
テラー・ウラム設計は、水素爆弾としても知られる熱核兵器の技術的概念である。この設計は、核分裂を起こした一次核から放出される熱X線を利用して二次核を圧縮し、核融合反応を誘発する放射線爆縮の原理に基づいている。これは、ブースト型核分裂兵器における核融合のより単純な設計と利用方法とは対照的である。
この設計は、もともと1951年1月に米国の核兵器計画のためにこの概念を考案した科学者エドワード・テラーとスタニスワフ・ウラムにちなんで名付けられましたが、その後、彼らの個々の役割については議論されています。1951年5月の米国のグリーンハウス・ジョージ実験は、世界初の人工熱核融合であり、放射線爆縮原理を実証しました。米国は、1952年の非常に高出力のアイビー・マイク実験で、初めて「真の」テラー・ウラム設計をテストしました。この設計は、少なくともさらに4つの政府のために働く核兵器科学者チームによって独自に考案され、テストされました。1955年のソビエト連邦(RDS-37)、1957年の英国(オペレーション・グラップル)、1966年の中国(プロジェクト639)、1968年のフランス(カノープス)です。[ 1 ]インド、 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]イスラエル、[ 7 ] [ 8 ]または北朝鮮[ 9 ] [ 8 ]が多段階兵器を保有しているかどうかを判断するのに十分な公開情報はありません。パキスタンは多段階兵器を開発したとは考えられていません。[ 5 ] [ 10 ]テラー・ウラム設計は、 1メガトンを超えるすべての核兵器実験の基礎となっています。

核分裂装置のエネルギーを利用して核融合反応を開始するというアイデアは、1941年後半、イタリアの物理学者エンリコ・フェルミが同僚のエドワード・テラーに初めて提案したもので、これは後にマンハッタン計画となるもので、第二次世界大戦中に米国と英国が最初の核兵器を開発するために行った取り組みである。テラーはその後すぐに、1942年にカリフォルニア大学バークレー校で開催されたロバート・オッペンハイマーの核分裂爆弾開発に関する会議に参加し、そこで議論を、まだ開発されていない核分裂兵器よりも何倍も強力な「スーパー」爆弾を作るというアイデアへと導いた。テラーは、核分裂爆弾を作ることは単なる工学的な問題に過ぎず、「スーパー」爆弾の方がはるかに興味深い理論的な課題を提供すると考えていた。
戦争の残りの期間、努力はまず核分裂兵器の開発に集中した。それにもかかわらず、テラーは「スーパー」の研究を続け、彼が働いていた秘密のロスアラモス研究所で割り当てられた核分裂兵器の仕事を怠るほどだった。(テラーが拒否した仕事の多くは、後にソ連のスパイであることが判明したクラウス・フックスに与えられた。[ 11 ]: 430)テラーは「スーパー」を研究するためのいくつかのリソースを与えられ、不透明度に関する骨の折れる計算を手伝ってもらうために友人のマリア・ゲッパート=マイヤーに連絡した。しかし、「スーパー」は捉えどころがなく、計算は困難だった。核分裂反応と核融合反応の特性はサイクロトロンで研究できた。核分裂爆発の伝播は、原子炉と臨界集合体実験の助けを借りて研究できた。しかし、熱核融合やプラズマ点火の極端なケースは、核実験(最終的にはグリーンハウス・ジョージ)によってのみ達成可能と考えられていたが、その正当性は欠如していた。その間、研究は時間のかかる手動計算と初期のコンピュータENIACによって進められた。[ 12 ]

トリニティ実験を目撃していたにもかかわらず、日本の原爆投下後、ロスアラモスの科学者たちは、この兵器の影響がどれほど壊滅的であったかに驚いた。[ 13 ]: 35 多くの科学者は、最初の原子爆弾の数千倍も強力な兵器を作るという考えに反発した。科学者にとって、問題は部分的には技術的なものであった。兵器の設計はまだかなり不確実で実用的ではなかった。そして部分的には道徳的なものであった。彼らは、そのような兵器は多数の民間人に対してのみ使用でき、したがって大量虐殺の兵器としてのみ使用できると主張した。テラーの同僚であるハンス・ベーテ(恒星核合成、つまり恒星で起こる核融合を発見した人物)のような多くの科学者は、米国はそのような兵器を開発してソビエト連邦に見せしめを与えるべきではないと主張した。テラーやバークレーの物理学者アーネスト・ローレンス、ルイス・アルバレスなど、この兵器の推進者たちは、このような開発は避けられないものであり、特にソ連がそのような兵器を開発する可能性が高い状況で、アメリカ国民にそのような保護を拒否することは、それ自体が不道徳で賢明でない行為であると主張した。また、オッペンハイマーのような人々は、既存の核分裂性物質の備蓄は、少数の巨大な「スーパー」の開発に浪費される可能性があるよりも、戦術核兵器の大規模な兵器庫の開発に費やす方が良いと考えていた。[ 14 ]
いずれにせよ、終戦時にロスアラモスにいた7,100人の科学者と関連スタッフのうち約5,500人が大学や研究所の以前の職に戻るために去ったため、ロスアラモスでの作業は大幅に減速した。[ 13 ]: 89-90 1946年にロスアラモスでスーパー核融合炉建設の実現可能性を検討する会議が開催され、実現可能であるとの結論が出されたが、その結論に反対する者も多数いた。[ 13 ]: 91
1949年8月、ソ連が独自の原子爆弾(米国では「ジョー1 」と名付けられた)を爆発させたとき、西側の分析家たちは不意を突かれ、その後数ヶ月にわたり、米国政府、軍、科学界では、はるかに強力な超原子爆弾の開発を進めるべきかどうかについて激しい議論が交わされた。 [ 13 ]: 1-2 1950年1月31日、ハリー・S・トルーマン米大統領は水素爆弾開発計画を命じた。[ 11 ]: 406-408
多くの科学者がロスアラモスに戻り、「スーパー」計画に取り組んだが、最初の試みは依然として実現不可能に思えた。「古典的なスーパー」では、核分裂爆弾の熱だけで核融合物質に点火すると考えられていたが、それは不可能であることが判明した。しばらくの間、多くの科学者は、この兵器自体の製造は不可能だと考え(そして願って)いた。[ 13 ]: 91
テラー・ウラムの画期的な発見の正確な経緯は、多くの矛盾する個人的証言や、真実に近いものを明らかにする文書が引き続き機密扱いされていることなどから、完全には解明されていない。以前の「スーパー」モデルでは、核融合燃料を核分裂の「起爆装置」の周囲(球状の配置)または中心部(「ブースト」型兵器と同様)に配置していたようで、燃料が核分裂爆発に近いほど、発生する熱の力で核融合燃料に点火する可能性が高くなることを期待していた。
1951年、「スーパー」の開発に長年苦労した後、ポーランドからの亡命数学者スタニスワフ・ウラムの画期的なアイデアがテラーに採用され、メガトン級水素爆弾の最初の実用的な設計へと発展した。現在「段階的爆縮」と呼ばれるこの概念は、1951年3月9日にテラーとウラムによって機密扱いの科学論文「 異種触媒爆発について I. 流体力学的レンズと放射ミラー」[注1 ] [ 15 ]で初めて提案された。後に「テラー・ウラム設計」として知られるようになったものへのウラムとテラーそれぞれの貢献度は、公には明確には知られていない。テラーに対する同時代の評価は、彼らがテラーを一般的にどれほど高く評価していたかとほぼ一致している。1999年のサイエンティフィック・アメリカン誌のインタビューで、テラーは記者に次のように語っている。
私は貢献しましたが、ウラムは貢献していません。このようなぶっきらぼうな答え方をしなければならなかったことを申し訳なく思います。ウラムは古いやり方に当然不満を抱いていました。彼は私が既に練り上げていたアイデアの一部を持って私のところに来ましたが、それを人々に聞いてもらうのに苦労していました。彼は論文に署名する意思がありました。しかし、その論文を擁護し、実際に作業を行う段階になると、彼は拒否しました。彼は「私はそれを信じていない」と言いました。[ 16 ]

この問題は議論の的となっている。ベテは「熱核プログラムの歴史に関する覚書」(1952年)の中で、テラーを「熱核反応への全く新しいアプローチ」の発見者として挙げ、それは「ひらめきの問題」であり、「したがって予測不可能」で「ほとんど偶然」であったと述べている。[ 17 ] 1954年のオッペンハイマー公聴会で、ベテは水素爆弾の発明におけるテラーの「天才的なひらめき」について語った。[ 18 ] そして最後に、1997年にベテは「決定的な発明は1951年にテラーによってなされた」と述べた。[ 19 ]
他の科学者( J・カーソン・マークなど、テラーに敵対的な科学者)は、ウラムのアイデアがなければテラーはこれ以上近づくことはなかっただろうと主張している。核兵器設計者のテッド・テイラーは、基本的な段階的および圧縮のアイデアはウラムによるものだと明言し、テラーには流体力学的圧力ではなく放射線の重要な役割を認識した功績があると認めた。[ 20 ]
プリシラ・ジョンソン・マクミランは著書『J・ロバート・オッペンハイマーの破滅:そして現代の軍拡競争の誕生』の中で、テラーはウラムの「役割を隠蔽」しようとし、「放射線爆縮」だけがテラーのアイデアだったと述べている。テラーは、特許申請にはウラムの署名が必要だという理由で、署名を拒否するに至った。トーマス・パワーズは、「もちろん爆弾設計者たちは皆真実を知っており、多くはテラーを科学界で最も卑劣で軽蔑すべき犯罪者、功績泥棒だと考えていた」と書いている。[ 21 ]
テラーはマスコミで「水素爆弾の父」として知られるようになったが、彼はその称号を否定しようとはしなかった。テラーの同僚の多くは、彼が自分が関わっただけのことで全功績を独り占めしているように見えることに苛立ちを感じていた。これに対し、エンリコ・フェルミの励ましもあり、テラーは「多くの人々の働き」と題する記事を執筆し、 1955年2月にサイエンス誌に掲載された。この記事では、兵器の開発に自分が一人で携わったわけではないことを強調している(彼は後に回顧録で、1955年の記事で「善意の嘘」をついたと書き、兵器の発明の功績はすべて自分が受けるべきだと示唆している)。[ 22 ]水素爆弾プロジェクトにも参加していたハンス・ベーテはかつて、「歴史のために、ウラムが種を提供したので父であり、テラーが子供と共にいたので母であると言う方がより正確だと思う。私としては、助産婦といったところだろう」と述べている。[ 23 ]: 166

テラーとウラムの画期的な発見(詳細は未だに機密扱い)は、兵器の核分裂部分と核融合部分を分離し、核分裂爆弾から発生する放射線を利用して核融合燃料を圧縮してから点火するという方法だったようだ。一部の情報源によると、ウラムは当初、一次核分裂によって発生する衝撃波で二次核分裂部分を圧縮することを提案し、その後、一次核分裂部分からの放射線でそれが可能であることに気づいたのはテラーだった(そのため「放射線爆縮」と呼ばれる)。しかし、圧縮だけでは不十分であり、一次核分裂部分と二次核分裂部分を分離して爆弾を段階的に作動させるというもう一つの重要なアイデアは、ウラムが単独で考案したものと思われる。この設計の洗練さは多くの科学者を感銘させ、以前は実現可能性を疑問視していた者でさえ、これは必然であり、米国とソ連の両国によって開発されるだろうと確信するに至った。当初はこの計画に反対していたオッペンハイマーでさえ、このアイデアを「技術的に素晴らしい」と評した。 1951年のグリーンハウス作戦における「ジョージ」の発射は、非常に小規模ながら初めて基本概念を検証したものであり(そして、このシリーズの次の発射である「アイテム」は、初のブースト型核分裂兵器であった)、この概念が機能するという期待をほぼ確実なものにまで高めた。
1952年11月1日、テラー・ウラム構成がエニウェトク環礁の島に向けて発射された「アイビー・マイク」で試験され、 10.4メガトンTNT(44ペタジュール)の威力(第二次世界大戦中に長崎に投下された原爆の450倍以上)を発揮した。ソーセージと呼ばれるこの装置は、特大の核分裂爆弾を「起爆装置」として使用し、20ショートトン(18トン)の極低温装置によって液体状態に保たれた液体重水素を核融合燃料として使用し、総質量は約80ショートトン(73トン)であった。当初は報道管制が試みられたが、すぐに米国がメガトン級の水素爆弾を爆発させたことが発表された。

核融合燃料を液体状態に保つために必要な複雑な冷凍設備のため、「アイビー・マイク」装置は重すぎ、複雑すぎたため、実用には適さなかった。米国で初めて実戦配備可能なテラー・ウラム兵器が開発されたのは1954年で、「アイビー・マイク」装置の液体重水素燃料を重水素化リチウムの乾燥燃料に置き換え、「キャッスル・ブラボー」実験で試験された(この装置は「シュリンプ」というコードネームで呼ばれていた)。固体重水素化リチウムは予想をはるかに上回る性能を発揮し、1954年に爆発した「キャッスル・ブラボー」装置は予想の2.5倍の威力(15メガトン(63ペタジュール)で、米国が爆発させた爆弾としては史上最強)を示した。この威力の大部分は、238 Uタンパー[ 24 ]は深刻な放射性降下物を発生させ、予期せぬ気象パターンによりそれが環礁の人口密集地域と大吾福龍丸に乗っていた日本人漁師に運ばれ、米国史上最悪の原子力事故の1つを引き起こした。
当初は数メガトン級の水素爆弾の開発に注力していた米国では、その後、大陸間弾道ミサイルや潜水艦発射弾道ミサイルに搭載可能な小型のテラー・ウラム兵器の開発へと取り組みがシフトした。この点における最後の大きな設計上のブレークスルーは1970年代半ばに達成され、小型の多弾頭独立目標再突入ミサイルの先端に搭載可能なテラー・ウラム兵器が開発された。
ソ連では、独自の水素爆弾開発計画に取り組んでいた科学者たちも、メガトン級の核融合兵器の開発において困難に直面した。クラウス・フックスは水素爆弾設計のごく初期段階(テラー・ウラム構成が完成する前)にロスアラモス研究所に在籍していたため、彼のスパイ情報はほとんど役に立たず、計画に携わっていたソ連の物理学者たちは独自に兵器を開発せざるを得なかった。
ソ連初の核融合設計は、 1949年にアンドレイ・サハロフとヴィタリー・ギンズブルグによって開発されました(ソ連が実用的な核分裂爆弾を保有する以前のことです)。ロシアの層状パイ生地にちなんで「スロイカ」と名付けられ、テラー・ウラム方式ではなく、核分裂性物質とトリチウムを添加した重水素化リチウム核融合燃料を交互に積層した構造でした(これは後にサハロフの「最初のアイデア」と呼ばれるようになりました)。核融合は技術的には実現されましたが、段階式核融合兵器のようなスケーリング特性は持たず、ソ連初の水素爆弾実験であるジョー4は、テラー・ウラム方式よりも大型ブースト型核分裂兵器に近いハイブリッド核分裂/核融合装置とみなされています(ただし、ブースト型核分裂兵器よりも桁違いに多くの核融合燃料を使用しています)。1953年に爆発し、 400キロトン(1,700テラジュール)相当のエネルギーを放出しました ( 15% –スロイカ装置は、核融合によるエネルギーが20%と低かったものの、「アイビー・マイク」装置とは異なり、実際に軍事目標に投下できる兵器であるという利点があったが、広く配備されることはなかった。テラーは1946年には既に同様の設計を提案しており、「アラームクロック」(「スーパー」の研究を「目覚めさせる」ことを意図したもの)と呼ばれていたが、最終的には労力に見合わないと判断され、試作品が開発またはテストされることはなかった。
スロイカ設計を使用してメガトン級の結果を達成しようとする試みは、米国で行われた計算と同様に、ソ連では実現不可能であることが判明したが、最初の核分裂爆弾の20倍の威力を持つ実用兵器としてのその価値は過小評価されるべきではない。ソ連の物理学者たちは、この設計を限界まで押し上げたとしても、せいぜい1メガトンのエネルギーしか生み出せないだろうと計算した。1952年に米国が「アイビー・マイク」装置を実験し、数メガトン級の爆弾が作れることを証明した後、ソ連は別の設計を探し、スロイカ(「第一のアイデア」)の改良に取り組み続けた。サハロフが回顧録で「第二のアイデア」と呼んだものは、1948年11月にギンズブルグが提案した、爆弾に重水素化リチウムを使用し、中性子の照射によってトリチウムを生成するというものだった。[ 25 ] : 299, 314 1953 年後半、物理学者のヴィクトル・ダヴィデンコは、爆弾の一次部分と二次部分を別々の部品として保持する(「段階的」)という最初のブレークスルーを達成した。次のブレークスルーは、1954 年初頭にサハロフとヤコフ・ゼルドヴィッチによって発見され開発されたもので、核融合の前に二次部分を圧縮するために核分裂爆弾からのX 線を使用する(「放射線インプロージョン」)というものである。ソ連ではテラー・ウラム設計として知られていたサハロフの「第三のアイデア」は、1955 年 11 月に「RDS-37 」のショットでテストされ、 1.6 Mt (6.7 PJ)の収量となった。
ソ連が「アイビー・マイク」または「キャッスル・ブラボー」実験のいずれかの放射性降下物データを分析できていれば、核分裂一次反応が核融合二次反応から分離されていたこと、テラー・ウラム装置の重要な部分であること、そしておそらく核融合燃料が爆発前に高圧縮されていたことを判別できたかもしれない。[ 26 ]ソ連の主要な爆弾設計者の一人であるユーリ・ハリトンは後にこう述べている。
当時、ソ連の研究は十分なレベルに組織化されておらず、放射性降下物の試料の放射化学分析によって爆発に使用された物質に関する有用な情報が得られていたにもかかわらず、有益な成果は得られなかった。熱核反応の過程で生成される特定の短寿命同位体間の関係から、熱核燃料の圧縮度を判断できた可能性はあったが、圧縮度がわかったとしても、ソ連の科学者たちは爆発した装置がどのように作られたのかを正確に結論づけることはできず、その設計を明らかにすることもできなかっただろう。[ 27 ]: 20

サハロフは回顧録の中で、彼とダヴィデンコは「マイク」実験から数日後、情報分析のために放射性降下物の粉塵を段ボール箱に保管していたが、アルザマス16(ソ連の兵器研究所)の化学者が誤って分析前に濃縮物を排水溝に流してしまったと述べている。ソ連が放射性降下物データの監視のための組織的なシステムを構築したのは1952年後半になってからのことだった。しかしながら、回顧録には、日本を巻き込んだ国際問題となったアメリカの実験の一つから、サハロフはアメリカの設計がソ連のものよりはるかに優れていることを確信し、アメリカは別の核分裂爆弾を爆発させ、そのエネルギーを何らかの方法で重水素化リチウムの圧縮に利用したに違いないと考えたとも記されている。そして彼は、核融合燃料の球体を圧縮するために、片側での爆発を利用する方法を見つけることに焦点を移した。彼は、X線を集中させることで5%の対称性を実現できることに気づいた。 [ 25 ]
ソ連は1961年10月、巨大で扱いにくいツァーリ・ボンバ(50メガトン(210ペタジュール)の水素爆弾)を爆発させた際に、「段階的」概念の威力を実証した。 エネルギーの97%は核分裂ではなく核融合によるもので、過剰な放射性降下物を防ぐため、実験ではウラン製のタンパーが鉛製のものに交換された。もし「完全な」形で発射されていたら、約100メガトン(420ペタジュール)のエネルギーを放出しただろう。この兵器は技術的には配備可能だった(特別に改造された爆撃機から投下して実験された)が、軍事的には実用的ではなく、主にソ連の軍事力誇示のために開発・実験された。これは、どの国によっても開発・実験された中で最大の核兵器である。
他国におけるテラー・ウラム設計の開発の詳細は、あまり知られていない。いずれにせよ、英国は当初、その開発に苦労し、1957年5月の最初の試み(「グラップルI」実験は計画通りに点火しなかったが、エネルギーの大部分は二次核融合によるものだった)で失敗した。しかし、1957年11月の「グラップルX」実験では2度目の試みで成功し、1.8メガトンのエネルギーを得た。英国によるテラー・ウラム設計の開発は明らかに独立して行われたが、有用であった可能性のある米国の放射性降下物データの一部を共有することが許されていた。メガトン級の装置の爆発に成功し、それによってテラー・ウラム設計の「秘密」を実際に理解した後、米国は英国と核設計の一部を交換することに同意し、これが1958年の米英相互防衛協定につながった。
中華人民共和国は、1967年6月にテラー・ウラム設計を用いた最初の核爆発装置(「第6実験」)を爆発させた。これは、最初の核分裂兵器(これまでに知られている中で最も短い核分裂から核融合への開発)を爆発させてからわずか32か月後のことであり、その出力は3.3メガトンであった。中国の熱核開発計画についてはほとんど知られていない。
フランスが開発したテラー・ウラム設計については、1968年8月の「カノープス」実験で2.6メガトンの装置を爆発させたという事実以外、ほとんど知られていない。
1998年5月11日、インドはシャクティ作戦(具体的には「シャクティI」)で水素爆弾を爆発させたと発表した。[ 30 ]インド以外の分析者の中には、地震計の観測結果を用いて、この実験の威力が30キロトンに近い(インドが発表した45キロトンとは対照的)と指摘し、そうではない可能性を示唆する者もいる。[ 31 ]
しかし、インド以外の専門家の中には、インドの主張に同意する者もいる。ロスアラモス国立研究所の元所長であるハロルド・M・アグニューは、インドが段階式熱核爆弾を爆発させたという主張は信憑性があると述べた。[ 32 ]英国の地震学者ロジャー・クラークは、地震の規模から、合計で最大60キロトンの威力があったと推測され、インドが発表した合計威力56キロトンと一致すると主張した。[ 33 ]米国の地震学者ジャック・エヴァーデン教授は、威力を正しく推定するには、「実験場所間の地質学的および地震学的差異を適切に考慮する必要がある」と常に主張してきた。彼のインドの核実験の威力推定は、インドの推定と一致している。[ 34 ]
インドの科学者たちは、インドの核実験の威力に関する国際的な推定値の一部は非科学的であると主張している。[ 34 ] [ 35 ]
インドは、民間人の被害を避けるために実験の威力を意図的に低く抑えたと述べており、これらの実験に基づいて、最大で約200キロトンまでのさまざまな威力の段階式熱核兵器を製造できると主張している。 [ 34 ]威力が低かったもう一つの理由として、45キロトンを大幅に超える威力から放出された放射能が完全に封じ込められなかった可能性があることが挙げられている。[ 34 ]
低出力の実験でも、二次核爆発が完全に起こらない場合でも一次核爆発の挙動に関する情報が得られるため、熱核能力に影響を与える可能性がある。[ 36 ]
北朝鮮は2016年1月6日に小型熱核爆弾の実験を行ったと主張した。北朝鮮の最初の3回の核実験(2006年、2009年、2013年)は比較的出力が低く、熱核兵器の設計ではなかったようだ。2013年、韓国国防省は北朝鮮が「水素爆弾」の開発を試みている可能性があり、そのような装置が北朝鮮の次の兵器実験になるかもしれないと推測した。[ 37 ] [ 38 ] 2016年1月、北朝鮮は水素爆弾の実験に成功したと主張したが、[ 39 ]実験時に検出されたのはマグニチュード5.1の地震だけであり、[ 40 ] 2013年の6~9キロトンの原子爆弾の実験とほぼ同じ規模だった 。これらの地震記録により、世界中の科学者は北朝鮮の水素爆弾実験の主張に疑問を抱き、非核融合核実験だったことを示唆している。[ 41 ] 2016年9月9日、北朝鮮は5回目の核実験を実施し、その威力は10~30キロトンであった。[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]
2017年9月3日、北朝鮮は、金正恩朝鮮労働党委員長が熱核兵器の弾頭に似た装置を視察している写真が公開されてからわずか数時間後に、6回目の核実験を実施した。[ 45 ]最初の数日間の初期推定値は70~160キロトンであったが[ 46 ][47][48 ] [ 49 ] [ 50 ] 、1週間以上後に250~300キロトン以上に引き上げられた。[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]ジェーンズ・インフォメーション・グループは、主に宣伝写真の視覚分析に基づいて、爆弾の重量は250~360kg (550~790ポンド)であると推定した。[ 55 ]

テラー・ウラム設計は長年にわたり最高機密の核兵器の一つとみなされており、今日でも機密指定の「壁の向こう側」から発信された公式出版物で詳細に論じられることはない。米国エネルギー省(DOE)の方針は、情報漏洩が発生してもそれを認めないことであり、そうすることで漏洩したとされる情報の正確性を認めることになるからだ。弾頭ケーシングの画像は公開されているものの、「物理パッケージ」自体の画像は公開されておらず、この設計に関する公の情報のほとんどは、簡潔な声明と少数の研究者による研究成果に限られている。
ここでは、テラー=ウラム設計の「公的」モデルの形成につながった出来事について簡単に説明し、それらが上述の原則とどのように異なるか、またどのように矛盾しているかについても考察する。
「古典的なスーパー」設計の一般原理は、熱核兵器が初めて実験される前から周知の事実であった。1950年1月にトルーマン大統領が水素爆弾開発の緊急計画を命じた後、ボストン・デイリー・グローブ紙は、架空の水素爆弾の断面図を掲載し、「原子爆弾を単なる『起爆装置』として使用し、水素爆弾の『熱核融合』プロセスを開始するのに十分な熱を発生させる水素爆弾の仕組みに関する想像図」というキャプションを付した。[ 56 ]
熱核兵器の威力の大部分がウラン238タンパーの核分裂(核分裂-核融合-核分裂の原理)に由来するという事実は、キャッスル・ブラボー実験が「暴走」し、当初の推定よりもはるかに高い威力を生み出し、大量の放射性降下物を発生させた際に明らかになった。[ 24 ]
1972年、DOEは「熱核兵器(TN兵器)では、核分裂の『一次』が『二次』と呼ばれる熱核燃料中のTN反応を引き起こすために使用される」という声明を機密解除し、1979年には「熱核兵器では、核分裂爆薬からの放射線を封じ込め、熱核燃料を含む物理的に分離されたコンポーネントを圧縮して点火するためのエネルギーを伝達するために使用できる」という声明を追加した。後者の文については、「この声明のいかなる詳細も機密扱いとなる」と明記した(原文強調)。点火プラグに関連する可能性のある唯一の声明は1991年に機密解除されたもので、「一部の二次には核分裂性物質および/または核分裂性物質が存在するが、物質は特定されておらず、場所も特定されておらず、用途も特定されておらず、兵器も指定されていない」というものである。 1998年、米国エネルギー省(DOE)は、「チャネル内に物質が存在する可能性があるという事実と、『チャネル充填材』という用語について、詳細な説明はない」という記述を機密解除した。これはポリスチレンフォーム(または類似物質)を指している可能性がある。(DOE 2001、セクションVC)
上記の声明が提示されたモデルの一部または全部を裏付けるものかどうかは解釈の余地があり、核兵器の技術的詳細に関する米国政府の公式発表は、過去に意図的に曖昧な表現を用いてきた(例えば、スミス報告書など)。初期の核兵器で使用された燃料の種類など、その他の情報は機密解除されているが、正確な技術情報は公開されていない。
テラー=ウラム設計に関する現在のアイデアのほとんどは、 1979年にエネルギー省が反核活動家のハワード・モーランドによる「水素爆弾の秘密」に関する雑誌記事を検閲しようとした後に一般に知られるようになった。1978年、モーランドは「最後に残された秘密」を発見し暴露することで軍拡競争に注目が集まり、市民が核兵器の重要性や核の秘密に関する公式声明に疑問を呈する力を得られると考えた。モーランドの兵器の仕組みに関するアイデアのほとんどは、入手しやすい情報源から集められたものであり、彼のアプローチに最も影響を与えた図は『エンサイクロペディア・アメリカーナ』からのものだった。モーランドはまた、ロスアラモス研究所の元科学者(テラーとウラムも含まれるが、どちらも有益な情報は提供しなかった)に非公式にインタビューを行い、彼らから情報を引き出すために様々な対人関係の戦略を用いた(例えば、「スパークプラグはまだ使っているのか?」といった質問をするなど。後者の用語が具体的に何を指すのかは知らなかったにもかかわらず)。(モーランド 1981)
モーランドは最終的に、「秘密」とは、一次と二次が分離されており、一次からの放射圧が二次を圧縮してから点火することであると結論付けた。モーランドの目標に反対する教授の手に渡った後、プログレッシブ誌に掲載される予定だった記事の初期草稿がDOEに送られると、DOEは記事の掲載を中止するよう要請し、一時的な差し止め命令を求めた。短い法廷審理でDOEは、モーランドの情報は(1)機密情報源から得られた可能性が高く、(2)機密情報源から得られなかったとしても、 1954年の原子力エネルギー法の「生まれながらの秘密」条項の下でそれ自体が「秘密」情報とみなされ、(3)危険であり核拡散を助長するだろうという点について、モーランドと彼の弁護士はすべての点で意見が合わなかったが、差し止め命令は認められた。裁判官は差し止め命令を認め、モーランドらに控訴を許可する方が安全だと考えたためである。モーランドらは、合衆国対プログレッシブ他(1979年)で控訴した。
DOEの主張は次第に勢いを失い始めた。というのも、DOEが「秘密」だと主張していたデータの一部が、数年前に学生向けの百科事典に掲載されていたことが明らかになったからである。別の水素爆弾の憶測家であるチャック・ハンセンが、モーランドとは全く異なる「秘密」についての独自の考えをウィスコンシン州の新聞に掲載した後、DOEは『プログレッシブ』誌の訴訟は無意味だと主張し、訴訟を取り下げ、同誌が1979年11月に記事を掲載することを許可した。しかし、モーランドはその頃には、爆弾の仕組みについての見解を変え、二次粒子を圧縮するために放射圧ではなく発泡媒体(ポリスチレン)が使用され、二次粒子の中には核分裂性物質の点火プラグも含まれていると示唆していた。彼は、控訴審の審理の一部に基づいて、その変更を1か月後に『プログレッシブ』誌の短い訂正記事として発表した。[ 57 ] 1981年、モーランドは自身の経験について『爆発した秘密』という本を出版し、「秘密」についての結論に至るまでの思考の流れを詳細に説明した。
DOEがモーランドの研究を検閲しようとしたことは、公開された「秘密」資料を認めないという通常の方針に違反した数少ない事例の一つであり、少なくとも部分的には正しいと解釈されているが、どの程度情報が不足しているか、あるいは誤った情報が含まれているかは、確信を持って知ることはできない。多くの国がテラー・ウラム設計の開発に苦労したこと(英国のように設計を理解していた場合でも)を考えると、単純な情報だけで熱核兵器を製造できるとは考えにくい。とはいえ、1979年にモーランドが提唱したアイデアは、テラー・ウラム設計に関する現在のあらゆる憶測の基礎となっている。
{{cite magazine}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)火球半径のスケーリング法則からすると、火球は地面にまで達して地面を飲み込むと予想されるが…実際には、衝撃波が地面に到達し…跳ね返って火球の底部に当たり、…地面との実際の接触を防ぐ。
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