北京時間5月14日消息,世界上的核武器數(shù)量多到足夠?qū)е碌厍驓缭S多許多次。
三位地勤人員正在將一顆Mark 28核彈從美國空軍B-52H轟炸機卸下
沒有哪個國家可以完全抵御核武器,大家對它都是又愛又恨又怕,所以核裁軍談判在政治上是棘手的,但是,一旦達成協(xié)議,科學(xué)家和工程師就可以通過各種各樣的手段來拆解人類這些最致命的武器,或儲存或重新利用危險的核材料。這是一個漫長而復(fù)雜的過程,但我們有必要這么做。
如何拆卸武器中的“瑞士表”
核武器拆解是一個協(xié)調(diào)的過程,需要政治家、科學(xué)家和工程師共同努力。核拆解過程始于設(shè)計師最初用來制造核武器的藍圖,這就像其他任何類型的機器一樣,也是一塊一塊拆解下來。
要拆解一個核裝置,工程師需要知道這些部件最初組裝的確切順序,好在原子彈的設(shè)計是一個公開的秘密,而且設(shè)計原子彈的方式并不是很多。
然而,美國等國家擁有更精密、更具破壞力的氫彈,這就是另外一回事了。氫彈有很多不同的設(shè)計,所以拆卸非常困難,科學(xué)家必須非常小心,從機械工程師的角度來看,它們就像一塊高度調(diào)諧的瑞士手表,是機械藝術(shù)品,有著令人難以置信的聰明設(shè)計。
拆封設(shè)計是整個過程中最具挑戰(zhàn)性的部分,與其說是核材料的問題,不如說是工程問題。
氫彈難度大大增加,導(dǎo)致工程師團隊在不知道確切設(shè)計順序的情況下拆卸氫彈的可能性更小,但在技術(shù)上,這也并非不可能。如果在拆卸過程中犯了錯誤,氫彈也不大可能爆炸,除非專門做了防止拆卸的設(shè)計。
最壞的情況是意外爆炸,而如果拆卸出錯,也會出現(xiàn)其他可能的危險,拆解者可能會觸電致死,或者暴露于核材料或其他有毒化學(xué)物質(zhì)中。
不過,對于知道自己核武器設(shè)計的國家來說,應(yīng)該能夠從容拆卸自己的現(xiàn)代核武器,許多國家已經(jīng)這樣做了。美國國務(wù)院的數(shù)據(jù)顯示,從1967年到2014年,美國已經(jīng)拆除了85%的公開核武器儲備。據(jù)估計,1967年時美國擁有逾3.1萬枚戰(zhàn)備核彈頭。
剩下的鈾或钚怎么辦?
無論是較早開發(fā)的核彈還是更加先進的核武器,一旦被拆解,處理遺留材料的過程都是一樣的。當大國決定減少他們的儲備時,會遺留下相當數(shù)量的钚,那么,我們該怎么辦?
一個顯而易見的答案是重新利用放射性物質(zhì)——钚或鈾——來發(fā)電。為了適用于發(fā)電廠,這些核材料需要用濃度較低的核材料進行稀釋。世界上任何地方都沒有設(shè)計用來處理武器級核材料的核反應(yīng)堆,在你把它變成燃料之前,你必須進行稀釋。
然而,處理大多數(shù)放射性物質(zhì)的實際情況并非如此。這在經(jīng)濟上并不總是可行的。濃縮新材料的成本要比降低新材料的濃度并重新利用的成本更低,將钚或鈾從儲存地運往各地的反應(yīng)堆也不受歡迎,所以大多數(shù)情況下,這些核材料只是被放在儲存設(shè)施里。
提取出來的鈾或钚將含有不同的同位素,意味著它們的放射性衰變速度不盡相同。高放射性同位素的半衰期較短,即它們的衰變速度比低放射性同位素快得多,這就會產(chǎn)生大量的熱量。這些核材料必須在水池中存放大約5年,以便在燃料棒衰變的時候冷卻它們,然后,剩下的就是放射性較低、相對低水平的廢料。
放射性較低的同位素衰變較慢,它們的原子核更重,因此半衰期很長,有數(shù)百萬年之久,科學(xué)家還需要對它們進行處理,不能就這樣放在一邊。
處理的方法就是將放射性燃料棒儲存在專門設(shè)計的容器中。這些容器通常被稱為“干式貯存桶”,由鋼材焊接而成,可以有效防止泄漏。每個貯存桶都會包裹在另一個鋼殼里,再包裹在一層厚厚的混凝土中,以防止輻射泄漏。站在這些容器外面時,你探測不到任何輻射。
但是,即使是這樣的控制措施也有缺點:只要反應(yīng)堆內(nèi)的燃料棒還在產(chǎn)生輻射,建造、維護和監(jiān)控這些設(shè)施的成本就永遠不會消失。對人類來說,這基本上是永恒的。
核廢料處理還需要考慮國家安全的問題。政府需要將核廢料放在安全的地方,防止它們被再利用,或者被恐怖分子得到。
這就是為什么最近幾年來另一種選擇更受歡迎的原因,這種選擇就是部分拆解。畢竟,除非核彈被引爆,否則其內(nèi)部的核材料就會處于穩(wěn)定和受控狀態(tài),通過部分拆解,使核材料保持在內(nèi)部,同時又消除了使用核彈的機會。如果拆除了引爆裝置,那剩下的部分就不能用作炸彈了。
你可能會說,部分拆解是可逆的,引爆裝置可以裝回去,核彈頭也因此可以被重新啟動,實際上這很復(fù)雜,無法在幾小時內(nèi)把引爆裝置裝回去,因此也就不能很快使用,需要好幾周的時間。
總之,當所有國家共同努力控制并不斷削減核武庫時,世界才會變得更加安全美好。
廣告聲明:文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接(包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式),用于傳遞更多信息,節(jié)省甄選時間,結(jié)果僅供參考,IT之家所有文章均包含本聲明。