研究多相状态方程的冲击压缩技术

飞机突然撞上山峰，飞鸟卷入喷气发动机的涡轮叶片，陨星撞上人造卫星或行星，打地基时用炸药炸开洞穴，用铁锤打击金属锻造新部件，核爆冲击波摧毁其路径上的建筑或天然物体，在这些人为或自然的事件中，冲击波和撞击产生强烈的脉冲式负载或使外部压力突然增加。对于每个事件，科学家或工程师喜欢预测材料对流体动力学负载的响应，密度会增大多少?材料会被加热吗?会熔化吗?

高能炸药性能——理解有限长度反应区的效应

高能炸药(即能量密度极高的炸药)的作用是驱动核武器初级的内爆。这要求高能炸药的爆炸行为要很精确。因此，精确预测各种条件下能量的释放过程是我们认证核武库中核武器的安定性、可靠性和性能时面临的一个重要问题。本文总结了在研究高能炸药性能问题方面的进展：在复杂的三维几何形状中预测高能炸药的爆轰结果。同时我们也简要介绍了对炸药安定性(意外点火)和可靠性(能重复响应规定的刺激信号)问题的研究工作。

步入极限

LLNL的科学家创造了类似于地核中和其它行星上以及高能炸药爆轰时的极限条件．并在极限务件下研究材抖的各种行为．本文介绍了这些研究及其应用。

金属氢化物阴极放电过程中压力自稳定机制研究

本文描述了一项采用金属氢化物阴极进行气体放电的实验研究，研究了气体放电的压力自稳定(pressure auto-stabilization)效应因素。实验采用的阴极由经过氢饱和的和被氧化物改进的Zr-V合金元件制成，并使其在磁场中进行低压放电。实验研究了近阴极区的等离子体密度分布与电子温度的依赖关系，以及阴极温度模式与放电电流的依赖关系。阴极热平衡数据和氢等离子体的诊断结果表明，在放电的自稳定模式中，保证“电流-压力”反馈的主要因素是离子轰击。对所得结果进行分析表明：各种类型的低压气体放电都能观察到自稳定模式，特别是磁控管(magnetron)低气压放电和反射(Penning)低气压放电存在明显的自稳定模式。但是，存在自稳定模式的低压极限值，实质上取决于放电几何(discharge geometry)。本文得出的结论使建造真空等离子体功率装置成为可能，可以达到自动化程度更高和操作更加简单的目的，而且其产品比同类产品具有更高的气体效率。

美国核武器政策和力量结构的变化

本文介绍了自小布什上台后，美国核武器政策及其军事力量结构的变化情况，并与冷战时期进行了比较。

2003财年美国核武库可靠性、安全性、保安性评估报告

Foster小组提交的美国核武库可靠性、安全性以及保安性评估报告，主要描述了几个重要领域的进展：核武器实验室通过加强独立评估来健全关键武器的评估程序，并且在识别和处理计划的风险方面取得了预期的进步。NNSA接受了加强试验准备的要求，并且制定了在今后3年内将试验准备周期从36个月缩短到18个月的方案。国防部和NNSA进行合作，使核武器委员会充满活力，它们通过核态势评估报告共同定义了“新三位一体”来描述要求的能力。同时恳求国会能够在建立健全管理机制、为满足不确定的未来需求提供更好的选择方案方面继续提供支持。

LLNL 2003年度报告——核武库管理部分

本文介绍了LLNL2003年完成的武库管理工作，包括认证、延寿、钚的相关研究、NIF、先进计算计划等。

QMU和核武器认证

Ray Juzaitis在《以科学为基础的武库维护》一文中描述了目前正在成形的核武器计划的要素。该计划的里程碑就是核武器认证。在本文中，我们的目的就是说明在后试验时代认证核武器的方法。

建立在科学基础上的核武库维护

洛斯·阿拉莫斯国家实验室是世界上第一个核武器实验室。来自不同国家的杰出科学家运用他们最出色的物理、化学、工程和材料科学知识，呕心沥血设计并制造了历史上第一批核弹。在没有任何经验可借鉴的情况下，面对大量的实验仅有极少量的核材料，最终仅有的核材料只够进行一次核试验。科学家们别无选择，只有发挥科学的力量去挑战一个又一个的概念，通过理论、实验、评估和创新这样不断的反复探索，建立对预测的信心。

新的核政策 新的武器 新的危险

本文剖析了布什政府倡导的新的核政策及这种政策影响下美国研发新型武器的动向。指出这将给国际社会带来新的危险．

冲击钚揭示其奥秘

本文介绍了一种测定钚材料在高温高压下行为特征数据的二级气炮，详述了气炮的设计原理和关键技术以及气炮试验结果。

先进武器控制装置的体系结构及要求

该报告介绍了2003财年先进和探索性研究经费资助的先进武器控制装置所做的工作．目前对核武器的要求和其以后的任务与最初建立武库时已经大不相同．现今可用的电子、计算和软件技术为武器系统提供了20年前不能用的，甚至不可能实现的能力．本报告介绍的探索性工作研究怎样在保持或提高现有的核安全性和可靠性标准的同时，对电子系统进行改进，使其适应新任务和新技术。

跟踪拍频的仪器-光子多普勒速度仪

介绍了由利弗莫尔开发的高效费比、易于操作的光子多普勒速度计（PDV），它可以测量拍频，从而推算出快速移动表面的速度，该装置已经应用在利弗莫尔的远程实验场和高能炸药应用装置以及内华迭试验场的大型爆炸实验装置上，目前正在计划将谊诊断装置用在内华达试验场的Ula地下综合体的次临界试验上．同时，它有可能成为JASPER的诊断设施。

DARHT照相机

在洛斯·阿拉莫斯实验室，武器计划科学家们在巨大的PHERMEX机(X射线脉冲高能辐射照相机)上利用X射线对内爆(流体动力学试验)进行辐射照相差不多有40年时间。他们使用胶片来记录PHERMEX产生的单束明亮的X射线闪光。在早期，他们认识到设计单位希望获得X射线动画来更好地理解内爆过程。这样的价值是明显的：

物理技术装置中用于氢同位素工艺的金属氢化物系统

本文综述了使用氢同位素作为工作介质的真空物理技术装置(physical-technical installations，简称为PTI)的供气系统和利用金属氢化物的基本途径和工艺方案。在分析已往的研究和开发成果的基础上，考虑了研究方向，确定借助于金属氢化物，可以解决那些复杂的问题。该问题全面和最彻底的解决方案就是制造一些多功能金属氢化物元件，这些元件包含在真空室工作区的设计组件(design component parts)之内，它们是该装置的易损耗元件(consumer，例如，形成等离子体的阶梯式电极)，由可形成氢化物的材料制成，是一种可逆的低压氢吸收剂。因此，除了可以解决目前亟待解决的、致密的(compact)贮存氢同位素的复杂方案和问题之外，还可进行氢同位素的提纯，以及既能按程序将氢同位素渗入到PTI真空室的工作区，又能保证在各种情况下有效地排气，并且能提高整体装置的多种性能。

功率惊人的Petawatt装置

LLNL Petawatt激光器的强光束具有足够能量，可通过在核子中引发反应使原子分解．激光加速后的电子以接近光速的速度碰撞金靶箔中的核子，产生的γ射线可在其它的金核中撞击出中子，使金元素衰变成其它元素(例如铂元素)．γ射线也能在金靶后面的铀层上积聚，将铀核分解为其它较轻的原子．此外，Petawat激光器还可以用于精密加工及制作超大光栅。

译者的话

1943年，为研制第一枚原子弹，美国政府和加州大学签约，成立了洛斯·阿拉莫斯国家实验室。在随后的岁月里，该实验室和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室、圣地亚国家实验室两个姊妹实验室一道，承担了美国全部热核武器的设计以及部分工程和生产任务。此外，三大实验室还承担了美国核武库的维护任务。

验证库存核武器性能的较好方法

本文介绍了一种验证核系统性能的先进方法：裕度及不确定性量化方法(QMU)。

美国ICF点火计划和惯性聚变能源计划

在过去几年中，惯性聚变研究取得了长足进展。这些进展包括点火装置的建造、广泛的靶概念以及使用激光、离子束和Z箍缩开发聚变能源的集成计划。两个在建的点火装置(美国的NIF和法国的LMJ)都正具备初步的实验能力。LMJ的L几原型机束线和NIF的头四束光将于2003年投入实验。NIF的192条光路将于2009年全部建成，其后不久将可以进行实验。NIF装置上间接驱动实验用的靶科学和靶制造技术正在稳步发展。先进的靶设计可以产生的当量是最初靶设计当量的5到10倍。同时，离子束和z箍缩驱动间接驱动靶科学也有很大进展。利用罗彻斯特大学的Omega激光器，直接驱动靶的研究也取得了很大进展。其中包括使用一个脉冲波形改善靶的性能，据预测该波形只有较小的流体动力学不稳定性。罗彻斯特大学还通过最初的低温内爆实验获得令人鼓舞的结果【1】。之所以大家对快速点火有如此广泛的兴趣，是因为它可以用较低驱动能量实现更高靶增益，可以降低靶的制造要求。大阪的研究人员已经在Gekko Ⅻ Petawatt装置上实现了完美的内爆和加热，同时在Omega激光器上测试了适于快速点火的内爆【2】。目前有许多基础项目，其目的是开发用于IFE的激光和离子束，并且在驱动器、腔、靶制造和靶注入上取得很大的进展。正在开发用于干壁(drywall)腔和直接驱动靶的KrF和二极管泵浦固体激光器(DPSSL)。同时，还在开发用于厚液体保护壁腔和间接驱动靶的重离子感应加速器。

NNSA局长布鲁克斯在参院武装力量委员会战略力量附属委员会的报告

作者在本文中阐述了对美国核政策、核力量和核武器研发的观点及对《核态势评估》的看法，并提出了相关建议。