豎起中的M系列火箭
六所村濃縮鈾設施
戰後,日本雖然沒有公開發展核武器,但核電等相關事業的發展非常迅速。此外,日本政界始終存在著一種勢力,要求日本發展核武器,解除「無核三原則」限制,建立日本自己的戰略核力量。由於日本憲法的修訂、自衛隊地位的變更等問題,已經先後被提到了日本國內的議事日程上來,可以認為關於核軍備的討論是遲早的事情。因此,關注日本的核戰爭潛力,是非常必要的。
核能力
二戰之後不久,日本便恢復了核科學的研究,並大力發展核電事業,截止到90年代末,日本擁有50多套核電機組,發電量佔日本總髮電量的近40%。
日本鈾礦資源貧乏,根據1995年探明的儲量,僅有7000噸左右。因此,日本在發展核電事業的同時,還進口儲備了大量核原料,包括六氟化鈾、二氧化鈾以及其它核廢料等。據90年代末的不完全統計,日本擁有天然鈾1 300多噸,貧化鈾4 000多噸,鈈54噸,以及大量的釷和濃縮鈾等等。
核武器的設計原理是公開的,發展核武器的難關有兩個,一是如何獲得能夠滿足裂變或聚變需要的核裝料,一是設計製造中的工藝問題,其中以前一問題更為困難。
對於日本這個製造大國和科技大國而言,設計和製造核武器的工藝問題,是較容易解決的。因此,主要的問題是核武器裝料的數量和生產。
目前,為人們所知較廣的核武器裝料,是鈾235和鈈239。而目前日本鈾產品和鈈產品的生產能力都是很強的。
在鈾產品方面:鈾235在自然界中數量不多,武器級(90%以上)濃縮鈾更是需要龐大的核工業作為支撐才能獲取。中國早期的原子彈研製工作中,是以自然界存在的鈾礦石,經過重鈾酸氨--二氧化鈾--四氟化鈾--六氟化鈾--濃縮鈾的過程,獲得武器級濃縮鈾的。其中,我國自1960年11月生產出2噸二氧化鈾,同年12月用前一批生產出80千克四氟化鈾,至1964年1月才獲得了濃縮鈾。其間每一步都付出了巨大的努力。日本負責這一工作的主要是日本原燃公司,該公司的濃縮鈾業務部門,自開始濃縮鈾業務以來,已經獲得六氟化鈾1406噸(數字截至2005年3月底),而六氟化鈾與可以作為核裝料的濃縮鈾相比,已經只有一步之遙了。截至2005年,原燃公司每年生產六氟化鈾的數量,最多時達到約200噸。應當說明的是,該公司的生產能力可能仍有富余。此外,該公司還通過進口,存儲部分成品六氟化鈾。
六所村濃縮鈾設施內部的回收罐
M5火箭整流罩試驗
在鈈產品方面:1993年開始,日本斥資2萬1400億日元,在青森縣的六所村建立了世界上最大的核燃料再處理工廠,該工廠亦隸屬於日本原燃公司,年處理核廢料能力可達800噸,每年約可提煉5噸鈈(也可生產濃縮鈾),而鈈239的臨界質量相對於鈾235來說是比較小的。a相鈈239(密度為19.4克 /立方厘米)裸球的臨界質量只有10千克左右,若提高鈈的密度,則5∼9千克就能夠達到臨界質量。如果只是用於製造原子彈,以該工廠每年提煉鈈的數量,能夠製造的原子彈數目將達到「百枚」這一數量級。此外,日本50餘處核電機組中,有相當一部分能夠生產鈈,每年能夠獲得的鈈總量,約能夠達到將近5噸左右。
總的說來,日本核科學學科建設較為紮實,全國從事原子能研究的專門或相關單位達到600多個,且有著門類齊全而又發達的工業體系,製造核武器是沒有大的困難的。此外,日本大型計算機的水準很高,可以為模擬核試驗提供良好的硬體基礎。毫無疑問,從技術上說,日本具備發展核武器的能力。
運載和投擲工具
通常,核武器是指由核彈頭及其投擲發射系統組成的武器系統。從實際作戰需要看,投擲發射系統是非常重要的。從日本的現狀來看,其可以選擇的投擲工具,包括飛機、巡航導彈和彈道導彈,其中以彈道導彈的威脅最高,研製發展的難度也最大。
飛機作為投擲工具的要求主要是載重和突防能力,只要日本完成了核彈頭小型化工作,則類似F-2攻擊機或其下一代戰鬥機,就可以完成一般的投擲任務。
巡航導彈作為投擲工具,主要要求所有者擁有小型化核彈頭,日本目前雖然沒有巡航導彈,但其國內存在裝備巡航導彈的呼聲,且其盟友亦擁有此項技術,在不遠的將來,進行技術轉讓是完全可能的。
對現代化防空系統而言,飛機和巡航導彈的突防能力都是有限的。特別是對於大國來說,戰術飛機和巡航導彈的打擊能力也是有限的。因此,彈道導彈的發展也就成為需要。
眾所周知,運載火箭只要加上制導裝置,再解決彈頭再入大氣層技術,就很容易發展為彈道導彈。從數據上看,日本的導彈及火箭運載技術是相當先進的,其H- 2火箭的近地軌道有效載荷可達10噸。類似H-2級別的運載火箭,從理論上說,一旦改為彈道導彈,射程可以覆蓋全球各主要國家。日本也進行過再入大氣層技術的試驗,2002年2月4日,第二枚H-2A運載火箭鑑定飛行時,就搭載了一個試驗裝置--超高速大氣層再入系統實驗儀(DASH),使用超高速再入大氣層技術的人造物體有兩種--一種是宇宙飛船和返回式衛星,一種是彈道導彈,由於導彈戰鬥部重返大氣層後,速度往往達到7、8馬赫甚至十幾馬赫,此時不僅要保證彈頭不被高溫燒燬,還要保證彈頭高速落地時的落點精度,所以彈道導彈對此技術的需求更高。日本公開宣布沒有研製宇宙飛船的打算,返回式衛星也未見計畫,因此,這種試驗的目的值得關注。
此外,日本航天工業極其重視固體運載火箭的發展。我們知道,第一代彈道導彈大多使用液體燃料,在發射前需要加註燃料,準備時間較長,保障條件複雜,且同樣條件下,液體燃料火箭的體積比較大,因此,後來各國的彈道導彈,除少數固定井式發射的型號之外,大多採用固體燃料發動機,這樣導彈體積小,機動性強,而且發射前準備時間很短,幾乎可以「拉出來就打」。而民間的商用發射,通常使用液體火箭發動機,因為固體火箭的先天缺點就是「比沖」小(比沖也叫比推力,是發動機推力與每秒消耗推進劑重量的比值),簡單說就是同樣的載荷,用液體火箭發射相對經濟。日本目前的航天發射任務均為民用用途,在完成任務之外,本應以經濟性為首要目標,但日本卻一直大力研製固體火箭,從L系列到M系列,其M系列火箭已經發展到了M -5。且一般國家都會搞不同推力級別的幾型液體運載火箭,分別用於不同重量不同軌道的載荷,但日本不同,它只有H-2系列火箭用於大推力發射,稍小的載荷,均以M-5火箭發射。例如,日本2004年使用M-5火箭先後發射了天文衛星和探月衛星,但實際上,此類發射任務對於火箭的機動性、火箭體積、火箭準備時間都無任何要求,本該用一型低級別的液體火箭執行發射任務才符合經濟原則,但日方卻均用M-5火箭執行任務,可能有一定的測試意圖。
一個簡單的對比也可以作為參考:同樣是使用固體燃料火箭發動機,著名的俄羅斯「白楊」導彈長(帶戰鬥部)22.7米,直徑1.95米,導彈發射重量 47.2噸;M-5火箭長30米,直徑2.5米,全重128噸。「白楊」導彈射程超過10000千米,戰鬥部重量超過1噸,而M-5若被改為遠程對地運載用途,則其飛行距離和搭載能力,應當於「白楊」處於同一個數量級。
當然,日本火箭技術也存在一定的缺陷,從最近幾年H-2屢次失敗的發射記錄來看,日本大推力火箭的可靠性依然有待提高。而且,如果試圖建立戰略打擊力量,則火箭必然是需要批量製造的,若是每年幾枚甚至幾年一枚製造出來的火箭還無法保證可靠性,則以軍用標準大量製造實用化的戰略導彈是很困難的。應當承認,日本整體科技水平的確很高,但是,一方面,日本最擅長的是民用產品,在民用產品上極端注意控製成本的「特色」,可能造成其產品的冗余不足。另一方面,火箭是社會化大生產的結晶,除了科技基礎之外,還需要一種系統工程的思想方法,需要研究者具有總體的宏觀視野,這和日本產業擅長的「輕、微、精、小」的方向,是不一樣的。
此外,戰略核力量的建設是一個漫長而複雜的過程。
首先,彈道導彈的研製需要長時間反覆的試驗,尤其是戰鬥部再入段的很多技術,例如制導、突防等,如果沒有別國的技術支持而單靠本國摸索,是非常困難的。即便美蘇這樣的超級大國,也用了超過15年的時間才能完成從火箭到戰略導彈的實用化工作。中國則在1970年發射第一顆人造衛星後,直到1981年才完成了洲際運載火箭的全程測試。
其次,戰略核力量是一個龐大的系統工程,有了運載工具,還要建立一系列部門作為保障。即使是有了戰略導彈,還要面臨很多問題--如何確定戰略核力量的構成,是否搞「三位一體」,如果只搞海基核力量,就要發展戰略核潛艇、攻擊核潛艇等一系列裝備,如果還要追求核威懾的高度可靠性,則成本會更高。從美蘇的經驗看,沒有10至20年,是很難使水下戰略核力量形成戰鬥力的。
綜上所述,如果日本真的要發展核力量,能夠在短時間內造出核武器,但其可能會暫時缺乏彈道導彈那樣高效的投擲工具。但是,如果日本有足夠強大的意願,它們能夠用一定時間和財力,建設一支有效的核威懾力量。
但是,日本的先天特點,決定了其發展核力量是缺乏前途的。相對大國而言,日本國土面積狹小,缺乏縱深,而對方則能夠有相對安全的戰略後方作為維持戰爭的基礎。由於社會發展程度高,日本人口高度集中,1億2千多萬人口中的90%都集中在各個城市,而其中約50%的人口都集中在東京、大阪等十個大中城市及周邊地區(僅東京城市圈就集中了日本25%的人口),這裡不僅人口高度密集,還集中了日本幾乎所有重要的政府機構、大學和科研機關、大部分先進的工業生產力和經濟金融機構,以及主要的外貿港口,脆弱而密集的國土布局,使日本相對大國而言,更加無法承受核武器的損害。從這一角度講,日本有製造核武器及其運載工具的潛力,但是缺乏進行核戰爭的潛力。
由於核戰爭給日本帶來的損失顯然會大於給大國帶來的損失,則在雙方核力量能力近似的情況下,日本核力量的威懾能力,將會明顯弱於對方。反過來,在一場常規戰爭中,日本的工業生產能力、科技實力等優勢,則能夠獲得比較充分的發揮。因此,相對於常規戰爭而言,發展核力量,對於日本並不是最經濟的選擇。
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