做传统武器之用，只有拥有氢弹和先进核物理学家的国家才有能力发展第四代核武。第四代核武是对核武管制的挑战；它巧妙的绕开全面禁试条约的限制，而且除非连基础核科学也一并禁止，否则第四代核武必将问世。特别是核禁试条约使第三代核武器的发展受到限制，第四代核武器成为核大国的唯一选择。
核聚变反应是核物理学几十年来的难题，其历史并不比裂变反应短多少。要观察聚变弹的进展必须注意在可控核聚变方面的研究，因为这是一种军、民两用科技，而且代表着一国高能物理学的最高水准；历来各国在聚变领域的竞争非常激烈，若取得较大突破必然会公开炫耀，相对于上面各种核技术是透明度最高者，公开资料最多。如果某国在可控核聚变取得全面突破，几乎意味着能率先造出聚变弹。中国在核聚变技术的进度进入全球前三位，第四代核武器方面亦然。
由于中国在可见的未来仍坚持有限核报复的战略，即不首先对任何国家或地区动用核武器，但保留最低限度的核反击核安和国策，因此仍会把对方大城市等软目标列为重点打击对象。但会因应战略核武器的精选，选择性的挑选一批重点加固的军事目标作为打击对象，这是21世纪初中国核战略与以往的不同之处，也可以见到中国对战略核武器的信心。
反物质武器
众所周知,世界上一切物质都是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子是由原子核以及围绕它旋转的电子组成的,而原子核是由质子和中子所组成的。科学家后来又发现,质子和中子是由更小的粒子所组成的,这种更小的粒子称为夸克。迄今,科学家已发现了物质结构的5个层次即夸克一核子一原子核→原子→分子,以及 300多种基本粒子。大千世界无奇不有的物质,就是由多种多样的基本粒子构成的。
反物质(antimatter)是由反粒子(antiparticle)构成的物质。科学家已经证明,构成世界万物的基本粒子都有一个反粒子——与自己“ 长得”一模一样但“秉性”相反的“镜像物”。比如,电子带负电、质子带正电,而带正电的电子和带负电的质子就是反粒子,前者称为反电子,后者称为反质子。像氢原子,就有由反质子和正电子组成的反粒子——反氢原子,而由反氢分子组成的反氢物质,就是氢物质的反物质。
早在1928年,英国剑桥大学教授保罗·狄拉克就预言了带相反电荷粒子的存在。4年后,美国科学家卡尔·安德森发现了正电子,它是人们发现的第一个反粒子。后来,科学家又陆续发现了反质子、反中子,找到了反介子、反超子、反夸克等许许多多的反粒子。我国著名核科学家王淦昌教授领导的小组在1959年也发现了一种称为反西格马负超子的反粒子。反物质就是在这种背景下吸引了核武器研制人员的目光。反物质为什么有可能作为武器炸药呢?
我们知道,世界万物都有“同性相斥、异性相吸”的共性。反物质也一样,它一旦遇上正物质,就与之“迅速结合、互相湮灭”。这种“湮灭 ”(annihilation)并非正反两种物质化为乌有而消失,实际上,它们的全部质量转变成能量释放了出来。按照著名的爱因斯坦质量能量关系式 E=mc2可以计算出释放的能量:1毫克反物质“湮灭”放出的能量达到180兆焦耳,是普通炸药的100亿倍,比原子弹、氢弹的威力大得多。
制造反物质耗资巨大,目前,生产1微克反物质估计需要化费60亿美元。另外它的安全贮存也很困难,尽管科学家想出了强磁场“陷阱”的办法,目前还只能贮存10亿(109)个反电子——而制造1克反氢原子需要有6.023x 1023个反电子和同样数量的反质子。制造成功反物质武器炸药还有艰巨的路程要走,现在,反物质武器还只能是一种新武器概念。
反物质的巨大军事应用潜力强烈吸引着军界。美国五角大楼对研制反物质武器很感兴趣,斥巨资加以研制,美国空军正在进行一项名为“革命性炸药”的反物质武器研制计划:美国洛斯阿拉莫斯和劳伦斯·利弗莫尔核武器研究所、费米研究所等许多单位也正在进行相关研究。俄罗斯从50年代的前苏联时期开始,就在其氢弹之父萨哈罗夫的领导下从事反物质武器的研制工作。当然,对于研制反物质武器一直存在着反对的意见、不时听到“暂停”的传闻,但基本的研究工作一直在继续。
反物质不仅可以作为武器的炸药,还可用来制造星际航行火箭、航天器、太空船的超级燃料。据计算,用数十毫克反物质作燃料推动太空船,6个星期就可以到达火星。