发电需要还是打造核武器?4.5%浓缩铀距原子弹只差足够多的离心机

核武器是一种极具破坏力的武器,比化学炸药释放的能量更大。以10万吨TNT当量估算,杀伤半径可达到3公里以上,可让摧毁一座城市中心街区。目前拥有核武器的国家中处于合法地位的就是五常,拥有核武器的时间在1940至1960年代,那么剩下的都是非法有核国家了。所以说出名要趁早,美苏确定有核地位之后,就向联大提交了不扩散核武器条约草案。合法有核和非法有核的区别在于,合法有核国家可以在战争中使用核武器,非法有核国家一旦使用核武器,就违反了国际法。所以非法有核国家拿着核武器只能用于核威慑,核威慑如果失效,核武器也不能使用。伊朗目前已经将其浓缩铀提升到4.5%,数字高于2015年核协议规定的3.67%上限,不论从哪条国际法看,伊朗只能和平利用核能,如果造出核武器就是非法,不可能变成合法。在伊朗前面还有印度和巴基斯坦,这两国都是非法拥有核武器。

发电需要还是打造核武器?4.5%浓缩铀距原子弹只差足够多的离心机

4.5%的浓缩铀往小了说,这个问题本质上也是属于化学范畴,铀有好几种形式,或者说“同位素”不一样。质子数量相同,都有92个,但是中子数量不一样。根据现有的科学研究,铀-238是自然界中最常见的同位素,它中子数目比质子多,有146个中子,目前,几乎任何天然铀样品都含有这种同位素,比例高达99.3%。

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但如果用于核反应堆,这种浓缩铀的程度是不够的,铀-238不适用于链式反应。铀-235也是一种比较常见的同位素,0.7%的天然铀品中含有它,铀-235的中子有143个,它更加适用于核链式反应。在链式反应中,铀原子的原子核分裂成较小的原子核并释放出中子,这些中子引发其他原子核分裂,又继续释放出中子,这一过程循环往复,释放大量能量。铀浓缩是为把铀-238从铀品中分离出来,这样,铀品中铀-235的比例就比较高。3.67%的浓缩铀意味着铀内含有3.67%的铀-235,4.5%的浓缩铀也是同理。

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提高铀的浓缩度说明他们很快就可以制造核武器了吗?答案是否定的,4.5%浓缩铀可以为运作中的布什尔核反应堆提供动力,但是要想制造核武器,浓缩铀水平必须达到90%。非常先进的离心机才可以将铀浓缩提高到90%,在实验室中,离心机非常常见,把样品放到离心机中,离心机高速旋转样品,由此产生离心力,在离心力作用下,重的和轻的会分离。但是,普通实验室里离心机的离心力不能分离铀-235与铀-238。两种同位素的质量很接近,但又不是一模一样的,而且,铀样品中的铀-235含量极少。

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针对铀浓缩过程先要将铀样品先转化为天然气,大型工业离心机打搅气体,高速使两种同位素分离,最后再分离的气体中提取铀原子。1945年,“小男孩”在日本广岛爆炸,“小男孩”一共使用了62公斤铀-235,也就是137磅。美国发动了全国10%的能源来制造这颗核弹,最早的时候,铀样品重4吨,也就是3600公斤,共有2万人参与炼铀设施的建设,还有1.2万人参与运作。

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虽然4.5%浓缩铀距离核武器还很远,但这是一种信号,下一步可能提升到20%,进一步接近武器级浓缩铀水平。从时间效应上看,只要一点点累积,总有一天会造出核武器,富集浓缩铀就是找足够多的离心机,然后花大量的时间进行浓缩,技术上没有太大的限制,如果离心机足够多,那么造出核武器就是时间问题了。

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