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发表于 5.4.2011 10:15:18
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(三)日本的核弹
最近网络世界非常流行一种说法,那就是日本40年来从核电厂的核废料已经获取了大约一百吨的钸足以制造4000枚核弹,日本夸耀有能力在一年内成为拥有上千枚核武器的核大国,也有日本政客夸耀日本的核技术可以一夜之间制造出原子弹。这些论调的基础和重点都在日本拥有大量的钸。
这是不是真的呢?我们今天就来简单地探讨这个问题。
1.世界上有三种核弹:铀弹、钸弹和氢弹。
2.自然界中存在铀,天然铀矿的铀含量>99%是铀238,可以用于核分裂的铀235不到1%。
3.铀235的纯度达到10%以上就可以作为核燃料,但是纯度必须超过90%才能用作核弹。
4.由于铀235与铀238是同位素,它们的化学性质非常相近,提炼高纯度的铀235非常困难、也非常耗费电力,这是阻碍发展铀弹的重要关卡。浓缩铀的方法有两种,一是气体扩散法,二是离心机法。前者的效率高,但是需要很大的厂房成为敌人显著的攻击目标,而且微孔的陶瓷过滤器需要很高的工艺;后者的材料与技术相对比较简单,但是需要数以万计的离心机,效率很低,好处是离心机可以分散在各处,很难被敌人一次摧毁。中国和美国都选择气体扩散法,伊朗和朝鲜则选择离心机法,为的是避开美国和以色列的攻击。
5.自然界中没有钸。作为核弹燃料的钸239是在核反应堆中产生的,因为铀238吸收一个中子就变成钸239。钸239是核弹的核分裂原料,钸弹的爆炸威力(当量)和核子辐射力比相同质量的铀弹都要大。
6.钸是剧毒的元素,只需要微量就可以致命,所以钸弹比铀弹“肮脏”。钸弹虽然比较“肮脏”,但是制造钸弹所需的技术比铀弹简单。
7.在反应炉中产生的钸有很多同位素,科学家至少发现15种钸的同位素,从钸232到钸246,它们都具有放射性,但是它们的半衰期有巨大的差异,譬如钸238是88年,钸239是24,000年,钸240是6,560年,钸241是14.4年。半衰期越短表示越不稳定和放射性越强。在所有钸的同位素中,钸244是最稳定的,它的半衰期是八千两百万年(最长),它经由「阿尔法衰变」成为钸240。
8.这些钸的同位素中只有钸239可以用做原子弹,它也可以用作核反应堆的燃料,所以钸239是钸同位素中最重要也是最有用的。
9.另外一个有用的同位素是钸238,它可以用来生热发电供应深太空探测卫星所需要的电力,这是一项非常重要的应用因为深太空距离太阳太远无法有效利用太阳能。钸238最著名的应用就是在美国太空总署1.35吨重的「加利略深太空探测船」,「加利略号」于1989年10月发射,1995年12月进入环绕木星(太阳系最大的行星)的轨道,2003年09月18日进入木星大气层自毁。「加利略深太空探测船」14年非常成功的科学探测如果没有钸238提供的电力是不可能完成任务的。
10.所有钸的同位素中,只有钸238与钸239在基础理论的研究之外有实际的用途。据说钸240对钸弹的连锁反应是有害的,所以钸弹中钸240的含量不能太高。YST不清楚科学家如何分离钸239与钸240。
11.铀弹所需要的科技比钸弹高,铀弹与钸弹可以用来诱发理论上有无限威力的氢弹。中国的第一颗原子弹就是铀弹而且里面有少量热核元素,当年美国在大气中探测到这些元素的时候就准确判定中国的氢弹不久将试爆。所以同样发展核武器,中国在时间上虽然晚了一点,但是中国的科技起点比美苏都高(aim high and shoot high)。
12.放射性物质透过自然衰变会变为其它物质,所以任何核子武器都有一定的使用期限,过此期限则效果不能保证。制造核武器固然昂贵,保养核武器和销毁核武器同样昂贵,这是为什么苏联解体后有一度连执行缩减核武条约必须销毁核武器所需要的经费都没有。
对日本制造核子武器的论述也有科学家持否定的看法。根据某些核专家叙述的理论,网络上流传日本核弹的说法是没有科学依据的,他们认为日本离开制造核弹还有相当距离。他们最大的理由是日本的核废料再处理工厂一直到三年前才建成,而且由于技术困难直到现在都还没有开始运转。
YST 用朝鲜的核武计划驳斥上面的说法。
朝鲜在2006年10月09日在半岛东北部的舞水端举行了首次地下核子试爆,这是一个钸弹,朝鲜虽然有铀矿但是到目前还没有制造铀弹的能力。朝鲜这个钸弹在核试前二十分钟预先通报中国时表示当量为四千吨炸药,但是美国测出的当量不到一千吨,韩国测出的数值只有四百吨。YST个人认为这是一个部分失败的核试,不论是因为「内爆法」所需要的、高度精确的、同步均匀的点火无法掌握(误差要求小于百万分之一秒),还是因为钸239的提纯度有问题,朝鲜科学家并没有真正跨越最基础的核门坎。
YST 个人认为判断日本现在尚无核弹是有道理的,因为计算机仿真做得再好也必须经过工程验证,但是怀疑日本距离核弹尚有一段距离就不对了。朝鲜的科技比日本差太远了,如果连朝鲜都可以煮出一锅“夹生饭”,日本煮出一锅「好饭」(比美国投掷在长崎的钸弹威力更大)是轻而易举的(绝不需要一年),尤其研发钸弹的主要困难在材料,而材料是日本科技的强项。日本的核废料再处理工厂迟迟不开工一方面固然是官僚所致,另一方面非常可能是因为日本把起点定得很高,就像他们的H2火箭一样。
YST 个人毫不怀疑日本企图通过核电厂燃烧废料的再处理来发展核武器的用心,如果不严格核察与阻止,成功也是必然的,而且来得很快。
日本是侵略性很高的民族,我们决不能因日本人民在核灾害发生后这么有秩序与有礼貌的表现就误判日本政客发展核武器的处心积虑,这是两回事。日本政客与日本人民必须分开处理和个别对待。所以我们一方面对日本核灾害表达深深的同情并给予慷慨的援助,另一方面我们同时也不可放松对日本研发核武器的戒心而且必须进行定期的严格核查。
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