自北顿涅茨克-利西昌斯克战役之后,俄乌战场就陷入沉寂,俄军在顿巴斯方向裹足不前,乌军的赫尔松反攻也未见起色,倒是两地之间的一个地方成为为外界关注的焦点,那就是目前处在俄军控制下的扎波罗热核电站。
近期,这座核电站频繁遭遇炮击,部分设施受损,但到底何方所为成为了罗生门,俄方指责乌军炮击电站,乌方反称俄军自导自演,无论真凶是谁,核电站遇袭可能带来的灾难后果却是不容忽视的,很多人感到困惑,难道炮击者不怕引发核爆炸吗?
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■扎波罗热核电站外用伪装网遮盖的俄军坦克,背景中可见2、3、4号反应堆。
核电站和核武器都人类利用核能的成果,但两者存在很大的差异。核电站的核心是核反应堆,通过可控的核反应持续产生能量,而核武器则是利用核材料产生不可控的核反应,瞬间释放巨大能量,达到毁伤效果。
那么核反应堆如果被外力破坏——比如炮弹攻击,是否会像一样种蘑菇呢?这需要先了解一下核反应堆的结构原理。
核反应堆是利用可控的核裂变反应来产生能量的装置,之所以叫“堆”,是因为人类历史上第一个可控核反应装置——芝加哥1号就是把核材料和作为减速剂的石墨堆在一起,这可以从下面的照片中得到直观印象。
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■这个看起来像码放木料的堆垛就是芝加哥1号反应堆,因为建在芝加哥大学而得名,建于1942年,是“曼哈顿”计划的一部分。
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核反应堆的种类有很多,而扎波罗热核电站使用的是最为普遍的压水堆,即加压水慢化冷却反应堆的简称。
压水堆使用加压但未沸腾的普通水(相对重水来说)作为慢化剂和冷却剂,是目前最安全、最可靠、最成熟的反应堆类型,全世界的核反应堆中有64%都是压水堆构型。
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扎波罗热核电站共有6座VVER-1000型压水堆,每座额定功率为1000兆瓦,采用的核燃料是铀235丰度仅为3%的低浓缩铀。
这种低浓缩铀是不可能引发核爆炸的,要知道,制造的武器级高浓缩铀,丰度要达到90%以上。
简单来说,以丰度3%的低浓缩铀根本不可能实现核爆炸。这要是都能当核弹使,朝鲜和伊朗又何必拼了老命地去用几千台离心机躲到地底下转啊转,费劲巴拉地提炼高浓缩铀呢。
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当然了,核反应堆也不是不能爆炸,毕竟乌克兰的另一座核电站切尔诺贝利可是一爆成名。但是,切尔诺贝利核电站的爆炸仅仅是蒸汽爆炸,并不是核爆炸。
事故发生后,切尔诺贝利核电站仍然继续运行到2000年。如果是核爆炸,整个核电站早就被夷为平地了。
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■切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸后的现场照片,可见周边建筑物外表受损不严重,爆炸产生的冲击波能量并不大。
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的爆炸是不可控的链式核裂变反应,需要由特殊配比,浇筑成特殊形状,并安装在特定位置的高能炸药来引爆,而炮弹击中核反应堆是达不到引爆条件的。
从理论上来说,的原理和结构并不复杂,只需要用外来的中子去撞击足够质量的铀235或者钚239就能产生核爆炸,这个质量就叫做临界质量。
最简单的就是把两块都不够临界质量的核材料,猛地合到一起,基于这一原理设计的就是枪式,用高能炸药爆炸产生的能量来推动两块核材料相撞,突破临界质量,引发链式反应。
枪式虽然结构相对比较简单,但核材料的利用率很低,甚至不到10%,大量昂贵的铀235还没有来得及发生裂变,就被先期爆炸产生的冲击波给炸飞,白白浪费。
人类历史上第一枚投入实战的“小男孩”就是采用铀235的枪式,爆炸威力约2万吨梯恩梯,但核材料利用率不到2%。
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为了提高核材料利用率进而提升爆炸威力,人类又发明了内爆式,即在核材料外围布设设高能炸药,提高爆炸产生的能量,挤压核材料相撞后达到临界值。
相比枪式,内爆式对于核材料的形状、高能炸药的位置和产生的能量都有精密要求,优势是核材料利用率高,爆炸威力大。
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■投掷在广岛的“小男孩”(下)和投掷在长崎的“胖子”(上),前者为枪式铀弹,后者为内爆式钚弹。
首先需要有丰度在90%以上的高浓缩铀235或者钚239。制造一颗需要质量约15~16千克的高浓缩核材料,铀矿石中的铀235含量只有0.711%,要将丰度提升到90%以上,就要建立庞大的核材料采掘、提炼和提纯工业。
制备15千克武器级高浓缩铀,至少需要3000吨高品质铀矿石。很多国家想制造,首先就被核材料这关卡住了。
因为加工核材料的需要规模庞大的设施并消耗大量的能源,难以完全掩盖,很难逃避国际社会的监管。
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其次,要能设计的具体结构。如果是自力更生,这一关会很难,当年的“两弹一星”元勋们仅仅是为了计算一个数据,就需要组织无数科研工作者用算盘反复计算。如今,设计图是可以在国际军火黑市上买到的。
巴基斯坦的之父阿卜杜勒·卡迪尔·汗在2004年初向全国发表公开讲话,承认他在没获得巴基斯坦政府同意的情况下向多个国家泄露核技术。据他透露曾在1987年以1000万美元的价格向伊朗出售了一台拆解后的离心机和图纸。
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■中国的两弹元勋邓稼先“干惊天动地事,做隐姓埋名人”。隐姓埋名28年为国铸剑,获得的奖金仅仅是“10块钱、氢弹10块钱”。
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■巴基斯坦之父阿卜杜勒·卡迪尔·汗则是名利双收,但巴基斯坦的国家利益受损。
再次,要有精密的加工和组装工艺。设计出来后,还需要精密的加工和组装。以的核心核材料来说,形状、质量、体积都是精密计算得出的,也必须百分百地按照计算要求做加工。
中国第一颗的核材料是由原公浦加工出来的,最后三刀的精密度要达到一根头发丝的五分之一,他又被称为“原三刀”。由于长期接触放射性极强的核材料,原公浦在晚年患有癌症,中国的“两弹一星”元勋们真的是用生命在为国铸剑。
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最后,还得通过核试验进行检测验证。作为最精密的武器,只有通过核试验才能确定是不是能够实现核爆炸,也只有通过核试验才能搞清楚理论设计是否准确无误,并且为下一步的小型化、武器化的科研提供原始数据。
通过上述分析能确定,就算扎波罗热核电站遭到大规模炮击,核反应堆严重受损,也不会产生核爆炸,但是其会导致核泄漏,其后果比核爆炸更可怕!核电站遭到炮弹或导弹攻击时,核反应堆外部由混凝土或钢制造的安全壳可能遭到破坏,导致内部核材料暴露,产生泄露,此外攻击可能破坏电力供应,使反应堆冷却系统停止运转,无法降温,导致堆芯熔毁,发生爆炸,造成泄露。
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■2011年日本福岛核电站事故现场,大量核辐射物质随着漫天浓烟向外扩散。
虽然核电站的核材料纯度不高,但数量大,辐射程度足以危害生命安全和环境安全,核泄漏产生的核污染影响面积大、维持的时间长,都远超于,比如广岛和长崎在战后十余年内就得到重建,如今已经看不出核爆的痕迹,而切尔诺贝利核电站时至今日依然是一片禁区。
当年切尔诺贝利核电站爆炸造成的直接死亡只有31人,但国际原子能机构在2005年的一份评估报告认为,大约4000人在此后数年因遭受核辐射而患病去世,前苏联政府在事故发生后,还将方圆30千米内的近120万人口进行了紧急疏散,最终这些人全部异地安置,耗费了大量的资金,甚至有历史学家认为,这次核事故是导致苏联解体的诱因之一。
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■今日的广岛几乎看不到昔日爆炸的痕迹,重新成为一座充满了许多活力的城市。
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■切尔诺贝利核电站事故30多年后,附近的普里皮亚季依然是一座死城,远处可见封闭事故反应堆的石棺。
对照下面由国际原子能机构起草的国际核事故分级表,如果扎波罗热核电站的反应堆被破坏进而导致核泄漏事故,很可能达到最高等级的7级。那样的话,乌克兰人民真是何其不幸,竟遭遇两次7级核事故!
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从当前俄乌战局看,炮击扎波罗热核电站的举动有何军事意义?能确定,核电站一旦被破坏并发生泄露,对于控制当地的俄军来说相当于引爆了一枚大号脏弹,俄军将不得已撤出核电站周边至少30千米范围的地区,并要消耗大量的人力、物力、财力,疏散当地民众,对核电站进行抢修和维护,都将牵制俄军的兵力,消耗其并不充裕的资源,而在核泄漏范围内的军事行动也都将受一定的影响,从短期看这对乌克兰有利,但从长远看就算俄军败退而去,乌克兰收复故土,又怎么来收拾这个烂摊子?