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揭開核的真面紗

日本的海嘯讓沉寂了一小段時(shí)間的核問題再次受到了舉世的關(guān)注，核輻射的泄漏讓所有人類都為之擔(dān)心。因此引起了許多國家的高度注意和一些不必要的麻煩，這是伊朗和朝鮮核問題以后的再一次巔峰。而我們所說的核問題無非也就是核武器及核電站。那么怎么樣才可以區(qū)分是核武器還是電站呢？要不武器核查人員怎么能判斷一個(gè)國家在制造核武器還是在建設(shè)核電站？
美國《大眾科學(xué)》雜志網(wǎng)站載文指出,區(qū)別核武、核電的關(guān)鍵要素,是看鈾濃縮的情況。很多人認(rèn)為伊朗核計(jì)劃的目的是制造核武器,而伊朗稱所有核設(shè)施只有一個(gè)目的——利用核能發(fā)電。那么,武器核查人員如何才能了解真相？其考察重點(diǎn)是一個(gè)國家對鈾的供給和處理方式。

核的能量

　　僅僅約453．6克重的核燃料產(chǎn)生的能量,就相當(dāng)于燃燒約136萬公斤煤炭。在利用核燃料能量之前,必須對鈾進(jìn)行“濃縮”(提純),提高不穩(wěn)定同位素——鈾235(Ｕ-235)的濃度,這樣在核裂變過程中,就會釋放出巨大能量。最常見的鈾濃縮設(shè)備是氣體離心機(jī)。氣體離心機(jī)可以提醒武器核查員,核設(shè)施內(nèi)是否存在“不良企圖”。

核武器與電站的面紗

　　核電站核反應(yīng)堆只需3％至5％的Ｕ-235,而要生產(chǎn)核武器,Ｕ-235濃度至少要達(dá)到90％。如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)國家的Ｕ-235濃度達(dá)到90％,這就是企圖制造核武器的鐵證。
　　要看穿一個(gè)國家是在研制核彈還是在合理利用核能,離心機(jī)的布局非常關(guān)鍵,通常布局為三角形層疊,用途不同則布局各異,由此,武器核查員便可“窺一斑而知全豹”。核武器需要高純度濃縮鈾,所以這個(gè)三角形會又長又細(xì);制造核電需要更多核燃料,因此堆疊的形狀就相對粗短。

核燃料的制造

步驟1:鈾開采
　　鈾是地球上最豐富的核材料之一,鈾礦主要分布在加拿大、澳大利亞和哈薩克斯坦。礦石被濃縮成“鈾粉末”(核反應(yīng)燃料重鈾酸銨或重鈾酸鈉的俗稱)并與氟結(jié)合形成六氟化鈾(ＵＦ6)氣體或結(jié)晶。
步驟2:鈾分離
　　鈾原料放置于離心機(jī)中央反應(yīng)室內(nèi),高達(dá)4層樓以上的離心機(jī)以10萬轉(zhuǎn)／分鐘的速度旋轉(zhuǎn)。如此高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力,會達(dá)到48．5萬Ｇｓ(重力加速度)。較重的Ｕ-238原子逐漸靠近離心機(jī)的邊緣,而較輕的Ｕ-235則保留在離心機(jī)中心部位。結(jié)晶Ｕ-235被稱為“富鈾”(濃縮鈾),其余的“貧鈾”則被丟棄。
步驟3:鈾提純
　?。?238和Ｕ-235的重量差距極小。研究人員以1克重的紙夾舉例,稱Ｕ-238和Ｕ-235的重量差距約為紙夾重量的5千萬億分之一,因此,僅靠單個(gè)離心機(jī)一次分離是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須通過更多離心機(jī)加工,才可以分離提純。這些離心機(jī)以“級聯(lián)配置”連接成一體。因而,“級聯(lián)配置”成為核物質(zhì)用途的又一重要線索。鈾在一級離心機(jī)提純后,會轉(zhuǎn)送到下一級離心機(jī)繼續(xù)提純,級級相連。由于核電站所需鈾濃度較低,其離心機(jī)級聯(lián)層次較少,因而看起來會比較短。而用作核武器的鈾濃度要達(dá)到90％以上,其離心機(jī)層次更多,級聯(lián)配置自然顯得又細(xì)又長。
步驟4:壓縮并使用
　　低濃縮核燃料被壓縮為固態(tài)氧化鈾燃料顆粒,然后放進(jìn)管道,在核電廠反應(yīng)堆核心中產(chǎn)生蒸汽,進(jìn)而使渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。高濃縮鈾被壓縮處理成金屬塊,成為核武器的核心(即核彈頭)。

核武器的問答

    問:全世界有多少鈾濃縮設(shè)施？
　　答:大約20個(gè),還有一些正在建設(shè)。
　　問:钚的利用情況如何？
　　答:钚也可以轉(zhuǎn)化為核燃料,但比較稀少,必須通過貧鈾或自然鈾人工合成。有些國家擁有“钚武器”。
　　問:除了離心機(jī),武器核查人員還有什么線索？
    答:檢查人員還可以檢查進(jìn)出核電站的核原料數(shù)量是否一致,以此判定核原料是否被挪作他用。另外,檢查人員也可以對附近河流和植物進(jìn)行相關(guān)測試,以判定是否存在用于核武器級濃度的核物質(zhì)。
 

核是雙刃劍

    核的研發(fā)核的能力如果用于武器將影響我們的家園，讓全世界都失去幸福。如果用于能力我們將可以更加美好的創(chuàng)造更加和諧的社會，核的能量大無污染是未來理想的原料，愿我們的人類為了自己也為了他人讓有限的大能力用于無限的地球家園保護(hù)。
文章來源：新華網(wǎng)