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核能科普知識
武器核查如何判斷是在制造核武器還是核電?
時間:2009年11月09日 來源:本站 作者:本站 點擊量: 分享:

    網(wǎng)易探索11月8日報道 在幾乎所有人都相信伊朗的核計劃目的在于制造核武器時,伊朗堅稱自己只想利用核能發(fā)電。那么,武器核查人員如何才能得到真相呢?我們跟隨他們的腳步,一起分析該國對于鈾,這種地球上最豐富的核材料是如何處理和供給的。

    1磅核燃料所能產生的能量相當于燃燒300萬鎊煤炭。在鈾可以產生能源之前必須對它進行提純,并添加一個不穩(wěn)定的元素:鈾235,當它裂解時會釋放出巨大的能量,這個過程被稱作核裂變。而用作提純的設備通常是氣體離心機,它可以作為有不良企圖的一個跡象提醒武器核查員。

    常規(guī)用途的核反應堆需要3%到5%的鈾-235(其余的都是鈾-238,鈾最常見的同位素)。但是核武器需要的鈾-235濃度至少要達到90%。如果能證實鈾-235的濃度達到后者,那么這將是一個無可辯駁的企圖制造核武器的證據(jù)。

圖:核彈還是能源?離心機通常成三角形堆疊,不同的用途會有不同的布局,這一點也可以提示武器核查員。核武器需要高純的鈾,所以這個三角形會又長又細,而制造能源需要更多的核燃料,因此堆疊的形狀又短又粗。

    圖:核彈還是能源?離心機通常成三角形堆疊,不同的用途會有不同的布局,這一點也可以提示武器核查員。核武器需要高純的鈾,所以這個三角形會又長又細,而制造能源需要更多的核燃料,因此堆疊的形狀又短又粗。

    如何制造核燃料

    第一步:開采

    鈾礦產地主要集中在加拿大,澳大利亞和哈薩克斯坦。礦石被制成鈾粉末并且和氟結合在一起,形成六氟化鈾氣體或結晶。

    第二步:分離

    離心機,從3英尺高的老型號到4層樓高的現(xiàn)代化機器,以每分鐘100,000轉的速度旋轉,鈾原料就被放置在中央的反應室中。由旋轉制造的壓力達到 48.5萬G(重力加速度)。原子量較大的鈾-238逐漸靠近離心機的邊緣,而較輕的鈾-235則保留在中心。結晶的鈾-235被認為是富鈾,其余則是被丟棄的“貧鈾”。

    第三步:提純

    因為U-238和U-235的質量差大約只有一個紙夾的重量的5千萬億分之一,因而僅靠一個離心機是不夠的,它必須通過額外的離心機加以提純。這些離心機是如何連接到一起的呢-這就是所謂的級聯(lián)配置-又一個核物質未來用途的線索。鈾在每一層離心機中被提純,然后被移動到下一層,如此往復。因為核電站所需要的鈾濃度較低,所以離心機的級聯(lián)不需要那么多層,因而看起來會比較短。但是用作核武器的鈾濃度要90%以上,那么離心機自然要又細又長了。

    第四步:壓縮并使用

    低濃縮的核燃料被轉化為固態(tài)的氧化物燃料顆粒,然后放進管道,在核電廠的反應堆核心中產生蒸汽并推進渦輪機轉動。高濃縮鈾被制成金屬塊成為核武器的戰(zhàn)斗部(彈頭)

    常見問題:

    問:全世界有多少鈾濃縮設施?

    答:大約20個,其他一些正在建設中

    問:钚怎么樣?

    答:钚也可以轉化為核燃料,但它比較稀少,因此必須通過貧鈾或者鈾來人工合成。有些國家擁有钚武器,最近朝鮮威脅也要做到這一點。

    問:除了離心機,還有什么可以作為核查人員的線索?

    答:國際原子能機構是一個非政府組織,負責監(jiān)管全世界的核能利用。通過檢查進出核電站的核原料數(shù)量一致來確保沒有核原料被挪作他用,此外檢查人員還可以通過對附近河流,植物的測試來發(fā)現(xiàn)是否有用于核武器級濃度的核物質。

來源:網(wǎng)易探索

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