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        拆除地球上最危險(xiǎn)的東西

        2019-11-13 02:07:42桅檣
        科學(xué)之謎 2019年10期
        關(guān)鍵詞:核彈氫彈原子彈

        桅檣

        1939年,以德國、日本和意大利為首的法西斯同盟點(diǎn)燃了第二次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)火,這是人類歷史上規(guī)模最大的世界戰(zhàn)爭(zhēng),先后有61個(gè)國家和地區(qū)、20億以上的人口被卷入戰(zhàn)爭(zhēng),軍民共傷亡9000余萬人,5萬多億美元付諸東流。

        在二戰(zhàn)中,戰(zhàn)爭(zhēng)的罪魁禍?zhǔn)住聡瑸榱双@得勝利開始研制世界上威力最大的熱武器——原子彈,獲悉這個(gè)消息后,美國總統(tǒng)富蘭克林·羅斯福授權(quán)實(shí)施了“曼哈頓計(jì)劃”,希望搶在德國之前造出原子彈,以免德國的戰(zhàn)爭(zhēng)狂人獲得這種足以毀滅世界的武器,后來的結(jié)果證明原子彈足以毀滅世界并不是危言聳聽。

        1945年,美國分別在日本的廣島和長(zhǎng)崎投下了原子彈,廣島市大約12.2平方千米的土地被摧毀,建筑物變成了無法修復(fù)的廢墟,長(zhǎng)崎市超過36%的建筑物受到毀滅性的破壞,兩枚原子彈瞬間使得兩座現(xiàn)代化的工業(yè)城市化為廢墟,造成20多萬人死亡。

        但是這只是開始,廣島原子彈的爆炸當(dāng)量(爆炸當(dāng)量用來衡量炸藥的爆炸造成的威力,相當(dāng)于相同質(zhì)量的炸藥TNT爆炸所造成的威力)是1.5萬噸,后來研制的核武器,其爆炸當(dāng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了廣島原子彈。1952年,美國試爆的一枚氫彈的爆炸當(dāng)量達(dá)到了1040萬噸,1961年,俄羅斯試爆了一枚爆炸當(dāng)量為5000萬噸的氫彈——沙皇炸彈,這是人類至今所引爆過的體積、重量和威力上均為最強(qiáng)大的炸彈,爆炸產(chǎn)生的熱風(fēng)可以讓遠(yuǎn)在170千米以外的人受到3級(jí)灼傷,爆炸的閃光能灼傷220千米以外的人的眼睛,甚至造成白內(nèi)障和失明。

        二戰(zhàn)后世界大國競(jìng)相研制核武器,核武器的陰影籠罩了全球半個(gè)世紀(jì)之久??茖W(xué)家估計(jì),如果當(dāng)今世界的核武器共同引爆的話,可以引發(fā)多次世界末日。

        為了不造成這樣的悲劇,美國、中國、俄羅斯、英國等上百個(gè)國家簽署了《不擴(kuò)散核武器條約》,約定共同遵守防止核擴(kuò)散,推動(dòng)核裁軍和促進(jìn)和平利用核能的條約。為了遵從停止核軍備競(jìng)賽和進(jìn)行核裁軍的條款,有核武器的國家需要定時(shí)拆除已經(jīng)建造好的核彈。

        那么,拆除核彈這個(gè)“神秘”的過程是怎么進(jìn)行的呢?

        如何拆卸武器中的“瑞士表”

        要拆解一顆核彈,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(jì)過程已經(jīng)被公開,而且設(shè)計(jì)原子彈的方式并不多變,工程師們對(duì)原子彈的拆卸已經(jīng)駕輕就熟,英國人就曾經(jīng)在軍事演習(xí)中展示了拆彈過程。

        在那次演習(xí)中,工作人員先將原子彈運(yùn)送到指定的拆卸工廠,拆卸工廠用鋼筋混凝土建造,可承受強(qiáng)大的爆炸,也不會(huì)讓彈頭內(nèi)的放射性物質(zhì)逸入周圍環(huán)境。兩名工程師隨后使用電動(dòng)螺絲刀打開原子彈邊側(cè)的一個(gè)隔間,使用機(jī)械手臂移除原子彈核心成分“物理包”,“物理包”裝載著滿滿的放射性物質(zhì)——鈾或钚,它們一般有桔子到小西瓜那么大,重4~11千克,周圍還包裹著常規(guī)炸藥以引發(fā)核爆炸。用特制的容器封存取出的“物理包”,并用放射性物質(zhì)測(cè)試儀確認(rèn)“物理包”確在容器內(nèi),將“物理包”轉(zhuǎn)移到高放射性物質(zhì)屏蔽室,在決定它的最終歸宿前,“物理包”都將處于24小時(shí)的監(jiān)控之下。

        不過,對(duì)于設(shè)計(jì)更精密、更具破壞力的氫彈,拆除工作就不那么輕松了。氫彈有很多不同的設(shè)計(jì),所以拆卸非常困難,從工程師的角度來看,它們就像一塊嚴(yán)絲合縫、巧奪天工的瑞士手表,有著令人難以置信的聰明設(shè)計(jì)。如果不是氫彈原本的安裝工程師,而是其他不知道確切設(shè)計(jì)順序的工程師去拆彈,拆卸氫彈的出錯(cuò)率比起原子彈更高。一旦發(fā)生錯(cuò)誤,拆解者可能會(huì)觸電致死,或者受到強(qiáng)烈的核輻射,最壞的情況是意外爆炸,這個(gè)后果不敢想象。

        好在,對(duì)于知道自己核武器設(shè)計(jì)的國家來說,拆卸自己的核武器不是一個(gè)難題。美國國務(wù)院發(fā)布報(bào)告說,從1967年到2014年,美國已經(jīng)拆除了85%的公開核武器儲(chǔ)備,而隨著和平談判的順利進(jìn)行,伊朗、朝鮮等也公開了自己拆除核武器的計(jì)劃,這對(duì)于實(shí)現(xiàn)世界和平實(shí)在是大好消息。

        廢彈去哪兒?

        核彈拆除后,剩下的發(fā)射系統(tǒng)、一塊塊的零部件和內(nèi)部的“物理包”,這些東西要怎么處理呢?

        核彈的自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)化程度高,可以將其改裝為蔬菜大棚的恒溫系統(tǒng)或供水設(shè)備。發(fā)射核彈的平臺(tái)和塔架,高達(dá)十幾米甚至幾十米,可改裝成起重機(jī),作為巨型起重設(shè)備。至于助推火箭,彈頭拆除后,完全可用于發(fā)射衛(wèi)星,美國就曾將退役的大力神彈道核彈的助推火箭用來發(fā)射衛(wèi)星。

        核彈的殼體使用了大量的貴重金屬,一般都是本國的科技能力所能制造出的強(qiáng)度最高的金屬,通常要取下來用于其他領(lǐng)域,如制造飛機(jī)、潛艇、太空飛船的外殼等。

        “物理包”的結(jié)局

        其他材料都找到了去處,廢彈中最最危險(xiǎn)的“物理包”的歸宿卻難以抉擇,到目前為止都還沒有一個(gè)最好最合適的處理方式。

        我們首先想到的還是變廢為寶,將鈾或钚作為核燃料,產(chǎn)生的能量供應(yīng)到生產(chǎn)生活中來,但是核彈中的鈾或钚可不能直接燃燒發(fā)電,因?yàn)檫@樣高濃度的鈾或钚點(diǎn)燃產(chǎn)生的能量是毀滅性的。我們要先將钚氧化變成氧化钚,將鈾經(jīng)過特殊處理后變成低濃度鈾,并制成燃燒組件運(yùn)往核電站,作為核反應(yīng)堆的燃料,達(dá)到發(fā)電的目的。

        這聽起來很美好,可惜核反應(yīng)堆本身所使用的是直接濃縮而得的核燃料,它的成本還遠(yuǎn)低于核彈取下再加工的核燃料,沒有人想要使用更貴的能源吧?在找到更廉價(jià)的變廢為寶的方法前,這種處理方式只好暫時(shí)擱置。

        既然不好用,那我們就找個(gè)荒無人煙的地方全部燒了吧。地球上最人跡罕至的地方就是沙漠深處了,把核彈都拉到沙漠里,集中起來引爆,這個(gè)方法簡(jiǎn)單粗暴一勞永逸,最關(guān)鍵的是省錢。不過有限的幾顆還行,要是多了,沙漠也受不了啊。美國拉斯維加斯北邊的內(nèi)華達(dá)是世界上跟核武器打交道最多的地區(qū),在這里進(jìn)行了928次核試驗(yàn),結(jié)果就是,直接把這塊地炸的跟月球表面一樣,幾百年內(nèi)都別想再有生命出現(xiàn)。

        全球核武器這么多,也實(shí)在找不到這么多的地方把退役的核彈全給燒了,不能燒那就只能埋了。把钚或鈾固化后,裝到由鋼材焊接而成的高密度的“干式貯存桶”中,每個(gè)貯存桶再包裹到另一個(gè)鋼殼里,外層裹上一層厚厚的混凝土,站在這些容器外面時(shí),用探測(cè)儀探測(cè)不到任何輻射才算完成。

        但這可不是一次性工程,鈾的半衰期是45億年,钚的半衰期是2.4萬年,目前生活在地球上的人是等不到它們輻射消失的那一天了,那么重造、維護(hù)和監(jiān)控這些設(shè)施的成本就永遠(yuǎn)不會(huì)減少。我們不僅需要監(jiān)控、防止不法之徒獲得這些危險(xiǎn)品,還要監(jiān)控、防止這些核廢料泄露。1986年蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸,核燃料泄露,導(dǎo)致數(shù)十萬人因輻射患癌,方圓6000平方千米土地?zé)o法使用,400多個(gè)居民點(diǎn)成為無人區(qū),慘痛的教訓(xùn)仍然歷歷在目,人們不得不提高警惕。

        相比以上的幾種處理方式,部分拆解核彈這個(gè)選擇近年來越來越受歡迎。拆除了引爆裝置,那剩下的部分就不能用作炸彈了,而內(nèi)部的核材料也會(huì)處于穩(wěn)定和受控狀態(tài),這算是最省錢的一種方式了。就算不法之徒想要將引爆裝置重新裝回去,也需要好幾周的時(shí)間,這么長(zhǎng)的時(shí)間,只要我們平時(shí)做好監(jiān)控工作,監(jiān)控到異常情況時(shí)再采取阻止措施應(yīng)該是來得及的。

        核武器是目前世界上威力最大的武器,拆卸下來的廢彈也十分危險(xiǎn),如何更合理地處置,這仍然是一個(gè)難題。

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