造原子彈的原理早就公開了,為何還有很多國(guó)家造不出來?
答案就三個(gè)字,玩不起。你沒看錯(cuò),就是這三個(gè)字。
隨便在網(wǎng)上搜搜,核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原理、臨界質(zhì)量計(jì)算、原子彈基本結(jié)構(gòu),這些知識(shí)都能輕松找到。
可80多年過去了,全世界真正擁有核武器的國(guó)家屈指可數(shù),連伊朗這樣拼盡全力的國(guó)家,也只能在核門檻外苦苦徘徊。
既然原理這么簡(jiǎn)單,為啥造個(gè)原子彈比登天還難?
其實(shí),造原子彈根本不是技術(shù)問題,而是綜合國(guó)力的極限考驗(yàn)。
技術(shù)天塹
造原子彈核心原材料是鈾235。要造原子彈,必須把鈾-235濃度提高到90%以上,這就是濃縮鈾。
聽起來簡(jiǎn)單,可是要真正造出濃縮鈾,真的是難如登天。
目前最主流的鈾濃縮技術(shù)是氣體離心法。簡(jiǎn)單說,就是把鈾礦石轉(zhuǎn)化為六氟化鈾氣體,然后通入高速離心機(jī)。
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離心機(jī)每分鐘旋轉(zhuǎn)數(shù)萬轉(zhuǎn),邊緣線速度能達(dá)到音速的幾倍,利用鈾-235和鈾-238之間微小的質(zhì)量差進(jìn)行分離。
就這一點(diǎn),很多國(guó)家做不到。
離心機(jī)的核心部件需要用高強(qiáng)度馬氏體鋼制造,軸承必須達(dá)到納米級(jí)精度,全球能獨(dú)立生產(chǎn)這種離心機(jī)的國(guó)家不超過10個(gè)。
中國(guó)當(dāng)年研制原子彈時(shí),蘇聯(lián)撤走專家后,鈾濃縮工廠完全停擺,錢三強(qiáng)等科學(xué)家花了數(shù)年時(shí)間才攻克氣體擴(kuò)散法的關(guān)鍵技術(shù)。
這還只是第一步,離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),需要耗費(fèi)巨大電能。
伊朗曾用1.9萬臺(tái)離心機(jī)苦干10年,才勉強(qiáng)生產(chǎn)出少量武器級(jí)鈾,而維持這些離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),每天的耗電量相當(dāng)于一座中型城市的日常用電總和。
很多小國(guó)連自身電力供應(yīng)都不穩(wěn)定,別說支撐大規(guī)模濃縮設(shè)施了,光是電費(fèi)就能讓政府破產(chǎn)。
更要命的是,濃縮過程需要超長(zhǎng)周期。
上千臺(tái)離心機(jī)串聯(lián)成"級(jí)聯(lián)",連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)月甚至數(shù)年,才能攢出造一顆原子彈的材料。
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期間只要有一臺(tái)離心機(jī)出故障,整個(gè)級(jí)聯(lián)就可能癱瘓。
中國(guó)當(dāng)年為了攻克鈾濃縮難關(guān),王承書、錢皋韻等科學(xué)家隱姓埋名多年,在戈壁灘上建起了亞洲最大的氣體擴(kuò)散廠,用算盤和手搖計(jì)算機(jī)計(jì)算出了關(guān)鍵參數(shù)。
搞定了原材料,還需要一套精密到極致的引爆系統(tǒng),這一系統(tǒng)差之毫厘,謬以千里。
炸藥必須在萬分之一秒內(nèi)同時(shí)起爆,誤差不能超過幾微秒。
如果有一個(gè)起爆點(diǎn)晚了,就會(huì)導(dǎo)致核材料壓縮不均勻,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無法持續(xù),最終只能變成一場(chǎng)"臟彈"爆炸,威力還不如常規(guī)炸藥。
引爆系統(tǒng)搞定了,還必須有可靠的中子源技術(shù)。必須在核材料達(dá)到超臨界狀態(tài)的瞬間,精準(zhǔn)釋放一束中子,觸發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。
原子彈造出來了,還必須有可用于發(fā)射的核彈頭。
美國(guó)用了20多年才實(shí)現(xiàn)核彈頭小型化,中國(guó)也花了十幾年時(shí)間才解決這一難題。很多國(guó)家就算勉強(qiáng)造出原子彈,根本無法實(shí)戰(zhàn)部署。
難以負(fù)擔(dān)的超級(jí)工程
如果你以為造原子彈就是把核材料和引爆裝置拼在一起,那想的就太簡(jiǎn)單了。
原子彈是人類工業(yè)文明的巔峰之作,是一個(gè)需要數(shù)萬種配套技術(shù)、數(shù)十萬產(chǎn)業(yè)工人協(xié)同作戰(zhàn)的系統(tǒng)工程。
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中國(guó)第一顆原子彈研制,被稱為596工程。
當(dāng)時(shí)全國(guó)26個(gè)部委、20多個(gè)省區(qū)市、1000多家科研單位和工廠參與其中,高峰期有10萬人同時(shí)工作。沒有這樣的舉國(guó)體制,根本不可能在短短幾年內(nèi)完成從無到有的突破。
當(dāng)年鄧稼先帶領(lǐng)理論設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),用手搖計(jì)算機(jī)、算盤這些最原始的工具,計(jì)算了數(shù)百萬組數(shù)據(jù),完成了原子彈的理論設(shè)計(jì)。
現(xiàn)在看來不可思議,但在那個(gè)沒有超級(jí)計(jì)算機(jī)的年代,這是唯一的選擇。
原子彈外殼需要耐高溫、抗沖擊的特種合金,引爆裝置需要高爆炸藥,這些材料的研制都需要頂尖的冶金和化工技術(shù)。
中國(guó)當(dāng)年為了研制高爆炸藥,曾組織了上萬人的科研團(tuán)隊(duì)。
原子彈必須經(jīng)過實(shí)爆試驗(yàn)才能定型。中國(guó)在新疆羅布泊建立了核試驗(yàn)場(chǎng),光是建設(shè)這個(gè)場(chǎng)地就花了數(shù)年時(shí)間,投入了大量人力物力。很多小國(guó)連找個(gè)安全的試驗(yàn)場(chǎng)地都做不到。
除了技術(shù)、工程上的難題,國(guó)際社會(huì)隨時(shí)都在盯著核武器。
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根據(jù)《不擴(kuò)散核武器條約》,除了美、蘇、英、法、中五個(gè)國(guó)家是合法的核武器擁有國(guó),其他國(guó)家發(fā)展核武器都是違反國(guó)際法的行為。
為了防止核擴(kuò)散,國(guó)際社會(huì)建立了一套嚴(yán)密的監(jiān)控體系。
比如,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)全球所有核設(shè)施進(jìn)行監(jiān)督,定期核查核材料的用途,防止其被用于軍事目的。
聯(lián)合國(guó)安理會(huì)常任理事國(guó)對(duì)核技術(shù)和相關(guān)設(shè)備實(shí)施嚴(yán)格的出口管制,任何國(guó)家想要獲取離心機(jī)、核反應(yīng)堆等關(guān)鍵設(shè)備,都會(huì)遭到全球圍堵。
一旦發(fā)現(xiàn)哪個(gè)國(guó)家試圖發(fā)展核武器,都會(huì)面臨嚴(yán)厲的經(jīng)濟(jì)制裁。
伊朗因?yàn)楹藛栴}被制裁了幾十年,經(jīng)濟(jì)損失超過萬億美元;朝鮮也因?yàn)楹嗽囼?yàn)遭到了多次制裁。
世界上很多國(guó)家都曾有過核夢(mèng)想,但大多中途夭折。
就拿伊朗來說,從20世紀(jì)80年代開始發(fā)展核計(jì)劃,用1.9萬臺(tái)離心機(jī)苦干10年,才勉強(qiáng)生產(chǎn)出少量低濃縮鈾,離武器級(jí)鈾還有很大差距。
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長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)制裁讓伊朗元?dú)獯髠退阌屑夹g(shù)能力,也難以承受繼續(xù)發(fā)展核武器的代價(jià)。
所以,即便是原子彈原理公開80年,多數(shù)國(guó)家還是造不出。
這不是因?yàn)樗麄兗夹g(shù)不行,而是因?yàn)樵煸訌椀某杀竞烷T檻實(shí)在太高了。
對(duì)于絕大多數(shù)國(guó)家來說,與其花光國(guó)庫(kù)造一顆可能永遠(yuǎn)用不上的原子彈,不如把錢用在改善民生、發(fā)展經(jīng)濟(jì)上。
畢竟,和平與發(fā)展才是當(dāng)今世界的主題。
參考資料:
新中國(guó)第一顆原子彈:舉國(guó)之力托起蘑菇云,中國(guó)共產(chǎn)黨新聞網(wǎng)
一瓶高濃縮鈾的高效出爐,《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
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