信頼性の高い交換用弾頭

信頼性代替弾頭（RRW ）は、アメリカ合衆国が提案した新たな核弾頭設計および爆弾ファミリーであり、簡素で信頼性が高く、長期運用が可能でメンテナンスの手間が少ない将来の核戦力となることを目指していた。 2004年にアメリカ合衆国議会によって提案され、国家核安全保障局（NNSA）による核兵器施設の再構築 計画の中心となった。

2008年に議会はこのプログラムへの資金提供を拒否し、2009年にオバマ政権はプログラムの作業中止を求めた。

背景

冷戦時代、米国はソ連との核軍拡競争で優位に立つため、核兵器の設計、試験、保守に多額の資金と技術的資源を投入した。設計された兵器の多くは、主に冷戦という状況と、その目的が特定かつ技術的に高度な用途であったことから、高額の維持費を必要とした。しかし、冷戦の終結に伴い、米国では核実験が停止し、新型弾頭の開発は大幅に減少した。その結果、弾頭に求められる高度な技術性能が大幅に低下し、より長持ちし信頼性の高い核兵器の備蓄が重要視されるようになった。

米国がこれまで製造してきた核兵器は、歴史的に見て、極めて小型、軽量、高度に統合された、そして特殊材料を用いた低利益設計となっていた。多くの場合、その構成部品は有毒であったり不安定であったりした。米国の旧式設計の多くは、時間の経過とともに劣化する高性能爆薬を使用しており、中には短期間で危険なほど不安定になったものもあった（PBX 9404およびLX-09）。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] これらの爆薬の中には、保管中に弾頭に亀裂が生じ、危険な保管・解体環境をもたらしたものもある。[ 6 ]

ほとんどの専門家は、現在使用されている不感応爆薬（PBX 9502、LX-17）は非常に安定しており、時間の経過とともにさらに安定する可能性があると考えています。[ 7 ]

ベリリウムおよび非常に毒性の高い酸化ベリリウムを中性子反射体層として使用することは、爆弾製造者と整備員にとって重大な健康被害をもたらしました。プルトニウム金属は、時間の経過とともに強度が低下したり、ひび割れが生じたり、その他の劣化が生じる可能性があり、その長期安定性も懸念されています。（技術的な背景については、核兵器の設計とテラー・ウラム設計を参照してください。）

核兵器の核に使用されているプルトニウム・ガリウム合金が経年劣化を起こしているかどうかという問題は、ここ数十年、兵器研究所における主要な研究テーマとなっている。研究所関係者の多くは依然としてこの問題に関する科学的不確実性を主張しているものの、 2006年11月、国家核安全保障局（NNASA）が独立系研究機関JASONに委託した調査では、「ほとんどのプルトニウムピットの寿命は少なくとも100年と推定される」という結論が出ている。[ 8 ]現在、米国の核兵器庫に保管されている最も古いピットでも、50年未満である。

コンセプト

RRWプログラムの根底にあるコンセプトは、米国の兵器研究所が、信頼性が高く、製造、監視、試験が容易かつ安全な新たな核兵器を設計できるというものです。もしそれが可能であれば、設計者は共通の核設計コンポーネントを、様々な使用要件、例えば異なるサイズのミサイル弾頭や異なる種類の核爆弾などに適応させることが可能となります。

NNSA当局者は、既存の核兵器を迅速に改造、修理、改修し、あるいは要件の変化に応じて新たな兵器を開発するために、このプログラムが核兵器に関する専門知識を維持するために必要だと考えている。彼らは、予期せぬ事態に備えて追加戦力を維持するのではなく、変化する軍事ニーズに適応する能力こそが、このプログラムの重要な推進力だと考えている。 [ 9 ] しかし、議会はRRWが新たな軍事要件を満たすために必要だという考え方を否定している。2006年度の予算配分において、歳出委員会は「RRWプログラムに基づくいかなる兵器設計も、既存の配備済み核兵器の軍事要件の範囲内にとどまらなければならず、また、いかなる新たな兵器設計も、過去の核実験によって検証された設計パラメータの範囲内にとどまらなければならない」と規定した。[ 10 ]

米国エネルギー長官諮問委員会（SEAB）のタスクフォースによると、[ 11 ] RRWプログラムと兵器の設計には次のような特徴があるはずだ。

  • 適応性のある1,700～2,200の武器持続力レベルをサポート（3.1）
    • 12ヶ月以内に武器備蓄の問題を解決する
    • 18ヶ月で武器を新しい要件に適合させる
    • 36ヶ月以内に新しい武器を設計する
    • 48ヶ月以内にフル生産の準備が整う
    • 18ヶ月以内に地下核実験を実施できる能力を有する
  • 不感応性高性能爆薬（TATBおよびプラスチック結合爆薬を参照）を使用してすべての新しい兵器を生産し、他の爆薬を使用する既存の兵器をすべて置き換える（3.1.2）
  • 現在利用可能なあらゆるセキュリティと制御の安全機能を備えた新しい武器を生産する。これらの機能の一部は武器の基本設計に固有のものであり、既存の武器の設計に後付けすることは不可能である（3.1.3）
  • 重量と体積をトレードオフして、次の効果を最大化する設計:(3.1.4)
    • 核実験なしでの認証
    • 製造と分解が安価
    • メンテナンス、監視、処分の容易さ
    • システム全体のモジュール性（一次、二次、非核）
    • コンポーネントの再利用を最大化し、ライフサイクルコストを最小化する
  • より大きなマージンとよりシンプルなコンポーネントを使用することで、既存の設計と同等または改善されたレベルの信頼性を実現（3.1.5）
  • コストが低い（3.1.6）
  • 核実験を必ずしも行わずに設計・認証できる設計（3.1.7）
  • 多数の核兵器生産・保守機能を1か所に統合​​（4.1）
  • （ついでに）兵器の核分裂反射体におけるベリリウムまたはベリリウム酸化物の使用を避ける設計（4.6）

しかし、SEAB全体は、タスクフォースがRRWプログラムが米国の核不拡散目標に及ぼす潜在的な悪影響を考慮しなかったため、RRWに関するタスクフォースの勧告を否認した。これはSEABの専門分野外であった。

RRWプログラムは、現在までに生産開始を予定している新たな核兵器設計を開発したことを公表していない。おそらく、生産開始が実現すれば、これらの兵器には米国の弾頭命名規則に則った番号が付与されるだろう。この規則は現在、マーク1核爆弾（リトルボーイ）から1990年代に中止されたW92核弾頭まで続いている。RRWの設計には、この番号に続く番号が付与されると思われるが、RNEPプログラムが実際に進行すれば、新たなRNEP核バンカーバスター兵器は、RRWがその段階に達する前に、型式標準化され、番号が付与される可能性もある。

選ばれたデザイン

W89弾頭設計は、優勝した LLNL RRW 設計の基礎となった可能性がある。

2007年3月2日、NNSAはローレンス・リバモア国立研究所のRRW設計がRRWの初期生産バージョンに選定されたと発表した。[ 12 ]

選定理由の一つとして挙げられたのは、LLNLが提案した設計が、過去に地下実験で使用された弾頭の設計とより密接に関連していたことだった。国家核安全保障局（NNASA）長官代行のトーマス・P・ダゴスティーノ氏は、この設計は1980年代に試験発射されたものの、実戦配備には至らなかった設計に基づいていると述べた。[ 13 ]

LLNLの職員は以前、試験済みだが配備には至らなかったW89の設計に基づく設計案の提出を検討していることを報道で示唆していた。[ 14 ] この弾頭は1991年には既にW88弾頭の代替として提案されていた。 [ 15 ] [ 16 ] W89の設計には、不感性高性能爆薬、耐火ピット、高度な起爆装置安全システムなど、当時のあらゆる安全機能が既に備わっていた。W89は、以前のW68核兵器計画で使用されたピットを再利用し、耐熱性を持たせるためにバナジウムで再コーティングして設計されたとも伝えられている。 [ 17 ] W89弾頭は1980年代に試験発射された。[ 15 ] 1986年11月にフェーズ2Aの技術定義とコスト調査、フェーズ3の開発エンジニアリング に入り、 1988年1月にW89という番号が割り当てられた。[ 18 ] 主任設計者のブルース・グッドウィンは、この主設計を「SKUA9」と呼び、何度もテストされたと述べた。[ 19 ]

W89弾頭の設計は、直径13.3インチ（340 mm）、長さ40.8インチ（1,040 mm）で、重量は324ポンド（147 kg）、威力はTNT換算で200キロトン（840  TJ）であった。[ 20 ] 前述のように、試験されたW89設計に固有の主要な安全機能には以下が含まれる。

RRW 設計の変更には、ベリリウム中性子反射体層を別の材料に置き換えること、設計全体の性能マージンを拡大すること、ピット内の核分裂性物質を増やすこと、放射線ケースまたは空洞をより厚くすることなどが含まれると考えられます( 「テラー・ウラム設計: 基本原理」を参照)。

歴史

2006

2006年4月15日のワシントンポスト紙のウォルター・ピンカスの記事[ 23 ]の中で、米国エネルギー省内の核兵器設計機関である米国国家原子力安全局のリントン・F・ブルックス局長は、信頼性のある代替弾頭（RRW）の2つの競合する設計がローレンス・リバモア国立研究所とロスアラモス国立研究所で最終決定されており、2006年11月までにその中の1つの設計が選択され、RRW開発プログラムが2008年度米国政府予算に組み込まれる予定であると発表した。

この記事はRRWに関する以前の説明を裏付けるものであり、同兵器について次のように説明している。

政府当局者によると、次世代の核弾頭は既存のものよりも大型で安定性が高いが、威力は若干低下する。また、テロリストに盗まれた場合でも軍が遠隔操作で無効化できる「使用制御」機能が搭載される可能性がある。

以前の兵器プログラムに基づいて、RRW には設計選択時に数値による兵器指定が割り当てられる必要があります。

2006年12月1日、NNSAは、当初のLLNLとLANLのRRW提案を分析した後、RRWプログラムを進めることを決定したと発表した。[ 24 ] 当時、NNSAの核兵器委員会は、2つの設計のどちらを進めるかを選択していなかった。

2007

2008年度NNSA予算（88ページ）によると、[ 25 ] RRWプログラムは次のように説明されている。

NWCは、2005年5月に開始され2006年11月に完了したRRW実現可能性調査を承認しました。RRW調査の目標は、安全で、セキュリティが確保され、信頼性の高い核兵器備蓄に対する長期的な信頼を維持し、即応性のある核兵器インフラへの移行を可能にする設計を特定することでした。DOEとDoDの合同RRW POGは、2012会計年度のFPU目標を掲げたRRW弾頭の実験室設計コンペを監督する任務を負いました。POGは、核実験なしの認証、設計定義、製造、および初期コスト評価を含む技術的な実現可能性を評価し、提案された候補がRRW調査の目的と要件を満たしているかどうかを判断しました。POGは2006年11月にRRW調査の結果をNWCに提示し、NWCは潜水艦発射弾道ミサイル用のRRWは実現可能であり、フェーズ2Aの設計定義とコスト調査の完了に進むべきであると決定しました。さらに、核兵器委員会は、長期にわたり安全、確実かつ信頼性の高い核抑止力を維持するための戦略としてRRWを採用すべきであると決定し、追加のRRW設計に関する概念調査の開始を指示しました。次のステップには、RRWの詳細設計と予備的な費用見積りを行い、RRW設計が安全性の向上をもたらし、核実験なしで認証が可能であり、費用対効果が高く、備蓄とインフラの変革の両方を支援できることを確認することが含まれます。この調達計画が完了し、核兵器委員会がエンジニアリングおよび生産開発に進むことを決定した場合、実行可能なプログラムを支援するための次年度予算（2009年度～2012年度）が申請されます。

そして（pp 94）[ 25 ]

信頼性の高い交換用弾頭
この増額は、核兵器委員会（NWC）によるRRWのエンジニアリングおよび生産開発段階への移行決定を支援する活動の開始資金となります。活動には、要件の最終決定、材料研究、技術実証、詳細設計、生産プラントとのコンカレントエンジニアリング、そして追加の核実験なしでの認証取得を支援するモデリング、シミュレーション、解析といった設計、エンジニアリング、認証作業が含まれます。

資金は、2006 年度は 2,500 万ドル、2007 年度は 2,800 万ドル、2008 年度は 8,900 万ドルと記載されています。

以前のUC報告書[ 26 ]で定義されているように、核兵器の工学段階は次のとおりです。

  • フェーズ2 = 競争的実行可能性調査。フェーズ2A = DOEがプロジェクトを委託した研究所による設計定義およびコスト調査。フェーズ3 = 開発エンジニアリング（このフェーズの開始時に弾頭に番号が付与される）。フェーズ4 = 生産エンジニアリング。フェーズ5 = 初回生産。フェーズ6 = 量産および備蓄。注：フェーズ1（概念検討）およびフェーズ7（退役）に入るプロジェクトは含まれていません。

したがって、2008年度RRW予算では、RRW設計の1つが承認され、設計定義および費用検討段階に入っていると示されています。ただし、どのRRW設計が選定されたかは明記されていません。

歴史的に、兵器の核シリーズの識別はフェーズ 3 の入り口で割り当てられており、設計が進んでフェーズ 2 を完了し、フェーズ 3 に入る場合、これは 1 ～ 2 年で行われると予想されます。

この設計は、最初の生産ユニット (FPU) を 2012 年末までに納品することを目的としています。

2007年3月2日、NNSAはローレンス・リバモア国立研究所のRRW設計がRRWの初期生産バージョンに選定されたと発表した。[ 12 ]

2008

2008年度国防権限法（HR4986）第3111条は、フェーズ2A以降のRRWプログラムへの資金支出を禁じており、実質的には議会の明確な承認なしにRRWプログラムを進めることを禁じている。第3121条第1項は、追加のプルトニウムコアの製造を回避するため、以前に製造されたプルトニウムコアをRRW弾頭に再利用することを検討することを義務付けている。第3124条は、米国の核拡散防止条約（NPT）へのコミットメントを再確認し、交渉を通じて米国とロシアの軍備削減を相互に促進している。

2009

オバマ大統領の2009年度エネルギー省予算案では、信頼性のある代替弾頭プロジェクトの開発作業を中止することを求めている。[ 27 ]

プログラムに対する批判

RRW計画に反対する人々は、この計画は米国の核兵器の安全性や信頼性を高めることには全く関係がなく、単に新兵器の設計と兵器研究所の雇用維持のための口実に過ぎないと考えている。[ 28 ] [ 29 ]彼らは、国防長官とエネルギー長官が過去9年間、既存の核兵器備蓄が安全かつ信頼できると認定してきたことを指摘する。既存の備蓄は、米国が核兵器実験のモラトリアムに入る前に、広範囲に試験されていた。シドニー・ドレルとジェームズ・グッドビー大使は、「1945年以降1,000回以上の実験に基づく現在の米国の核兵器よりも信頼性が高く、安全で、効果的な、このような未試験の設計で構成された現代の新しい核兵器を想定するには、並外れた想像力が必要である」と述べている。[ 30 ]

批評家たちは、この一見無害に見えるプログラムが米国の国家安全保障に重大な損害を与える可能性があると主張している。彼らは、大規模なRRWプログラムは米国の同盟国だけでなく敵対国も怒らせると考えている。彼らは、イランや北朝鮮といった新興核保有国との外交、そして核物質・核関連機器の秘密取引の抑制に不可欠な核不拡散における国際協力を阻害するのではないかと懸念している。[ 28 ]

参照

参考文献

  1. ^ W68弾頭 globalsecurity.org 2006年9月2日アーカイブWayback Machine 2006年5月3日アクセス
  2. ^ Banthebomb.orgのWarhead Accidents（ 2005年11月27日アーカイブ、Wayback Machineにてアクセス、2006年5月3日）
  3. ^核兵器に関するFAQの爆発物セクション2006年5月3日アクセス
  4. ^ LLNL爆発物事故訓練ウェブページ2007年3月11日アーカイブ、Wayback Machineで2006年5月3日にアクセス
  5. ^原子力発電所の爆発で死亡した3人の遺族が訴訟で敗訴 2007年3月11日アーカイブ、Wayback Machineより1981年10月3日 New York Times、2006年5月3日アクセス
  6. ^国防原子力施設安全委員会 - パンテックス発電所活動報告書 2004年1月16日までの週 2006年5月3日アクセス2006年9月23日アーカイブ、 Wayback Machineにて
  7. ^備蓄爆薬監視における爆発物高濃度は恒常性を示している。科学技術評論、1996年12月。http ://www.llnl.gov/str/pdfs/12_96.2.pdf
  8. ^ JASONグループ、[ピットの寿命]（2006年11月20日）、 http://www.nukewatch.org/facts/nwd/JASON_ReportPuAging.pdfでオンラインで閲覧。Wayback Machineに2007年2月7日にアーカイブ。
  9. ^ Thomas P. D'Agostino の声明 2006年9月22日アーカイブWayback Machine
  10. ^米国議会下院。2006年9月30日を期末とする会計年度におけるエネルギー・水資源開発およびその他の目的のための歳出法案。下院報告書109-275、159ページ。
  11. ^米国エネルギー長官諮問委員会（2005年7月13日）「核兵器複合体インフラタスクフォース報告書：将来の核兵器複合体に関する勧告」（PDF）米国エネルギー省。 2006年5月3日閲覧。
  12. ^ a b信頼性の高い代替弾頭として選択された設計Archived 2007-03-09 at the Wayback Machine、NNSA プレスリリース、2007 年 3 月 2 日。
  13. ^政府、核弾頭の設計を選定、NYタイムズ/AP、2007年3月2日
  14. ^科学者たちが新たな核兵器を夢見るArchived 2016-03-03 at the Wayback Machine、Ira Hoffman、Alameda Times-Star、2006年2月6日。2007年3月2日アクセス
  15. ^ a b米国の核兵器と関連する核実験要件の評価：ブッシュ政権後の分析Archived 2016-03-12 at the Wayback Machine , URCL-LR-109503, RE Kidder, 1991. 2007年3月2日アクセス
  16. ^議会への報告書：米国の核兵器の安全性と関連する核実験要件の評価（Wayback Machineで2016年3月4日にアーカイブ） 、URCL-LR-107454、RE Kidder、1991年、2007年3月2日アクセス
  17. ^パンテックスのピットチューブとピット再利用、『プルトニウム：過去5年間』 2010年10月27日アーカイブ、Wayback Machine、ブルーリッジ環境防衛連盟、2001年、2007年3月2日アクセス
  18. ^カリフォルニア大学1989年核兵器研究所状況報告書2006年5月18日アーカイブ、Wayback Machineより
  19. ^ 「特別レポート：新型核兵器は良い核兵器か？」サイエンティフィック・アメリカン誌。2015年9月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年7月28日閲覧。
  20. ^ Nuclear Weapon Archive（ nuclearweaponarchive.org）のAllbombs.html
  21. ^ Nuclearweaponarchive.orgウェブサイトのPermissive Action Links、2007年3月5日アクセス
  22. ^核兵器の安全保障と安全の原則、Carey Sublette、1997年、 nuclearweaponarchive.org、2007年3月11日アクセス
  23. ^ピンカス、ウォルター（2006年4月15日）「米国、核弾頭の在庫管理見直しへ」ワシントン・ポスト、pp. A01 。 2006年5月3日閲覧。
  24. ^核兵器当局、RRW戦略の推進に合意、2006年12月1日、2007年2月11日アクセス
  25. ^ a b 2008年度NNSA予算Archived 2007-09-11 at the Wayback Machine、2007年2月11日アクセス
  26. ^大学とエネルギー省（DOE）研究所との関係に関する学術評議会特別委員会報告書 2006年5月18日アーカイブ、Wayback Machine、1989年11月21日、2007年2月11日アクセス
  27. ^ www.whitehouse.gov
  28. ^ a b Civiak, Robert (2006年1月). 「信頼性の高い代替弾頭プログラム：新型核兵器への滑りやすい坂道」(PDF) . Tri-Valley CAREs. 2006年5月11日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2006年5月3日閲覧.
  29. ^社説「核科学者の多忙な仕事」ニューヨークタイムズ（2007年1月15日）：A18。
  30. ^ Drell_Goodby_fnl.indd 2006年4月29日アーカイブ、Wayback Machineにて
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