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濃縮鈾(濃縮鈾是什么)

  • 生活
  • 2023-04-19 17:11

伊朗到底有沒有核武器呢?從目前的情況來(lái)看,肯定沒有的。伊朗每每揚(yáng)言要制造核武器,更多的是表現(xiàn)出一種態(tài)度給美國(guó)人看。除此之外,從現(xiàn)有的客觀條件來(lái)看,伊朗想要制造初級(jí)***也是困難重重的。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)的伊核協(xié)議的限制,伊朗提純的濃縮鈾豐度應(yīng)當(dāng)小于3.67%,但伊朗方面不斷突破伊核協(xié)議限制,已經(jīng)將濃縮鈾豐度提高到了20%。現(xiàn)在伊朗宣稱要把目前存有的一部分20%豐度的濃縮鈾繼續(xù)濃縮為93%以上的濃縮鈾。成為武器級(jí)濃縮鈾。

一般情況下,濃縮鈾在3.6%只能用于民用的核電站,豐度在20%以上就可以用于軍用核反應(yīng)堆,但要成為武器級(jí)的核燃料,需要豐度93%的高濃縮鈾。

制造***需要豐度93%以上的武器級(jí)濃縮鈾235或濃縮钚239。但提純武器級(jí)的鈾235和钚239都不容易。

首先是钚239,需要用重水核反應(yīng)堆或石墨反應(yīng)堆生產(chǎn),鈾238吸收反應(yīng)堆中的中子就變成了鈾-239,再經(jīng)過(guò)β衰變轉(zhuǎn)變成钚-239。聯(lián)合國(guó)分析伊朗的阿拉克重水反應(yīng)堆一年可生產(chǎn)8公斤至10公斤钚-239。在伊核協(xié)議2015年7月簽署后,伊朗曾將阿拉克重水反應(yīng)堆芯塊移除,并以水泥填充使其無(wú)法運(yùn)行。后來(lái)2018年美國(guó)退出伊核協(xié)議以后,伊朗宣布開始運(yùn)行阿拉克重水反應(yīng)堆第二回路。

但重水核反應(yīng)生產(chǎn)的钚239的豐度極低,只有3%左右。因此需要進(jìn)一步提純至93%才能作為核燃料用于钚***的制造,很耗費(fèi)時(shí)間的。而且重水反應(yīng)堆也需要濃縮鈾作為燃料,因此一切問題最后還要回到濃縮鈾的生產(chǎn)。

生產(chǎn)濃縮鈾就更不容易了。濃縮鈾的生產(chǎn)有兩種方式,一種是我們熟悉的離心機(jī),另一種是氣體擴(kuò)散法。在冷戰(zhàn)時(shí)期,核大國(guó)以及我們中國(guó)都使用氣體擴(kuò)散法生產(chǎn)濃縮鈾,優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量大,可以輕易就獲得上百噸的武器級(jí)濃縮鈾。氣體擴(kuò)散法的最大缺點(diǎn)耗電量巨大,美國(guó)曾統(tǒng)計(jì),在冷戰(zhàn)時(shí)期的60年代,美國(guó)全國(guó)有17%的電能用于供應(yīng)氣體擴(kuò)散核工廠,美國(guó)在60年代中期的年發(fā)電量為1700億千瓦時(shí),7%的耗電量大約為2900億千瓦時(shí),這要比伊朗目前的發(fā)電量還要多。因此一般的小國(guó)根本無(wú)法承擔(dān)這種耗電量。

圖片上面是伊朗核電站運(yùn)行的流程圖,下面圖是***制造的流程圖。左邊是钚***,右邊是鈾***。

所以,低水平的搞核武器的國(guó)家都使用耗電量較低的離心機(jī)。但離心機(jī)的產(chǎn)量比較小,伊朗有上萬(wàn)臺(tái)離心機(jī),甩了十年才提純出300公斤豐度3%的濃縮鈾。在2015年7月14日,伊朗與伊核問題六國(guó)(即中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、俄羅斯和德國(guó))達(dá)成《伊核問題全面協(xié)議》,這份協(xié)議最重要內(nèi)容就三條:要求伊朗的濃縮鈾儲(chǔ)量不得超過(guò)202.8公斤,要把鈾濃縮水平限制在3.67%以下,離心機(jī)的數(shù)量削減三分之二,從大約19000臺(tái)減少至6000臺(tái)。在美國(guó)撕毀伊核協(xié)議以后,伊朗又加緊建設(shè)新的離心機(jī)工廠。

鈾礦石的來(lái)源,也是一個(gè)需要解決的大問題,按照目前一般水平的200噸鈾礦石提煉1公斤濃縮鈾的理論數(shù)據(jù),伊朗想要提煉出20公斤的93%豐度的武器級(jí)濃縮鈾,就至少要有4000噸鈾礦石。伊朗的鈾礦石產(chǎn)量并不高,需要大量進(jìn)口。全世界每年出口鈾礦的國(guó)家就那么幾個(gè),早就被盯得死死的。伊朗想要在大家眼皮子底下搞一些鈾礦來(lái)練,美國(guó)第一個(gè)不答應(yīng)。

伊朗在2019年8月19日前的濃縮鈾儲(chǔ)量為3.6%豐度的241.6公斤,到2020年,伊朗儲(chǔ)存的低豐度濃縮鈾總量增至372.3公斤。伊朗在今年4月份開始提純60%的濃縮鈾。生產(chǎn)速度為每小時(shí)9克,對(duì),你沒看錯(cuò),每小時(shí)9克。

而且去年伊朗的新濃縮鈾廠房被以色列給爆炸破壞了,因此伊朗的濃縮鈾生產(chǎn)受到了很大的阻礙。再加上去年伊朗首席核科學(xué)家在首都郊外光天化日下被暗殺干掉的。這都嚴(yán)重說(shuō)明伊朗在安全保衛(wèi)工作方面的巨大漏洞。

即使是有了60%豐度的濃縮鈾還不足以制造***,還需要進(jìn)一步提純至93%的武器級(jí)濃縮鈾。按照這個(gè)生產(chǎn)速度,伊朗需要一年以上時(shí)間才能搞出滿足一顆最小當(dāng)量***(5000噸)的濃縮鈾。

純鈾235的金屬球在中子反射層里面的臨界最小質(zhì)量需要15公斤,但實(shí)際得20多公斤,每小時(shí)9克的60%濃縮鈾,再加上進(jìn)一步濃縮的時(shí)間,伊朗需要晝夜不停地鈾濃縮五個(gè)月。按廣島小男孩的核燃料利用效率,這枚核彈的威力也就五千噸***。

盡管钚***的制造技術(shù)相對(duì)容易,但钚***缺點(diǎn)太多了,例如有劇毒,儲(chǔ)存和運(yùn)用極其麻煩,必須建立完整的后續(xù)處理廠和安全程序,對(duì)參與人員的身體傷害也更大。而且發(fā)展前景不如鈾***有優(yōu)勢(shì)。鈾***的運(yùn)行更穩(wěn)妥,而且可以做氫彈的核扳機(jī),還可以做成加強(qiáng)型***,因此有雄心壯志的國(guó)家一般是要搞鈾***。

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