目前有人正在议论第四代核武器，以核武器原理为基础，采用超高能加速器和惯性约束聚变等手段（不受核禁试条约的限制），制造没有剩余辐射的纯干净弹，彻底克服裂变引起的剩余放射性污染的后果，威力也可任意调整，甚至可作为常规武器使用。第四代核武器的基础是民用核科学研究设施，它的扩散受到经济实力、科学技术和综合国力的限制。它的科技创新点抛弃了氢弹的两级模式，它不用裂变能量点火，而是用其他方式的能量点火。如高能炸药、激光束、金属氢、同质异能素等能源，直接引爆纯聚变武器，或引爆反物质武器等。
据报导，美国人正在研究用高能炸药引爆近千吨TNT当量的纯聚变武器。采用炸药驱动套筒压缩磁场，再用磁场压缩氘氘或氘氚燃料的办法，使之达到聚变点火的温度和密度。美国已进行过1000吨爆炸当量的实验。
俄罗斯在磁压缩技术方面是世界领先的，美国在这方面的技术研究与俄罗斯科学家有合作。俄罗斯科学家用炸药直接驱动氘氚等离子体，已获得氘氚反应中子1013个。相对于激光和其他途径，用化爆产生强磁场压缩，寻求惯性约束聚变，是一条比较便宜的途径。也可以用来研究纯聚变武器和小型中子弹。
用多路激光束汇聚在氘氚靶上，产生内爆压缩而引发热核聚变。它既可以研究热核发电，也可以研究纯聚变武器。美国、法国、俄国，都在不惜巨资进行这方面的研究。美国正在研制的“国家点火装置”就是在实验室探求微热核爆炸的装置。装置建造费用加上实验研究费用，其预算可能超过45亿美元。这个装置还可以进行产生金属氢和反物质等物理研究。
氢气在超高压下可由气态转化为固态结晶体，甚至转变为金属氢。已知金属氢的爆炸能力相当于普通高能炸药黑索金的25~35倍，是现阶段化爆能力最强的炸药。显然金属氢具有点燃纯聚变武器的潜力，只是目前技术上尚未获得稳定的能够保存下来的金属氢。
核同质异能素具有比金属氢更高的潜力，高激发态的同质异能素比普通高能炸药储能大百万倍。美国劳仑斯利物摩尔实验室已获得微量同质异能素铪（178Hf），可提供有效的强烈爆炸。核同质异能素以电磁形式放能，放能后元素是稳定的，不产生剩余放射性。它可以作得很小，类似雷管那样去引爆“干净”氢弹。
反物质武器现在还只是一种科学的设想。按照科学理论，任何物质都有它的反物质。二十世纪三十年代初，狄拉克提出反粒子概念，接着发现了反电子（即带正电的电子）。五十年代中期发现了反质子（带负电的质子），至今一直有少数物理学家从事反粒子的研究。1986年美国费米国立加速器研究所，首次在高能加速器磁陷阱中捕获到反质子，年生产水平~1015个。欧洲联合核子研究中心和俄罗斯高能物理所，都在进行反物质的研究和生产。反质子的年生产率大约每2.5年提高10倍。如能保持这个速率，上述实验室到2000年可达年产量~1020个反质子，约1毫克。到2010年就可达到年产1克的水平。反质子能源是物质?反物质的湮灭效应，是所有物质能量转换效率最高的。湮灭之后两者都不存在了，质量全都转换为能量。就像正电子与负电子相撞，变成一道g 光消逝，毫无一点痕迹。表4.2列出几种高含能物质的比能，并给出了它与炸药比能的倍数。
表4.2 含能材料比能比较
材料名称 | 比能(千焦耳/克) | 与炸药相比 |
高能炸药 | ~4 | 1倍 |
核同质异能素 | ~106 | ~百万倍 |
铀-235裂变反应 | ~8×107 | 2千万倍 |
氘氚聚变反应 | ~3.2×108 | 8千万倍 |
质子–––反质子湮灭 | ~1.8×1011 | 400亿倍 |
目前反物质的研究虽处于基础研究阶段，但其应用前景不可估量。首先是反质子已经在生产了，它可能最先得到应用。一是制造反质子推进系统，大约几百毫克反质子就够了，可用于航天星际飞行。二是用于压缩氢弹的弹芯，只要几微克反质子，就可点燃热核爆炸。三是用以激励极强的X射线激光或g 射线激光。无论是军用还是民用，都有极其广阔的前景。
由上我们可以看出，未来的核武器首先是纯粹的聚变武器，一点裂变反应都不要。甚至炸药也不要，用激光、同质异能素、金属氢等能量密度更高的能源来引爆。再进一步有可能是反质子武器，质子–––反质子效应不是聚变，而是变得啥也没有。但质子就是氢核，到那时烧的燃料是质子、氘、和氚，纯粹是氢的“同胞兄弟”，老大、老二、老三。这才可谓是真正的氢弹。
随着实验室模拟核爆手段的不断完善，高逼真、高分辨、三维、全物理、全过程的建模虚拟实验能力得到提高和发展，必将极大地推动核武器知识的积累和创新。同时随着科学技术的普及和信息社会的发展，关于核武器的新知识也必将很快地为众多的人所知晓。1998年10月，美国三个核武器研究所的所长，在众议院听证会上作证时说，“美国不再能封锁最好的科学技术。”就说明了这一点。核武器的神秘不久将成为过去。
本文摘自《揭开核武器神秘面纱》
经福谦 陈俊祥 华欣生著
清华大学出版社 暨南大学出版社
出版时间：2002年7月
联系客服
