蘇聯原子彈計劃（，Sovetskiy proyekt atomnoy bomby）是蘇聯的研發計劃，由約瑟夫維薩里奧諾維奇斯大林下令讓蘇聯在第二次世界大戰期間研發核武器。 雖然蘇聯科學界在 1930 年代期間曾探討過核武器的可能性，甚至近乎撰寫了一個將核武器在 1940 年研發出來的草案，但整個計劃在獲知了美國秘密進行的曼哈頓計劃之後方才啟動。 1949 年 8 月 29 日，蘇聯在哈薩克蘇維埃社會主義共和國塞米巴拉金斯克基地進行首次成功的核武器（RDS1 原子彈）試驗。一個擁有核武器的蘇聯使其敵對的西方國家，特別是美國陷入了前所未有的惶恐之中。 從 1949 年到 1991 年間，蘇聯的核武器計劃一直在積極推進，其核彈頭儲備在 1985 年達到可以與美國相互保證毀滅的地步。 早期工作 背景淵源和根基 早在 1910 年的沙俄時期，就有科學家對放射性同位素展開了獨立研究。 雖然俄羅斯科學院在 1917 年俄國革命和俄國內戰期間學術研究遭遇了眾多困難，但其科學家團隊仍然在 1930 年代為推動蘇聯的物理學研究做出了卓越努力。 早在 1905 年俄國革命之前，礦物學家弗拉基米爾維爾納茨基就多次公開呼籲對俄國的鈾礦藏進行調查，但並沒有人採取他的意見。 這種早期研究均是由各類組織或私人進行資助的。直達 1922 年，彼得格勒（今聖彼得堡）的鐳研究所的成立，這方面的研究才開始走向正軌。 在 20 世紀 20 年代到 30 年代期間，俄國物理學家一直在紐西蘭物理學家歐內斯特盧瑟福運營的卡文迪什實驗室與歐洲同行一起就原子物理學的發展進行聯合研究。著名物理學家喬治伽莫夫與彼得卡皮察也曾在那裡進行學習和研究。 在蘇聯國內，推動核物理學研究發展的是亞伯拉罕約費，他是列寧格勒物理技術研究所的主任。 英國物理學家詹姆斯查德威克對於中子的進一步發現為 LPTI 的專案提供了進一步發展的靈感。俄國物理學家開始向政府進行遊說，藉此希望推動進一步的科學研究。但此時俄國正經歷俄國革命與二月革命，對於科學發展方面幾乎沒有什麼關注。 由於可以從烏赫塔油田的井水中提取到鐳；所以蘇聯早期的研究方向主要集中於鐳的醫學和科學方面研究。 1939 年，德國化學家奧托哈恩發表了他發現的核裂變現象。這個發現使得蘇聯科學家和美國科學家認識到，這種現象可能具有軍事意義。 核裂變現象的發現使得蘇聯科學家也開始對其進行研究，不過其主要研究方向為發電方面，因為此時許多人仍對原子彈的製造可能性持懷疑態度。 早期的研究由雅科夫弗倫克爾（專門研究凝聚態物理學的物理學家）領導，他在 1940 年做了第一個有關裂變過程中核結合能相關的連續介質力學計算。 第二次世界大戰和加速的可行性 在蘇聯科學家的強烈遊說下，蘇聯政府開始成立委員會以負責解決 鈾問題 並調查鏈式反應和同位素分離的可能性。 委員會的工作被德國的入侵所打斷，蘇聯在接下來的四年中陷入戰爭的漩渦之中。 194042 年，在蘇聯空軍服役的蘇聯物理學家格奧爾基弗廖羅夫發現，德國、英國和美國的科學家已經停止發表關於原子核物理學的論文。弗廖羅夫因此推測各國都擁有有關核物理學的秘密研究專案。 1942 年 4 月，弗廖羅夫寫信給斯大林指出美國、英國、德國在核裂變武器上的空白。 在斯大林收到了弗廖羅夫的來信之後，他立刻將蘇聯物理學家從各個軍事部門抽調出來，並授權工程物理學家阿納託利亞歷山德羅夫和核物理學家伊格爾庫爾恰托夫領導開展原子彈專案。在庫爾恰托夫的領導下，第 2 實驗室在莫斯科附近建立。 他在 1942 年底被選為蘇聯原子彈專案的技術主管；他被這項任務的艱鉅性所震驚。 弗廖羅夫隨後被調往杜布納，在那裡他建立了核反應實驗室，重點研究人工合成元素和熱反應。1942 年底，蘇聯國防委員會正式將該計劃委託給蘇聯陸軍，主要的戰時後勤工作則由內務人民委員部負責人拉夫連季貝利亞進行監督。 1945 年，阿爾扎馬斯 16 在莫斯科附近建立，由雅可夫澤爾多維奇和尤里哈里頓進行領導，他們與伊薩克波梅蘭丘克一起進行了有關核燃燒理論的計算。 儘管在早期做出了對核武器研究進行加速的努力。但據歷史學家報告，對於蘇聯科學家團隊來說，使用武器級鈾製造炸彈的努力仍沒有希望。伊格爾庫爾恰托夫曾對製作鈾彈的工作抱有懷疑，但在 NKVD 取得來自英國的資料之後。蘇聯在武器級鈽方面取得了進展。 1945 年廣島與長崎原子彈爆炸徹底改變了蘇聯官方對於核武器專案的看法。 在原子彈爆炸之後，蘇聯政治局立即控制了原子彈專案，並且成立了特別委員會來監督核武器的發展。1946 年 4 月 9 日，蘇聯部長會議建立了第 11 設計局（KB11），致力於繪製第一顆原子彈設計圖。其設計主要基於美國的胖子原子彈，用武器級鈽進行引爆。從那時起，有關該計劃的工作迅速展開，其後的重要成果便是 1946 年 10 月 25 日在莫斯科附近建造的第一座核反應堆。 組織和管理 德國人的幫助 從 1941 年至 1946 年期間，蘇聯外交部進行負責原子彈專案的後勤工作，由外交部長維亞切斯拉夫莫洛托夫控制專案的走向。 然而，由於莫洛托夫的管理不善，該專案停滯不前。 與美國在原子彈專案中的軍事管理不同，蘇聯的原子彈專案完全沒有軍隊的介入，其是由莫洛托夫、拉夫連季貝利亞、格奧爾基馬林科夫和米哈伊爾別爾烏辛等政治人物指導的。 在廣島和長崎的原子彈爆炸後，該計劃的領導層發生了變動。斯大林於 1945 年 8 月 22 日任命拉夫連季貝利亞來負責原子彈專案的推進。 貝利亞領導的新委員會保留了格奧爾基馬林科夫，並增加了尼古拉沃茲涅先斯基和武器人民委員部的鮑里斯萬尼科夫。 在貝利亞的管理下，內務人民委員部將蘇聯的原子間諜送入西方盟國的核計劃之中，以及德國核武器開發計劃中。德國的科學家在戰後被迫向蘇聯的核計劃進行工作。 間諜活動 蘇聯原子彈圈 美國共產主義同情者們在蘇聯駐外特工的幫助下，進行著核間諜與商業間諜的活動。這些活動大大加速了 19421954 年期間蘇聯原子彈專案的進展。 當蘇聯可能會因為德國入侵而戰敗時，這些被招募的美國共產主義同情者表現出更強烈的意願去分享機密資訊。 蘇聯在英國的情報網路幫助了蘇聯在美國進行間諜圈的部署。 控制的的間諜在英、美等國進行了廣泛的間諜活動，其中包括在美國化學工業中進行工業間諜活動和收集來自英國物理學家克勞斯富克斯傳遞的機密資料。 美國理論物理學家西奧多霍爾和英國物理學家克勞斯富克斯傳遞的知識和技術細節，大大縮短了蘇聯第一顆原子彈的研製週期。 1943 年，美國陸軍的維諾那計劃揭露了蘇聯間諜的存在。 最初的熱核武器設計 聚變炸彈的的早期設想來自於間諜活動和蘇聯的內部研究。雖然間諜活動確實有助於蘇聯的研究，但美國早期的氫彈概念有很大缺陷。所以早期的情報很有可能混淆了蘇聯的研究方向，而不是幫助。 早期熱核武器的設想是使用原子彈作為觸發器，為裂變材料和周圍的化學高爆炸物之間的液態氘層提供所需的熱量，以啟動熱核反應。 但很快研究團隊認識到，如果缺乏足夠的熱量和對氘的壓縮，將導致氘的聚變不明顯。 1948 年，安德烈薩哈羅夫的研究小組提出了第二個概念。 這種構型的核彈被稱為 RDS6S。這種想法的熱核武器並不是如今意義上真正的 熱核武器，而是裂變核武器與熱核武器的中間形態。 RDS6S Layer Cake 於 1953 年 8 月 12 日被引爆，西方盟軍將此次實驗稱為 Joe 4。Soviet Hydrogen Bomb Program Atomic Heritage Foundation August 8 2014 Retrieved 28 March 2019 此次實驗產生了 40 萬噸 TNT 的威力，比此前任何一次的實驗威力都要大十倍左右。同時期的美國於 1952 年 11 月 1 日引爆了他們的熱核武器，代號為常春藤麥克。雖然麥克比 RDS6S 的威力更大，但其設計並不如 RDS6S 實用。 在 RDS6S 的試驗成功之後，薩哈羅夫提出了一個升級改型，被稱為 RDS6SD。 這種炸彈被證明是有問題的，它既沒有被建造，也沒有被測試。之後蘇聯研究團隊一直在研究 RDS6T 的概念，但它也被證明是一個死衚衕。 1954 年，薩哈羅夫提出了第三種概念。 第三種概念是利用裂變核武器的輻射波，來引起燃聚變反應，而不是透過熱和壓縮。 KB11 批准了這種新型構型的計劃。新型構型的核武器於 1955 年 2 月 3 日完成，並被命名為 RDS37。 RDS37 於 1955 年 11 月 22 日試驗成功，當量為 160 萬噸 TNT。這個當量幾乎是六年前蘇聯第一顆原子彈的百倍威力，這表明蘇聯可以與美國進行競爭，甚至超越美國。 後勤問題 蘇聯核專案早期階段的最大一個問題是鈾礦，因為蘇聯在專案開始時國內資源有限。蘇聯國內的鈾礦開採可以準確追溯到 1942 年 11 月 27 日。蘇聯的第一個鈾礦在（今塔吉克的城市）建立，到 1943 年 5 月，其年產量為數噸鈾礦。 塔波沙爾是蘇聯眾多鈾礦開採和生產有關的封閉城市中第一個被設立的。 核武器專案的需求量很大。1940 年，美國人在比利時商人埃德加森吉爾（Edgar Sengier）的幫助下，封鎖了剛果、南非和加拿大的鈾礦出口。1944 年 12 月，斯大林將鈾礦專案交給拉夫連季貝利亞進行負責，取消了維亞切斯拉夫莫洛托夫的職責。蘇聯的第一座加工廠建立在塔吉克的契卡洛夫斯克（今布斯通）。 當蘇聯核反應堆 F1 於 1946 年 12 月開始執行時，蘇聯仍然在使用從德國核武器開發計劃中遺留的鈾燃料。蘇聯國內的鈾生產在此時仍供應不足。這些鈾是在比屬剛果開採的。1940 年德國入侵和佔領比利時後，這些礦石落入德國人手中。 蘇聯核計劃的其他鈾來源是東德、捷克斯洛伐克、保加利亞、羅馬尼亞和波蘭的礦場。在戰爭期間，鮑里斯普雷格爾（Boris Pregel）在美國政府的授權下向蘇聯出售了 023 噸的鈾。Time Magazine March 13 1950 最終，蘇聯在本國境內發現了大量的鈾礦來源。 下表為蘇聯核計劃鈾來源數量和出產國：Chronik der Wismut Wismut GmbH 1999 年份 蘇聯 德國 捷克斯洛伐克 保加利亞 波蘭 1945 146 噸 1946 500 噸 15 噸 18 噸 266 噸 1947 1293 噸 150 噸 491 噸 76 噸 23 噸 1948 1825 噸 3212 噸 1032 噸 182 噸 93 噸 1949 2786 噸 7678 噸 1473 噸 303 噸 433 噸 1950 4169 噸 1224 噸 2814 噸 709 噸 636 噸 重要的核試驗 RDS1 RDS1 是蘇聯的第一枚核武器，於 1949 年 8 月 29 日試爆，美國人稱其為 Joe 1。該核彈設計與美國的胖子原子彈非常相似。 RDS2 1951 年 9 月 24 日，RDS2 成功試爆，此次試爆當量為 383 萬噸。這次試驗被中央情報局（CIA）命名為 Joe 2。 RDS3 RDS3 是蘇聯的第三枚核武器。它於 1951 年 10 月 18 日進行試爆，試爆當量為 412 萬噸。美國將此次試驗命名為 Joe 3，這是蘇聯的第一次空投核武器實驗。RDS3 在 10 公里的上空被投放，距離地面 400 米處被引爆。 RDS4 RDS4 是戰術核武器研究的一個分支。首次測試於 1953 年 8 月 23 日開展，採用的空投的方式，此次試驗當量為 28 萬噸。1954 年，在託茨科耶（Totskoye）的 雪球 軍演中也使用了這類核武器。圖 4 轟炸機將核武器空投至模擬戰場，此次軍演共有 4 萬名士兵參加。RDS4 同樣也是世界第一枚中程彈道導彈 R5M 的核彈頭。1956 年 2 月 5 日，搭載了 RDS4 的 R5M 進行了實彈測驗，這是第一次也是唯一一次使用實彈進行測驗。 RDS5 RDS5 製造並測試了兩個不同的版本。 RDS6 RDS6 是蘇聯的第一次氫彈試驗，時間為 1953 年 8 月 12 日。此次試驗被美國人稱為 Joe 4。試爆的當量為 40 萬噸，比以為任何一次試驗的威力都要強上十倍。 在開發威力更大的核武器時，蘇聯將 RDS6 作為了開發基礎，而不是繼續開發全新的 RDS7。最終在 RDS6 的基礎上研製出了 RDS37。 RDS9 RDS9 是 RDS4 的低當量版本，其當量為 103 萬噸。T5 核魚雷便是搭載了此款核武器。1955 年 9 月 21 日，該型核魚雷進行了水下試驗，爆炸當量為 035 萬噸。 RDS37 1955 年 11 月 12 日，蘇聯首次進行了百萬噸級氫彈試驗。此次試驗被稱為 RDS37。Joe 1，Joe 4 和 RDS37 均在哈薩克的塞米巴拉金斯克基地進行測試。 沙皇炸彈（RDS220） 沙皇炸彈是迄今為止最大、最強的熱核武器。試爆當量為 5 千萬噸。這相當於第二次世界大戰中所使用的炸藥總量的十倍。DeGroot Gerard J The Bomb A Life Cambridge Massachusetts Harvard University Press 2005 p 254 它於 1961 年 10 月 30 日在新地島被引爆，設計威力為 1 億噸當量，但是在試爆前削減了當量。雖然沙皇炸彈已經具備實戰化要求，但其並沒有被列裝使用。僅僅作為蘇聯軍事力量的一次示範性演示。據估計，爆炸的熱量可對 100 公里外造成三級灼傷。 秘密城市 在冷戰期間，蘇聯至少建立九個封閉城市，這些城市被稱為 原子格勒（Atomgrads）。 這些地方進行著與核武器有關的研究和開發。在蘇聯解體後，這些城市均被改名（封閉城市時期均以地區 數字的方式命名）。這些城市在法律上仍然是 封閉 的，但其中部分城市允許外國遊客憑特別許可證進入（薩羅夫、斯涅任斯克和澤列諾戈爾斯克）。 冷戰名稱 當前名稱 成立 主要功能 阿爾扎馬斯 16 薩羅夫 1946 武器設計和研究，彈頭組裝 斯維爾德洛夫斯克 44 新烏拉爾斯克 1946 鈾濃縮 車里雅賓斯克 40 車里雅賓斯克 65（後期） 奧焦爾斯克 1947 鈽生產，零部件製造 斯維爾德洛夫斯克 45 列斯諾伊 1947 鈾濃縮，彈頭組裝 託木斯克 7 謝韋爾斯克 1949 鈾濃縮，零部件製造 克拉斯諾亞斯克 26 熱列茲諾戈爾斯克 1950 鈽生產 茲拉託烏斯特 36 三山城 1952 彈頭組裝 奔薩 19 扎列奇內 1955 彈頭組裝 克拉斯諾亞斯克 45 澤列諾戈爾斯克 1956 鈾濃縮 車里雅賓斯克 70 斯涅任斯克 1957 武器設計和研究 環境和公共健康影響 參考資料 Category 曼哈頓計劃 Category1949 年廢除 Category 蘇聯核子武器計畫