法國核武器研制簡史

盡管二戰(zhàn)前法國在核物理研究上曾處于世界領先地位，其核武器開發(fā)計劃卻落后于美蘇英等國。1945年10月18日，法國建立了原子能委員會（CEA）。1948年12月15日，第一座重水反應堆ZOE達到臨界。1949年，CEA開始建造后處理試驗設施，并于同年11月20日從ZOE的燃料棒提取出1毫克钚。隨后又建造了基于Purex流程的后處理設施，并于1954年提取出1克钚。第一座工業(yè)規(guī)模的钚生產堆G-1于1956年達到臨界，年生產能力為12 kg钚。兩座更大的钚生產堆于1959年達到臨界。

1954年5月，法國在奠邊府戰(zhàn)役中失敗。印支半島的軍事失敗刺激了法國政府對核武器的興趣。同年12月26日，法國政府正式批準研制核武器。美國在1956年蘇伊士運河危機中的態(tài)度使法國進一步認識到美國不可能為了法國的國家利益而做出犧牲，因此不能相信美國的核保護承諾。1956年11月30日，法國國防部和CEA開始準備核試驗。1958年4月，法蘭西第四共和國最后一任首相Felix Gaillard正式下令開始制造第一個核試驗裝置。


法國首次核試驗的蘑菇云

1960年2月13日，法國在阿爾及利亞撒哈拉沙漠中的Reggane核試驗場成功進行了首次核試驗，爆炸當量6-7萬噸，試驗代號“藍色跳鼠”（Gerboise Bleue）。跳鼠是一種沙漠嚙齒動物，而藍色是法國國旗的第一個顏色，法國第二次和第三次炸彈分別被命名為“白色跳鼠”和“紅色跳鼠”。為了確保核試驗成功，法國人使用了過量的钚，因此法國的首次核試驗是核國家首次核試驗中當量最大的。由于大氣層核試驗的嚴重核污染問題，在進行4次核試驗后，法國于1961年11月在阿爾及利亞Hoggar核試驗場開始進行地下核試驗，到1966年2月關閉前共進行了13次地下核試驗。


法國在阿爾及利亞進行核試驗至今仍造成嚴重核污染

1962年7月阿爾及利亞宣布獨立，法國開始在南太平洋的法屬波利尼西亞的土阿莫土群島建造新的核試驗基地，包括Mururoa島試驗場和Fangataufa島試驗場，1966年正式啟用。從1966年到1975年，法國在太平洋核試驗場進行了46次大氣層核試驗。之后，法國將其核試驗全部轉入地下，到1996年宣布暫停核試驗前共進行了147次地下核試驗。


法國南太平洋核試驗場

法國早期的核武器追求大當量、可靠但保守的設計，這是由于軍方希望盡快拿到具有實戰(zhàn)性能的武器，對氫彈等更高級的核武器反而興趣不大。
AN-11是法國的第一種實戰(zhàn)核武器，是由幻影4A型轟炸機攜帶的核航彈，用钚239作裝料，重約1500 kg，爆炸當量6萬噸。同美國的第一批核武器一樣，AN-11是純裂變核武器，1962年5月首次試驗，1963年開始制造，1964年10月服役。1966年7月19日，一架幻影4A轟炸機攜帶AN-11進行了空投核試驗。1967年AN-11開始被其改進型號AN-22替換，當量不變，重量減輕到750 kg，并提高了安全性能。AN-22共制造了約40枚（配給36架幻影4A），一直服役到1988年7月。


幻影4A轟炸機及其攜帶的AN-22核炸彈

法國第一種導彈核彈頭是S2中程地地彈道導彈使用的MR-31彈頭，1966年11月進行首次熱試驗。S2導彈于1965年10月首次試射，1971年8月-1980年服役，共部署了18枚。MR-31也用钚239作裝料，重約700 kg，威力約為12萬噸。這對于純裂變武器來說，已達到了威力的極限，而且使用的钚239數量有限、費用昂貴。


S2中程地地彈道及其攜帶的MR-31彈頭

為了提高武器的威力，法原子能委員會于1964-1965年開始研制威力更大的裂變武器，這就是用鈾235作核裝料，添加氘氚助爆物的裂變武器。1965年，法國第一座大型氣體擴散廠開始產出濃縮鈾，1967年4月產出第一批高濃縮鈾。1968年7月到8月，法國進行了3次助爆裂變武器試驗。1971年6月，用在M1和M2型潛地彈道導彈上的MR-41彈頭完成了最后一次熱試驗，1972年1月開始服役。MR-41彈頭重約700 kg，威力約為50萬噸，共制造了約35枚。助爆裂變武器的比威力明顯地高于純裂變武器，但由于使用了氘氚助爆物，需要進行比較繁重和復雜的保養(yǎng)。


法國第一種潛地彈道導彈M1

法國從1965年開始研制“通用戰(zhàn)術核武器”MR-50，1966年7月試驗成功，并在此基礎上研制了用于Pluton短程導彈的AN-51核彈頭和戰(zhàn)術核武器AN-52核炸彈。AN-51是純裂變武器，重約500 kg，當量10-25 kt，可在距地面300～400米低空爆炸，也可地面爆炸。AN-51于1971年6月進行了首次熱試驗，1974年5月-1993年服役，共制造了約70枚。AN-52用于幻影3E、美洲虎A戰(zhàn)斗機和超軍旗攻擊機，重455 kg，當量6-25 kt。1972年8月進行了空投核試驗，1972-1991年間服役，共制造了80-100枚。


Pluton短程導彈


幻影3E戰(zhàn)斗機及其攜帶的AN-52核炸彈

眾所周知，法國的氫彈在五個核大國中是最晚試驗成功的。戴高樂一直沒有對氫彈的研究給予比較高的優(yōu)先級。直到1964年中國爆炸了第一顆原子彈，法國才意識到不能讓中國搶在前面進入氫彈俱樂部。然而，法國人顯然低估了中國進步的速度，仍然忙于裂變武器的研制。中國于1965年底在理論上突破了兩級熱核武器的技術關鍵，1966年底通過熱試驗驗證了理論方案的正確。而此時法國仍然在錯誤的技術路線上摸索著氫彈的訣竅。直到1967年4月，法國核武器設計專家Michel Carayol想出了初級X射線能量輸送用于次級熱核裝料壓縮這一關鍵概念，但當時CEA的高層無法確認這是否是正確的設計思路。1967年6月中國公開宣布氫彈爆炸成功，戴高樂受到很大的刺激，下令加速研究。恰好在這個時候，英國人來幫忙了。同年9月19日，法國駐英國大使館武官回到巴黎傳遞他從英國核武器研究機構（AWRE）的副所長William Cook處得到的信息，確認了Carayol的方案才是正確的途徑。兩天后，法國人決定次年夏天進行一個幾百萬噸當量的熱核裝置試驗。英國人主動幫助法國的動機不是很清楚。一種說法是換取法國對英國加入歐共體的支持，不過1967年11月法國還是否決了英國的申請。另一種說法是英國希望增強法國的核力量，以提高西方對抗蘇聯(lián)的資本（此時的美國仍拒絕與法國分享核秘密）。



1968年8月24日，法國在太平洋Fangataufa島成功地進行了第一次熱核武器試驗，初級裝料是濃縮鈾，次級裝料是Li6D，重約3噸，當量2.6 Mt。這也是法國進行過的當量最大的一次核試驗。


法國1970年7月3日進行的TN-60氫彈試驗，代號Licorne，當量914 kt

法國從1968年開始經過21次核試驗，到70年代中期完成了氫彈的武器化。1976年1月24日交付了第一枚實戰(zhàn)型百萬噸當量熱核彈頭TN60。1977年，使用TN60彈頭的M20中程潛地彈道導彈開始服役。從1977年開始，CEA又把TN60彈頭改進為重量更輕的TN61型彈頭，仍用于M20導彈，直到1991年2月全部退役。


M20潛地導彈

TN-61彈頭還用于法國的第二代陸基中程彈道導彈S3。S3導彈于1972年開始研制，1980年6月第一批9枚S3導彈開始服役，第二批9枚于1983年1月服役。1984年9月，18枚S3導彈升級為抗核電磁脈沖的S3D。1996年9月，S-3導彈開始退役。CEA總共為法國海軍和陸軍生產了大約90枚TN-61彈頭。
TN61外形非常接近美國60年代初服役的民兵1導彈所使用的Mk5/W59。TN61彈頭重約700kg (其中核裝置約275-375 kg)，當量1.2 Mt。作為對比，W-59核裝置重250kg，當量1 Mt，長121.4 cm，底部直徑41.4 cm。


S3導彈整流罩中的TN-61彈頭

1969年2月，戴高樂和新當選的美國總統(tǒng)尼克松討論了美法核合作的可能。尼克松一改此前美國政府的態(tài)度，決定幫助法國建立更穩(wěn)定、生存力更強和效費比更高的核力量，目的是增加蘇聯(lián)在與西方對抗時算計的不確定性。1969年夏開始，美國開始向法國提供其收集到的法國在1967年1968年在太平洋進行的大氣核試驗數據。作為交換，法國向美國提供其核武器設計的信息。
1972年5月，美蘇簽署《關于限制進攻性戰(zhàn)略武器的某些措施的臨時協(xié)定》（SALT）和《限制反彈道導彈系統(tǒng)條約》（ABMT）。此時，蘇聯(lián)已經建立起一個有限的反導系統(tǒng)A-35用于保護首都莫斯科。為了提高突防能力，法國于1972年底決定研制分導式多彈頭的M4潛地彈道導彈。1973年9月，法國國防部長Robert Galley訪問了美國，美方同意向法國提供"negative guidance"，即法國將自己的核武器設計方案交給美方咨詢，美方告訴法方哪里可能存在問題，但并不告訴法國如何改進和設計核武器。這樣美國可以知道法國的核武器設計水平，而法國則少走了彎路。美國向法國提供小型化核武器研制的幫助，是想借此大大提升法國的海基核威懾能力，增加與蘇聯(lián)冷戰(zhàn)對抗的砝碼。
除了核武器設計技術上的幫助，美國還幫法國解決了小型化彈頭的穩(wěn)定再入問題。法國為了突防蘇聯(lián)裝備核戰(zhàn)斗部的反導防御系統(tǒng)，特別重視核武器的抗核加固研究。法國在美國內華達州的地下核試驗中進行了抗核加固效應試驗。


M4導彈潛射飛行試驗

用于M4A導彈的TN70彈頭于1974年開始試驗，1983年7月CEA向法國海軍交付首個彈頭，1985年4月開始部署。TN70重約200 kg，當量15萬噸。用于M4B導彈的改進型TN71彈頭重量減小到175 kg，于1984年首次熱試驗成功，次年開始生產，1987年12月開始部署，共生產了288枚。TN71的小型化水平接近美國70年代初服役的民兵3上的Mk12/W62（~160 kg/170 kt）。
為了應對超級大國防御性戰(zhàn)略武器的發(fā)展，進一步提高戰(zhàn)略導彈的突防能力，1988年法國決定研制M45導彈，1991年12月10日進行了首次飛行試驗。用于M45導彈的TN75彈頭于1990年首次熱試驗成功，1992年開始生產，重約150kg，當量11萬噸。M45導彈于1996年3月進行了首次作戰(zhàn)巡邏。計劃2015年用于替換M51導彈上TN75的TNO彈頭估計重約100 kg，若當量保持為100 kt左右，則小型化水平與Mk4/W76相當（92 kg/100 kt）。
MIRV技術和小型化核彈頭技術的突破使法國的海基核力量有了實質性的提升，并成為三位一體核力量的主體。

空基核力量方面，法國用超音速空地導彈ASMP替代了AN-22和AN-52核炸彈。20世紀70年代冷戰(zhàn)進入高潮，前蘇聯(lián)的前沿防空和艦隊防空能力得到實質性的加強，而此時法國賴以壓制蘇聯(lián)大規(guī)模機械化師和海上艦隊的空基核武器的主要平臺仍是中低空突防的“幻影”和“超軍旗”系列戰(zhàn)機，空基核武器也是需要臨空轟炸的核航彈，這對載機飛行員及核武器突防本身都帶來了很大的危險性。為此，法國軍方于1974年開始進行實現防區(qū)外打擊的戰(zhàn)略核巡航導彈的可行性論證。1978年，“中距空地導彈”(ASMP)開始研制。ASMP彈體全長5.40米，彈徑為350毫米，翼展960毫米，發(fā)射質量為840千克，發(fā)射時載機速度為馬赫數0.6～0.95之間，高空發(fā)射時射程約為400千米，低空發(fā)射時射程約為80千米，對海上目標發(fā)起攻擊時射程約為60千米，導彈高空與低空的巡航飛行速度均為馬赫數 1.5，最大飛行速度為馬赫數3。
ASMP導彈使用的TN-80彈頭重約200 kg，當量30萬噸。1974年7月17日，進行了初級的核裝置試驗，1986年5月開始服役。當量不變但更輕的TN-81彈頭于1984年開始試驗，1987年開始制造，1988年7月開始服役，到1991年底全部替換了TN-80。TN-81共生產了62枚，其中42枚裝備在幻影2000N戰(zhàn)斗機掛載的ASMP導彈上，另20枚裝備在超級軍旗轟炸機掛載的ASMP導彈上。TN-80/81小型化水平與美國70年代末部署的W78接近（180 kg/335 kt）。


攜帶ASMP導彈的艦載型陣風M戰(zhàn)斗機

ASMP服役后不久，法國軍方再次以蘇聯(lián)防空能力增強為由提出了研制射程更遠、速度更高的空射巡航導彈ASLP（遠距空地導彈）。1987年和1988年，英國和美國先后加入法國的研制計劃。但隨著1991年前蘇聯(lián)的解體和冷戰(zhàn)的結束，法、英、美三國的戰(zhàn)略環(huán)境和軍事需求均發(fā)生較大變化，1993年ASLP項目終止。2000年4月，法國開始研制改進型ASMP-A導彈，射程達到600 km。2009年10月1日，法國空軍宣布ASMP-A已具備作戰(zhàn)能力，計劃于2011年開始部署在幻影-2000N和艦載型陣風M戰(zhàn)斗機上。ASMP-A導彈目前使用的還是TN-81彈頭，計劃未來將改用性能更好的TNA彈頭，但具體性能尚未公開，據說是采用計算機模擬技術設計的。

戰(zhàn)術核武器方面，1976年12月法即已決定研制中子彈。1980年6月21日，法國在南太平洋的核試驗基地進行了一次中子彈試驗。法國總統(tǒng)德斯坦于1980年6月26日宣布，中子彈第一階段試驗完成，是否投產將于1982-1983年決定。1981年8月3日、11月11日、12月5日、12月8日和1982年3月20日，法國又進行了一系列中子彈試驗。1982年5月14日密特朗總統(tǒng)在漢堡宣布：法能制造中子彈，但尚未作出制造的決定。1983年6月，法國國防部長在接受采訪時承認法國已經進行了中子彈試驗，并說這種試驗并不意味著密特朗總統(tǒng)已經決定制造中子彈，但是如果一旦作出決定，法國是能夠立刻投入生產的。此后法國一直未作出生產和部署中子彈的決定。


Hades導彈

用于替代Pluton導彈的Hades短程導彈于1984年7月開始研制，1988年首飛，射程480 km。Hades導彈最初曾考慮裝備中子彈頭，但后來決定使用TN-90熱核彈頭。TN-90是一種當量可調的小型化熱核彈頭， 最大當量8萬噸，1983年開始研制，1990年開始生產，1992年交付使用。然而隨著蘇聯(lián)解體和冷戰(zhàn)結束后國際形勢的變化，Hades導彈只生產了 30枚（原計劃180枚），從未真正服役就于1996年退役了，并于1997年6月全部銷毀。

從70年代中期開始，法國的熱核武器小型化水平在得到美國的幫助后進步很快，目前比威力基本達到了美國70年代末的水平。法國核武器的小型化水平還可以從熱核武器的初級尺寸來考察。ASMP和Hades彈徑分別為0.35 m和0.53 m，這應該是TN-80/81和TN-90的初級直徑上限。而直徑1.93 m的M4導彈可攜帶6枚TN-70/71彈頭，說明其RV底部直徑不大于約0.6 m。法國還曾宣布M5導彈最多可攜帶12枚TNO彈頭，說明其RV底部直徑不大于約0.5 m。這與美國現役彈頭的RV尺寸相近（Mk4底部直徑約0.45 m，Mk5、Mk21底部直徑約0.55 m）。可以推測，法國的熱核武器初級直徑可以做到約0.3 m的水平，與美國最先進的W88彈頭初級直徑約0.23 m的水平還有一定差距。

出于對核禁試后核武器長期可靠性和繼續(xù)發(fā)展新型核武器的考慮，法國于1995年9月到1996年1月進行了6次地下核試驗。這些核試驗有三個主要目的：1，鑒定TN-75彈頭的性能，確保該彈頭的長期可靠性。2，庫存核武器的安全性試驗。3，更好的理解氣體助爆初級的物理過程，為計算機模擬核試驗標定程序參數。在完成這些核試驗后，法國于1996年9月24日簽署了《全面禁止核試驗條約》，并于1998年4月6日批準了該條約。

核禁試并不意味著核武器研制的終結，而意味著核大國在更高層次上競爭的繼續(xù)。1996年6月，法美簽署了一項加強兩國核合作協(xié)議。美方同意與法國共享計算機模擬核試驗所獲得的數據，并幫助法國建造兆焦耳激光裝置（LMJ）。LMJ是一個類似于美國國家點火裝置（NIF）的慣性約束聚變裝置，由240路高能激光壓縮并加熱熱核裝料靶球，進行聚變核試驗。目前，LMJ裝置已接近完工，將用于法國未來的核武器研制。


建設中的LMJ裝置


LMJ裝置示意圖

需要指出的是，法國是目前五個核大國中唯一仍在開發(fā)新型核彈頭（TNO、TNA）的國家，這遭到了法國國內外反核人士的強烈抗議。