曼哈頓計畫的大多數敘述都講述了美國科學家不懈地競速設計並製造裂變炸彈，最終投向日本。然而，這段歷史中被忽略的一章，是少數物理學家對一種更強大武器設計的執著倡導。他們想像中的「超級」武器，其爆炸能量不僅來自原子核裂變，還來自氘與氚兩種氫同位素的融合。儘管戰時考量使得裂變路徑成為武器的首選，但氫彈很快成為全球核武庫的主力，並持續至今。眾所周知，製造核武器需要鈈或高濃縮鈾，但要達成美國及其他先進核國所部署的現代兩階段熱核彈頭，氘與氚同樣不可或缺。氘在地球海洋中豐富，對核俱樂部而言並非障礙；然而氚是人類已知最稀有的物質之一，必須在核反應爐中生產。若將全球商業用氚濃縮成一塊，重量不超過25公斤，且可輕鬆裝入一個行李袋。
美國現役核彈頭中皆含有氚，其半衰期約12年多，這要求儲存氚氣的容器必須定期補充，進而需要持續生產新氚以補足從現有武器回收的少量氚。氚看似微不足道，卻是現代核武器存在的基石，沒有它就無法維持核威懾，這是美國防禦的根本。
我與國家核安全管理局的同事負責製造構成美國核彈頭的數千種零件與材料。由於許多材料的生產需時數年，我們常需在正式需求發布前，先行開發或準備生產能力。俄羅斯、中國與北韓的核武擴張是否會促使美國核武庫相應擴大尚未明朗，但審慎考量要求此決策不應因缺乏特定材料而受限。基於此，美國正提升氚的生產能力，這一過程展現了美國核武企業的科學創新。
氚於1934年由物理學家歐內斯特·盧瑟福領導的團隊發現。氫-1核含一質子無中子，氫-2（氘）含一質子一中子，而氫-3（氚）含一質子兩中子，故名「氚」源自希臘語「第三」。物理學家早在核武器可行性尚未確定前，就已認識到氚的潛力。1942年，羅伯特·奧本海默召集物理學界權威探討武器設計理論，年輕物理學家埃米爾·科諾平斯基建議在氘氘融合炸彈中加入氚以提升威力。多年後，他的見解才真正震撼世界。
美國於1953年底開始正式生產氚，當時南卡羅來納州薩凡納河場的R反應爐達到臨界。該設施是哈利·杜魯門總統於1950年因應蘇聯核威脅下，命令建造的一系列設施之一。冷戰期間，幾乎所有氚均由薩凡納河的五座專門生產武器材料的反應爐培育。但至1980年代末，隨著美蘇敵對緩和及切爾諾貝利事故後對核設施安全的嚴格審視，最後一座反應爐於1988年停運，美國失去專用氚生產設施。
冷戰反應爐停擺後，能源部採取新策略，透過拆解武器回收氚以滿足需求，這段空窗期長達15年。新策略成本最低，與聯邦擁有的田納西河谷管理局合作，利用沃茲巴核電廠的運作生產氚。該核電廠位於查塔努加與諾克斯維爾間，兩座輕水反應爐供電130萬戶美國家庭。透過對反應爐配置的微調，且不增加用戶負擔，該廠同時滿足國防需求。
關鍵技術是生產氚的可燃吸收棒，約13英尺長，內裝鋰顆粒，插入沃茲巴反應爐的燃料組件中。這些「吸收棒」捕捉過量中子，維持反應爐核心的穩定核反應。通常使用硼或釓作為中子「毒劑」，但改用鋰不僅控制中子，還能在照射過程中產生氚。
這些棒由太平洋西北國家實驗室設計，該實驗室負責研發與優化製造流程，並定義材料性能實驗。實驗膠囊在愛達荷國家實驗室的反應爐中照射，材料則由全美多家私企供應。
製成後，棒子插入沃茲巴反應爐，經過18個月運轉後，商業供應商將其運至薩凡納河場，提取純化氚，用於多項國家安全用途，最重要的是核彈頭內儲存氚氣的「氣體轉移系統」。
2007年沃茲巴首次收穫氚僅223克。為滿足庫存需求，能源部2015年設定目標，至2025年兩座反應爐每18個月生產2800克氚，後調升至2027年3300克，並提前兩年達標。2025年春，工程師預計下一次產量將達約3400克（精確數據待提取後公布，並將列為機密）。此成就展現了核工程創新，對未來核武庫意義重大。
氚產量受多種因素影響：插入反應爐的吸收棒數量、容差、提取過程等。提升產量最快且最有效的方法是增加棒數，但這並不簡單。棒在核心的配置極為重要，且為容納更多棒，鈾濃縮度與棒與燃料組件比例需調整。反應爐主要供應商業電力，必須確保田納西河谷管理局獲得足夠電力，核武庫獲得氚，雙方皆滿意。
沃茲巴反應爐原已接近最大棒數限制，經核管會審核同意增加插入數量。棒本身也有所改良，增加鋰含量可產生更多氚，但氚累積過多會導致棒破裂。多年運作經驗顯示棒可承受比原先預期更高的氚累積，允許添加更多鋰，促成近期高產量。設計者樂觀預期兩座反應爐18個月週期的產量可達5800克。
提升氚供應不僅靠生產技術，所用反應爐燃料必須符合特定條件。作為《核不擴散條約》五個被允許擁核國之一，美國僅使用國內濃縮鈾生產氚，並向外國供應商保證燃料僅用於和平目的。此政策避免鼓勵他國發展武器能力，促使其遵守條約義務，且確保供應鏈獨立，避免海外干預。美國核武庫對氚的需求推動了確保足夠合規核燃料的積極努力。
能源部已確認有足夠未受限制的燃料支持沃茲巴反應爐運作至2040年代初。這些燃料多為高濃縮鈾「廢料」，經降濃縮後用於反應爐。同時，能源部正重建國內鈾濃縮技術，該技術自1992年起停用。未來燃料將供應低濃縮鈾用於氚生產及高濃縮鈾供海軍核動力艦隊。
核威懾極為脆弱，若無穩定氚生產，美國核武庫將逐漸衰退，無論政策如何。這也使產能成為對抗競爭者的籌碼。面對與俄羅斯、中國的核競爭，美國領導人需多種選項：擴充、對沖、調整核姿態等。這些選項僅在產業基礎具備擴展能力時存在。更重要的是主權，因氚生產依賴未受限制的國內濃縮鈾，供應鏈獨立成為戰略變數，燃料政策即是威懾政策。
未來，氚在民用與軍事領域的需求必將增加。民間使用目前每年僅數百克，受限於高昂成本。氚商業價格約每克3萬美元，一盎司約85萬美元，遠高於黃金的5200美元，因此僅用於特定發光用途，如槍械瞄準器、高級手錶錶盤及交通標誌夜間照明。但其潛力巨大。
氚最具前景的經濟用途或非昂貴手錶，而是無限低碳能源的可能性。商業規模核融合反應爐將消耗遠超現有氚量，需在培育技術上取得突破。儘管技術與經濟挑戰巨大，核領域研究者正積極推進氚科學。
例如，薩凡納河國家實驗室正改進氚生產系統與流程，並研究氚使用效率，以支持融合能源廠。從純商業用途到國土防衛能力，氚生產能力將成為國家最雄心勃勃的經濟與安全計畫核心。當前，氚的主要用途仍是核武器中的融合燃料。
俄羅斯與中國的核擴張是否需美國擴大核力量尚未定論，但跡象顯示此舉可能必要。2023年戰略姿態委員會認為，現有核現代化計畫「必要但不足」以同時威懾兩個核近似強國。國家領導人評估未來威懾需求時，核企業不應限制其決策空間。建構擴大庫存所需戰略材料的生產能力，將最大化美國在新核時代的政策選擇，也向敵手表明這場戰略競爭美國絕不打算輸。
奧黛麗·貝爾迪奧任職國家核安全管理局防禦計畫辦公室首席助理副管理員，負責現代化美國核武庫戰略材料與零件的生產。