造原子彈的原理早就公開了,為何還有很多國家造不出來?
答案就三個字,玩不起。你沒看錯,就是這三個字。
隨便在網上搜搜,核裂變鏈式反應的原理、臨界質量計算、原子彈基本結構,這些知識都能輕松找到。
可80多年過去了,全世界真正擁有核武器的國家屈指可數,連伊朗這樣拼盡全力的國家,也只能在核門檻外苦苦徘徊。
既然原理這么簡單,為啥造個原子彈比登天還難?
其實,造原子彈根本不是技術問題,而是綜合國力的極限考驗。
技術天塹
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是氣體離心法。簡單說,就是把鈾礦石轉化為六氟化鈾氣體,然后通入高速離心機。
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離心機每分鐘旋轉數萬轉,邊緣線速度能達到音速的幾倍,利用鈾-235和鈾-238之間微小的質量差進行分離。
就這一點,很多國家做不到。
離心機的核心部件需要用高強度馬氏體鋼制造,軸承必須達到納米級精度,全球能獨立生產這種離心機的國家不超過10個。
中國當年研制原子彈時,蘇聯撤走專家后,鈾濃縮工廠完全停擺,錢三強等科學家花了數年時間才攻克氣體擴散法的關鍵技術。
這還只是第一步,離心機正常運轉,需要耗費巨大電能。
伊朗曾用1.9萬臺離心機苦干10年,才勉強生產出少量武器級鈾,而維持這些離心機運轉,每天的耗電量相當于一座中型城市的日常用電總和。
很多小國連自身電力供應都不穩定,別說支撐大規模濃縮設施了,光是電費就能讓政府破產。
更要命的是,濃縮過程需要超長周期。
上千臺離心機串聯成"級聯",連續運轉數月甚至數年,才能攢出造一顆原子彈的材料。
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期間只要有一臺離心機出故障,整個級聯就可能癱瘓。
中國當年為了攻克鈾濃縮難關,王承書、錢皋韻等科學家隱姓埋名多年,在戈壁灘上建起了亞洲最大的氣體擴散廠,用算盤和手搖計算機計算出了關鍵參數。
搞定了原材料,還需要一套精密到極致的引爆系統,這一系統差之毫厘,謬以千里。
炸藥必須在萬分之一秒內同時起爆,誤差不能超過幾微秒。
如果有一個起爆點晚了,就會導致核材料壓縮不均勻,鏈式反應無法持續,最終只能變成一場"臟彈"爆炸,威力還不如常規炸藥。
引爆系統搞定了,還必須有可靠的中子源技術。必須在核材料達到超臨界狀態的瞬間,精準釋放一束中子,觸發鏈式反應。
原子彈造出來了,還必須有可用于發射的核彈頭。
美國用了20多年才實現核彈頭小型化,中國也花了十幾年時間才解決這一難題。很多國家就算勉強造出原子彈,根本無法實戰部署。
難以負擔的超級工程
如果你以為造原子彈就是把核材料和引爆裝置拼在一起,那想的就太簡單了。
原子彈是人類工業文明的巔峰之作,是一個需要數萬種配套技術、數十萬產業工人協同作戰的系統工程。
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中國第一顆原子彈研制,被稱為596工程。
當時全國26個部委、20多個省區市、1000多家科研單位和工廠參與其中,高峰期有10萬人同時工作。沒有這樣的舉國體制,根本不可能在短短幾年內完成從無到有的突破。
當年鄧稼先帶領理論設計團隊,用手搖計算機、算盤這些最原始的工具,計算了數百萬組數據,完成了原子彈的理論設計。
現在看來不可思議,但在那個沒有超級計算機的年代,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。
中國當年為了研制高爆炸藥,曾組織了上萬人的科研團隊。
原子彈必須經過實爆試驗才能定型。中國在新疆羅布泊建立了核試驗場,光是建設這個場地就花了數年時間,投入了大量人力物力。很多小國連找個安全的試驗場地都做不到。
除了技術、工程上的難題,國際社會隨時都在盯著核武器。
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根據《不擴散核武器條約》,除了美、蘇、英、法、中五個國家是合法的核武器擁有國,其他國家發展核武器都是違反國際法的行為。
為了防止核擴散,國際社會建立了一套嚴密的監控體系。
比如,國際原子能機構對全球所有核設施進行監督,定期核查核材料的用途,防止其被用于軍事目的。
聯合國安理會常任理事國對核技術和相關設備實施嚴格的出口管制,任何國家想要獲取離心機、核反應堆等關鍵設備,都會遭到全球圍堵。
一旦發現哪個國家試圖發展核武器,都會面臨嚴厲的經濟制裁。
伊朗因為核問題被制裁了幾十年,經濟損失超過萬億美元;朝鮮也因為核試驗遭到了多次制裁。
世界上很多國家都曾有過核夢想,但大多中途夭折。
就拿伊朗來說,從20世紀80年代開始發展核計劃,用1.9萬臺離心機苦干10年,才勉強生產出少量低濃縮鈾,離武器級鈾還有很大差距。
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長期的經濟制裁讓伊朗元氣大傷,就算有技術能力,也難以承受繼續發展核武器的代價。
所以,即便是原子彈原理公開80年,多數國家還是造不出。
這不是因為他們技術不行,而是因為造原子彈的成本和門檻實在太高了。
對于絕大多數國家來說,與其花光國庫造一顆可能永遠用不上的原子彈,不如把錢用在改善民生、發展經濟上。
畢竟,和平與發展才是當今世界的主題。
參考資料:
新中國第一顆原子彈:舉國之力托起蘑菇云,中國共產黨新聞網
一瓶高濃縮鈾的高效出爐,《中國科學報》
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