為了維持足夠的核威懾力，美國部署了數千枚核彈頭，這些彈頭需要定時進行維護和檢測，以保證其安全性和可用性。美國能源部(DOE)國家核安全管理局(NNSA)負責對核彈頭進行保養維護、升級，并研制新彈頭。在2021年財政年度核武器庫存管理計劃總結(2020年的SSMP)中，NNSA介紹了2020年對這些核彈頭進行庫存管理的最新進展以及未來規劃。
1.美國現役核彈頭種類
冷戰結束后，美國一直在縮減其核彈頭的種類，以方便進行維護和升級。截止2020年底，美國的核彈頭儲備主要包括兩種類型的潛射彈道導彈彈頭W76系列和W88，兩種類型的陸基洲際彈道導彈彈頭W78和W87，幾種類型的核炸彈B61系列和B83-1，一個巡航導彈彈頭W80-1。NNSA提交給國會的報告會包括具體的技術細節，但不會對外公布。
圖表：美國現役核彈頭種類
2.2020年主要工作
SSMP總結了2020年DOE/NNSA的國家實驗室、生產設施和安全場所為支持國家安全任務而開展的活動。特別描述了DOE/NNSA會在2030年實現每年生產80個钚彈芯的計劃要求;分別在2025財年和2030財年實現W80-4壽命延長計劃和W87-1現代化計劃的第一個生產單元;并盡快交付B61-12 壽命延長計劃和W88 Alteration 370彈頭的第一批生產裝置。
維護國家核威懾的安全，保障有效性
2020財年，美國DOE/NNSA結束了W76-1壽命延長計劃，提供的W76-2低當量彈道導彈彈頭進行初始部署，并重新啟動了W78替換彈頭(W87-1)計劃的設計活動，該計劃已于2019財年恢復，核安全企業處于冷戰以來最繁忙的時期。隨著幾項核彈頭現代化的進行，DOE/NNSA正在執行前所未有的復雜組件開發和生產工作。近期和全年任務目標包括：
• 交付B61-12核炸彈。
• 交付W88 Alteration 370(更新高爆炸藥)。
• 實現W80-4彈頭壽命延長計劃(LEP)的第一個生產單元，并確保與國防部(DoD)遠程防區外巡航導彈更換計劃保持一致。
• 支持部署陸基戰略威懾并推進W87-1改裝計劃(以前稱為W78替換彈頭)。
• 維持B83-1重力炸彈直到找到合適的替代品。
• 確保戰略核武器部件和構成部件的關鍵材料的持續和可靠供應，包括钚、鈾、鋰、氚和高爆炸藥。
• 提供實驗和計算能力，以支持庫存的年度評估和認證。
主要成就：
• W76-1 LEP在預算內提前完成，通過將彈頭的使用壽命從20年延長到60年，加強了國家的安全和保障。
• W76-2彈頭交付給海軍。W76-1的改進型W76-2支持2018年核態勢評估中要求的低當量海基彈道導彈能力建設。
• W80-4 LEP于2019財年進入第6.3階段，即開發工程。
加強重點科技工程能力建設
DOE/NNSA執行以科學為基礎的庫存管理的三個國家安全實驗室中保持著無與倫比的科學和工程能力。近期和全年任務目標包括：
• 推進必要的創新實驗平臺、診斷設備和計算能力，以確保庫存安全、保障可靠性和有效性。
• 通過提供具有百億億級能力的計算機和現代化核武器代碼庫來實現百億級計算。
• 開發用于次臨界實驗的操作增強能力(高級射線照相和反應性測量)。
• 隨著時間的推移，量化钚老化對武器性能的影響。
• 確保持久、可靠的戰略抗輻射微系統供應。
• 保持最先進的制造技術以支持生產運營。
• 培養支持其他相關需求的戰略合作伙伴計劃，同時提高國家安全實驗室、生產工廠和站點的長期能力。
主要成就：
• DOE/NNSA為其第一臺百億億級超級計算機El Capitan簽署了一份價值6億美元的合同，計劃于2022年底交付，預計2023年在加利福尼亞州利弗莫爾的勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室投入使用，以支持國家核安全局的武器計劃。
• DOE/NNSA批準了次臨界實驗增強能力組合中先進源和探測器(ASD)項目的概念設計和成本范圍。ASD將通過生成高速、高保真X射線圖像來實現更強大的庫存管理計劃次臨界實驗。這種能力將支持彈頭現代化、認證和庫存評估。
• Z機器成功地測量了動態壓縮钚的溫度，該溫度與武器主要性能相關。
• 國家點火裝置的運行使得DOE/NNSA可以完成幾項用于庫存管理的高能量密度科學試驗，包括支持W80-4 LEP的輻射傳輸研究和國家點火裝置上的第一個钚狀態方程實驗，這將使钚實驗能夠提供與钚彈芯壽命相關的信息。
• 開發了表征爆炸物的方法，以支持W80-4 LEP。
核安全基礎設施現代化
DOE/NNSA繼續重構和升級幾大國家實驗室的核武器基礎設施。這些升級對于創建能夠滿足當今和未來美國國家安全任務的機構來說是必要的。近期和全年任務目標包括：
• 對現有基礎設施進行重組，以實施到2030年每年生產80個钚彈芯的計劃。采用的策略是兩個站點的解決方案：
• 從2026年開始，每年在LANL的钚設施生產30個钚彈芯;
• 將SRS的混合氧化物燃料制造設施重新用作薩凡納河廠區钚加工設施的一部分，在2030年期間每年生產50個钚彈芯。
• 通過將濃縮鈾處理能力轉移到現有設施和鈾處理設施中，并延長關鍵的運行壽命，從而逐步消除對田納西州橡樹嶺Y-12國家安全綜合體(Y-12)9212號樓的任務依賴。
• 確保長期進行錒系化學研究和材料表征，并交付化學和冶金研究替代項目。
• 鋰設施現代化。
• 氚設施現代化。
• 使用兩個核反應堆(瓦茨巴1號和2號機組)增加氚的產量以滿足庫存需求。
• 對高爆炸藥和其它核武器組裝基礎設施進行重組。
• 通過U1a綜合設施增強項目和ASD主要設備項目，在U1a綜合設施內提供新的實驗室空間和設備，以增強次臨界實驗能力。
主要成就：
• Y-12鈾加工設施的建設仍按預算和計劃進行。
• NNSA完成了位于新墨西哥州阿爾伯克基的桑迪亞國家實驗室(SNL)設施的工具升級，該設施負責制造集成電路，從而能夠使用當前供應鏈材料進行持續生產。
• 在DOE/NNSA授權全面運營后，美國國家核安全局在德克薩斯州阿馬里洛附近的Pantex工廠新建的高爆炸藥壓制設施生產了第一個高爆炸藥部件。這座占地45,000平方英尺的現代化設施取代了已有50多年歷史的基礎設施，提高了工人的安全性。
• DOE/NNSA開始使用其BUILDER軟件，徹底改變基礎設施和維護的管理，并允許該機構跟蹤核安全機構中3000多座建筑物的狀態。與歷史方法相比，BUILDER可提供更準確、及時、一致、全面和基于風險的基礎設施狀況和成本數據，并將大大改善延期維護的管理。
• NNSA完成了Y-12鋰加工設施的CD-1。
• NNSA完成了SRS氚精加工設施的CD-1。
3.在研新彈頭增加一倍
與之前的計劃相比，NNSA 2020年將新核彈頭計劃的數量增加了一倍，這包括最近報道的W93海軍彈頭，一種新型海射核巡航導彈，以及兩種可能是以前稱之為“可靠替換彈頭”的彈頭等。該計劃表明核武器倡導者充分利用特朗普政府來推動核武器計劃。此外，2020年SSMP通過將計劃公開版本的規模減少近一半并省略以前包含在SSMP報告中的信息，顯著減少了公眾可獲得的有關NNSA核武器活動的信息。
圖表：2020年NNSA計劃列出的新核武器數量是2019年之前計劃的兩倍
2020年SSMP共公布了六種新型核彈頭，其中的四枚是為海軍研發的。首先是特朗普政府《2018年核態勢評估》所倡導的新型核海基巡航導彈(SLCM-N)。國會已經資助了這項武器的研究，國家核安全局計劃在2029年開始生產，但新的拜登政府是否會繼續生產還有待觀察。如果是這樣，該導彈可能配備改進型W80巡航導彈彈頭(可能是W80-5改進型)，用于部署在“弗吉尼亞級”攻擊核潛艇上。
第二個海軍彈頭是W93，它是NNSA于2020年2月宣布的，重要的是，W93并未被列為W76或W88彈頭的替代品，而是作為補充，因此它是美國在研唯一的全新型核彈頭。NNSA正在為W93彈頭尋求2021財年的5300萬美元撥款，比該機構此前認為需要為該武器提供資金的時間早兩年，在2019年3月發布的2020年預算申請中，NNSA估計它需要在2023財年為W93提供資金——5600萬美元。DoD和NNSA的官員表示，W93將與英國計劃的一種新彈頭共享技術。第一個W93生產單元可能于2034年開始生產。
第三個海軍彈頭是潛艇發射彈頭(SLW)，計劃取代W76-1和W76-2。這表明SLW可能具有靈活的當量設置以涵蓋W76-1的中/高當量任務和W76-2的低當量任務;或者他們將生產它的兩個當量版本，而W76-2的任務將會消失。
第四個海軍彈頭是未來戰略海基彈頭(FSSW)，它被列為W88的替代品，W88是目前在Alteration 370計劃下延長壽命的最高當量彈道導彈彈頭。
陸基洲際彈道導彈部隊獲得了一種新彈頭——稱為未來戰略陸基彈頭(FSLW)，用來取代W87。SSMP尚不清楚新彈頭是要取代W87的兩個版本還是僅取代W87-0。W87-1在2040年代仍然有很長壽命，因此它最初可能意味著更換W87-0。
核轟炸機部隊獲得了一種新武器，稱為未來空投彈頭(FAW)。該武器以前稱為B61-13，它是B61-12的后續產品，B61-12將于2021年末開始生產。
新彈頭的重點似乎延續了與冷戰后幾十年不同的趨勢，從簡單地延長現有彈頭的壽命，轉而生產基于顯著修改或具有新軍事能力的新武器。《2018年核態勢評估》取消了《2010年核態勢評估》中對具有新軍事能力的新彈頭的限制。2020年SSMP更公開地證明了在大國競爭背景下能夠快速設計和生產具有“增強軍事能力”和“應對日益增加的威脅”的新型核武器的要求。
例如，根據SSMP，W93將“應對不斷變化的戰略環境”和“提高應對未來威脅的靈活性”。新的未來彈道導彈彈頭將“支持2030年及以后預期的威脅”。同樣，將彈芯產能提高到每年至少80個的部分理由是“全球大國之間的新競爭可能導致威懾要求發生變化。”
總結
美國能源部國家核安全管理局每年都會在其核武器庫存管理計劃總結報告中披露當年有關核武器庫存管理的最新進展，以及對未來的大體規劃。2020年的總結報告確認了W76-2的正式服役，W80-4 LEP已經進入開發工程階段，B61-12即將交付等重要信息。同時還披露了五種替代彈頭計劃，以替代現役所有核彈頭。而W93是全新海軍彈頭，其未來發展將會受到美國內外的廣泛關注。
