揭开核的真面纱

日本的海啸让沉寂了一小段时间的核问题再次受到了举世的关注，核辐射的泄漏让所有人类都为之担心。因此引起了许多国家的高度注意和一些不必要的麻烦，这是伊朗和朝鲜核问题以后的再一次巅峰。而我们所说的核问题无非也就是核武器及核电站。那么怎么样才可以区分是核武器还是电站呢？要不武器核查人员怎么能判断一个国家在制造核武器还是在建设核电站？
美国《大众科学》杂志网站载文指出,区别核武、核电的关键要素,是看铀浓缩的情况。很多人认为伊朗核计划的目的是制造核武器,而伊朗称所有核设施只有一个目的——利用核能发电。那么,武器核查人员如何才能了解真相？其考察重点是一个国家对铀的供给和处理方式。

核的能量

　　仅仅约453．6克重的核燃料产生的能量,就相当于燃烧约136万公斤煤炭。在利用核燃料能量之前,必须对铀进行“浓缩”(提纯),提高不稳定同位素——铀235(Ｕ-235)的浓度,这样在核裂变过程中,就会释放出巨大能量。最常见的铀浓缩设备是气体离心机。气体离心机可以提醒武器核查员,核设施内是否存在“不良企图”。

核武器与电站的面纱

　　核电站核反应堆只需3％至5％的Ｕ-235,而要生产核武器,Ｕ-235浓度至少要达到90％。如果发现某个国家的Ｕ-235浓度达到90％,这就是企图制造核武器的铁证。
　　要看穿一个国家是在研制核弹还是在合理利用核能,离心机的布局非常关键,通常布局为三角形层叠,用途不同则布局各异,由此,武器核查员便可“窥一斑而知全豹”。核武器需要高纯度浓缩铀,所以这个三角形会又长又细;制造核电需要更多核燃料,因此堆叠的形状就相对粗短。

核燃料的制造

步骤1:铀开采
　　铀是地球上最丰富的核材料之一,铀矿主要分布在加拿大、澳大利亚和哈萨克斯坦。矿石被浓缩成“铀粉末”(核反应燃料重铀酸铵或重铀酸钠的俗称)并与氟结合形成六氟化铀(ＵＦ6)气体或结晶。
步骤2:铀分离
　　铀原料放置于离心机中央反应室内,高达4层楼以上的离心机以10万转／分钟的速度旋转。如此高速旋转产生的压力,会达到48．5万Ｇｓ(重力加速度)。较重的Ｕ-238原子逐渐靠近离心机的边缘,而较轻的Ｕ-235则保留在离心机中心部位。结晶Ｕ-235被称为“富铀”(浓缩铀),其余的“贫铀”则被丢弃。
步骤3:铀提纯
　　Ｕ-238和Ｕ-235的重量差距极小。研究人员以1克重的纸夹举例,称Ｕ-238和Ｕ-235的重量差距约为纸夹重量的5千万亿分之一,因此,仅靠单个离心机一次分离是远远不够的,必须通过更多离心机加工,才可以分离提纯。这些离心机以“级联配置”连接成一体。因而,“级联配置”成为核物质用途的又一重要线索。铀在一级离心机提纯后,会转送到下一级离心机继续提纯,级级相连。由于核电站所需铀浓度较低,其离心机级联层次较少,因而看起来会比较短。而用作核武器的铀浓度要达到90％以上,其离心机层次更多,级联配置自然显得又细又长。
步骤4:压缩并使用
　　低浓缩核燃料被压缩为固态氧化铀燃料颗粒,然后放进管道,在核电厂反应堆核心中产生蒸汽,进而使涡轮机运转。高浓缩铀被压缩处理成金属块,成为核武器的核心(即核弹头)。

核武器的问答

    问:全世界有多少铀浓缩设施？
　　答:大约20个,还有一些正在建设。
　　问:钚的利用情况如何？
　　答:钚也可以转化为核燃料,但比较稀少,必须通过贫铀或自然铀人工合成。有些国家拥有“钚武器”。
　　问:除了离心机,武器核查人员还有什么线索？
    答:检查人员还可以检查进出核电站的核原料数量是否一致,以此判定核原料是否被挪作他用。另外,检查人员也可以对附近河流和植物进行相关测试,以判定是否存在用于核武器级浓度的核物质。
 

核是双刃剑

    核的研发核的能力如果用于武器将影响我们的家园，让全世界都失去幸福。如果用于能力我们将可以更加美好的创造更加和谐的社会，核的能量大无污染是未来理想的原料，愿我们的人类为了自己也为了他人让有限的大能力用于无限的地球家园保护。
文章来源：新华网