上周，美国国家核安全局(NNSA)发布了2017财年库存管理和管理计划这是该机构对美国核武器储备25年计划的年度更新。它是最全面的长期计划与任何政府都能获得的核武器有关。
今年储备计划的关键结论是，自去年以来几乎没有什么变化。总体愿景没有改变，时间表没有改变，预算估计数虽然对某些项目略小，但仍然大得可怕。
这是件坏事，因为核安全管理局的计划存在重大问题。
首先，该计划远远超出了预期。特别是，美国核安全管理局的“3+2”计划，即用一套新设计的核弹头取代整个美国的核储备，这比所需的要激进得多。(见我同事的详细的报告以深入了解原因。)
3+2中的“2”指的是两种空基武器:B61-12炸弹和提议的新型空射巡航导弹的W80弹头。这是3+2计划队列中的前两种武器，它们的开发和生产方法是相对谦虚(稍后再说)。
“3”指的是由陆基和潜基弹道导弹运载的三种新型“可互操作”弹头。这些协议将包括“共同的核爆炸包和共同的或可调整的非核部件”。“核爆包”(NEP)是核武器的核心，由一级和二级组成。一级反应堆中的钚裂变引发二级反应堆中的聚变反应，共同产生了今天核武器的巨大当量。
新经济政策对所有部署武器的设计都进行了爆炸试验，但在3+2计划下，这种情况将会改变。
新的未经试验的弹头设计
自1992年美国停止核武器爆炸试验以来，国家核安全管理局首次提议部署新的战斗部设计，对核爆炸装置进行根本性改变。他们计划从一枚弹头(W87)中提取主弹头，从另一种武器(尚未公开确认)中提取副弹头，并将它们组合成一个新的核爆炸包。这种新的新经济政策不会进行爆炸试验;相反，它的性能将由计算机模型验证。
核安全管理局为什么要这么做?因为部署在美国陆基导弹上的W87弹头，虽然被广泛认为是库存中最安全、最先进的设计，但尺寸太大，无法安装在美国潜艇携带的三叉戟导弹上。美国海军不打算重新设计导弹，因此NNSA建议设计新的、更小的弹头。
事实上，核安全管理局提议三个可互操作的弹头将取代目前所有四种导弹携带弹头:潜艇上的W76和W88以及陆基导弹上的W78和W87。第一种可互操作战斗部(IW-1)打算取代W78和部分w88。IW-1的开发工作始于2012年，2014年停止，现在计划于2020年重新开始。计划于2031年开始制作，一直持续到2043年。
当海军透露这一消息时，计划就被推迟了一点也不兴奋与此同时，空军决定优先考虑拟议的新型空射巡航导弹，该导弹将要求其弹头的寿命延长计划。
创建问题
互操作弹头提案的第一个问题是“混合匹配”方法，将从未一起测试过的两种主要核组件结合在一起。这可能会降低对由此产生的武器的技术信心。JASON是一个独立的科学家咨询小组，长期以来一直在国防和技术问题上为政府提供咨询，警告那个“……”需要以自律的形式最大限度地注意避免系统修改，即使是为了‘改进’，这可能会损害可靠性。”
因此，这种“混搭”的做法可能会导致一些人坚持认为，美国必须通过地下核爆炸试验对新设计进行“验证试验”，从而打破数十年来的暂停。这将鼓励其他国家恢复核试验，引发一场危险的新军备竞赛。
但是，除了部署三种新的、未经测试的弹头设计这一基本技术挑战之外，3+2计划还带来了额外的、不必要的问题。首先，三种“通用核爆包和通用或可调整的非核部件”实际上必须是六种不同的设计，因为每个弹头都必须安装在不同的潜艇和陆基导弹的再入飞行器上。金宝博的网址而不是现在库存中的四种导弹弹头类型，将有六种设计:三种可互操作的弹头，每一种都有两种不同的变体。
其次，问题更大的是，采用这种方法将要求核安全管理局大量生产新的钚“坑”，即初级反应堆的可裂变核心。计划在IW-1上使用W87或类似W87的坑。2018年《新削减战略武器条约》全面实施后，有理由认为美国将部署约200枚W78弹头，并保留约200枚W88弹头，部署约400枚W88弹头(没有弹头)。因此，更换全部w78和一半w88需要大约600个iw，也就是大约600个W87坑。美国拥有超过500枚w87, 2018年之后，可能会部署大约200枚，并有200枚用于对冲。因此，IW-1将有100个W87坑可用。此外，美国很有可能拆除篱笆中的200枚W87弹头，将其用于IW-1。因此，为了满足600个W87坑的需求，美国将不得不在2043年之前制造300-500个新坑。
这将给NNSA带来另一个巨大的压力。1989年，美国联邦调查局以违反联邦环境法为由关闭了洛基平原的生产设施，NNSA就停止了大量生产核坑。最近，美国核安全管理局在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室建立了一个精品生产能力，但即使是这个能力也因为安全问题关闭了两年多，现在才恢复每年大约10个坑的生产。核安全管理局计划到2030年将这一能力扩大到每年30个，到2050年扩大到每年50-80个。仅仅是第一步，为IW-1弹头制造额外的W87坑，就需要10年的工作和巨额投资。
如果NNSA只是翻新现有弹头，而不是设计和生产新的IWs，它就不需要生产新的坑。2006年，核安全管理局得出的结论美国核库存中现有的核坑至少可以可靠使用85年。这意味着，在未来许多年里，对新坑的唯一要求是，NNSA决定部署像IW-1这样的新武器;现在没有必要生产它们来维持现有的库存。
第三个问题是，3+2计划将用IW-1弹头替换部分已部署的W88弹头——即使W88不需要被替换。W88需要在IW-1完成之前完成一些翻新，现在正在进入一个更温和的项目(称为变更或Alt)，更新一些元素并更换寿命有限的部件。海军成功地提出，该项目应包括更换弹头中的常规烈性炸药，一位政府官员告诉我，这可能会使弹头的寿命延长至30年。新的W88弹头将从2020年到2025年投入生产。因此，假设它们的寿命为30年，那么它们需要在2055年之前被替换掉。对于IW-1, 2017财年的库存计划指出，“初期生产将交给空军”(以取代w78)。但到2043年生产结束时，NNSA将取代w88, w88应该可以再使用12年。
更好的方法
如果核安全管理局放弃3+2计划，只是采取一种直接的延长寿命的方法来维持库存，就可以避免所有这些问题。这种方法的模型是W76延长寿命计划，该计划正在更新作为美国核威慑基础的弹头。W76项目将于2020年结束，正在生产大约1600枚翻新弹头，总体变化相对较小(核爆炸包没有变化)，根据2017财年的库存计划，以2016财年美元计算，成本约为40亿美元。
这就把我们带回到相对3+2计划中的前两种武器的适度计划。这些是B61重力炸弹的新版本，以及计划中的新型核武装巡航导弹中W80弹头的更新。
B61的寿命延长计划仅与可互操作弹头的方法相比是相对温和的。虽然美国核安全管理局没有对B61的核爆炸包进行改动，但它正在对这种将成为美国库存中唯一的重力炸弹进行非常深远的更新。正如一位政府官员对我说的那样，在为B61延长寿命计划制定了一系列选择后，核安全管理局最终在凯迪拉克和玛莎拉蒂之间做出了决定。(最终，NNSA选择了凯迪拉克，只是因为它被告知玛莎拉蒂由于包含未开发的技术而不可行。)
采用这种高端方法，B61寿命延长项目的成本比W76项目要昂贵得多，同时生产的武器数量要少得多。按照2016财年的美元计算，不到500枚新型重力炸弹的成本将在70亿美元到90亿美元之间，大约是该项目的早期估计的两倍。在每个弹头的基础上，W76将花费大约250万美元，而B61将花费2000万美元(不包括五角大楼的额外费用)。
W80弹头的寿命延长计划的成本，将用于拟议中的新型巡航导弹，不幸的是，它更接近B61的规模，而不是W76。根据2017财年的库存计划，生产外部专家估计大约500枚更新的弹头将花费60亿至80亿美元(还是2016财年的美元)。虽然NNSA还没有最终确定W80项目的工作规模，但令人失望的是，预计成本将大大超过W76项目。
做你需要做的，而不是你可能希望做的
核安全管理局长期以来一直在开发影响深远的项目，这些项目最终的成本远远超过最初预期，耗时远远超过计划。其中许多项目最终都被大幅缩减;许多其他项目被直接取消。2017财年库存管理和管理计划中概述的技术上积极、资源密集的3+2方法同样过头了。
为了使其能力和资源与维持核储备所需的资源相匹配，核安全管理局需要削减其计划的规模，以便完成必须完成的工作。仅举一个例子，为IW项目生产新的钚坑所需的投资，将与NNSA在田纳西州Y-12工厂更新其生产高浓缩铀(HEU)组件的能力所需的数十亿美元和大量人力资源竞争。
除非在核安全管理局的整个项目中制定出一种更易于管理的方法，否则该机构可能会在注定失败的项目上浪费数百亿美元和无数人力资源，同时产生不必要的技术风险。需要改变一种方法，投入所需的资源来满足所需的目标，并有合理的误差范围，但仅此而已。