拆除地球上最危险的东西

2019-11-13 02:07桅樯
科学之谜 2019年10期
关键词:核弹氢弹原子弹

桅樯

1939年,以德国、日本和意大利为首的法西斯同盟点燃了第二次世界大战的战火,这是人类历史上规模最大的世界战争,先后有61个国家和地区、20亿以上的人口被卷入战争,军民共伤亡9000余万人,5万多亿美元付诸东流。

在二战中,战争的罪魁祸首——德国,为了获得胜利开始研制世界上威力最大的热武器——原子弹,获悉这个消息后,美国总统富兰克林·罗斯福授权实施了“曼哈顿计划”,希望抢在德国之前造出原子弹,以免德国的战争狂人获得这种足以毁灭世界的武器,后来的结果证明原子弹足以毁灭世界并不是危言耸听。

1945年,美国分别在日本的广岛和长崎投下了原子弹,广岛市大约12.2平方千米的土地被摧毁,建筑物变成了无法修复的废墟,长崎市超过36%的建筑物受到毁灭性的破坏,两枚原子弹瞬间使得两座现代化的工业城市化为废墟,造成20多万人死亡。

但是这只是开始,广岛原子弹的爆炸当量(爆炸当量用来衡量炸药的爆炸造成的威力,相当于相同质量的炸药TNT爆炸所造成的威力)是1.5万吨,后来研制的核武器,其爆炸当量远远超过了广岛原子弹。1952年,美国试爆的一枚氢弹的爆炸当量达到了1040万吨,1961年,俄罗斯试爆了一枚爆炸当量为5000万吨的氢弹——沙皇炸弹,这是人类至今所引爆过的体积、重量和威力上均为最强大的炸弹,爆炸产生的热风可以让远在170千米以外的人受到3级灼伤,爆炸的闪光能灼伤220千米以外的人的眼睛,甚至造成白内障和失明。

二战后世界大国竞相研制核武器,核武器的阴影笼罩了全球半个世纪之久。科学家估计,如果当今世界的核武器共同引爆的话,可以引发多次世界末日。

为了不造成这样的悲剧,美国、中国、俄罗斯、英国等上百个国家签署了《不扩散核武器条约》,约定共同遵守防止核扩散,推动核裁军和促进和平利用核能的条约。为了遵从停止核军备竞赛和进行核裁军的条款,有核武器的国家需要定时拆除已经建造好的核弹。

那么,拆除核弹这个“神秘”的过程是怎么进行的呢?

如何拆卸武器中的“瑞士表”

要拆解一颗核弹,工程师需要知道这些部件最初组装的确切顺序,好在原子弹的设计过程已经被公开,而且设计原子弹的方式并不多变,工程师们对原子弹的拆卸已经驾轻就熟,英国人就曾经在军事演习中展示了拆弹过程。

在那次演习中,工作人员先将原子弹运送到指定的拆卸工厂,拆卸工厂用钢筋混凝土建造,可承受强大的爆炸,也不会让弹头内的放射性物质逸入周围环境。两名工程师随后使用电动螺丝刀打开原子弹边侧的一个隔间,使用机械手臂移除原子弹核心成分“物理包”,“物理包”装载着满满的放射性物质——铀或钚,它们一般有桔子到小西瓜那么大,重4~11千克,周围还包裹着常规炸药以引发核爆炸。用特制的容器封存取出的“物理包”,并用放射性物质测试仪确认“物理包”确在容器内,将“物理包”转移到高放射性物质屏蔽室,在决定它的最终归宿前,“物理包”都将处于24小时的监控之下。

不过,对于设计更精密、更具破坏力的氢弹,拆除工作就不那么轻松了。氢弹有很多不同的设计,所以拆卸非常困难,从工程师的角度来看,它们就像一块严丝合缝、巧夺天工的瑞士手表,有着令人难以置信的聪明设计。如果不是氢弹原本的安装工程师,而是其他不知道确切设计顺序的工程师去拆弹,拆卸氢弹的出错率比起原子弹更高。一旦发生错误,拆解者可能会触电致死,或者受到强烈的核辐射,最坏的情况是意外爆炸,这个后果不敢想象。

好在,对于知道自己核武器设计的国家来说,拆卸自己的核武器不是一个难题。美国国务院发布报告说,从1967年到2014年,美国已经拆除了85%的公开核武器储备,而随着和平谈判的顺利进行,伊朗、朝鲜等也公开了自己拆除核武器的计划,这对于实现世界和平实在是大好消息。

废弹去哪儿?

核弹拆除后,剩下的发射系统、一块块的零部件和内部的“物理包”,这些东西要怎么处理呢?

核弹的自动控制系统,自动化程度高,可以将其改装为蔬菜大棚的恒温系统或供水设备。发射核弹的平台和塔架,高达十几米甚至几十米,可改装成起重机,作为巨型起重设备。至于助推火箭,弹头拆除后,完全可用于发射卫星,美国就曾将退役的大力神弹道核弹的助推火箭用来发射卫星。

核弹的壳体使用了大量的贵重金属,一般都是本国的科技能力所能制造出的强度最高的金属,通常要取下来用于其他领域,如制造飞机、潜艇、太空飞船的外壳等。

“物理包”的结局

其他材料都找到了去处,废弹中最最危险的“物理包”的归宿却难以抉择,到目前为止都还没有一个最好最合适的处理方式。

我们首先想到的还是变废为宝,将铀或钚作为核燃料,产生的能量供应到生产生活中来,但是核弹中的铀或钚可不能直接燃烧发电,因为这样高浓度的铀或钚点燃产生的能量是毁灭性的。我们要先将钚氧化变成氧化钚,将铀经过特殊处理后变成低浓度铀,并制成燃烧组件运往核电站,作为核反應堆的燃料,达到发电的目的。

这听起来很美好,可惜核反应堆本身所使用的是直接浓缩而得的核燃料,它的成本还远低于核弹取下再加工的核燃料,没有人想要使用更贵的能源吧?在找到更廉价的变废为宝的方法前,这种处理方式只好暂时搁置。

既然不好用,那我们就找个荒无人烟的地方全部烧了吧。地球上最人迹罕至的地方就是沙漠深处了,把核弹都拉到沙漠里,集中起來引爆,这个方法简单粗暴一劳永逸,最关键的是省钱。不过有限的几颗还行,要是多了,沙漠也受不了啊。美国拉斯维加斯北边的内华达是世界上跟核武器打交道最多的地区,在这里进行了928次核试验,结果就是,直接把这块地炸的跟月球表面一样,几百年内都别想再有生命出现。

全球核武器这么多,也实在找不到这么多的地方把退役的核弹全给烧了,不能烧那就只能埋了。把钚或铀固化后,装到由钢材焊接而成的高密度的“干式贮存桶”中,每个贮存桶再包裹到另一个钢壳里,外层裹上一层厚厚的混凝土,站在这些容器外面时,用探测仪探测不到任何辐射才算完成。

但这可不是一次性工程,铀的半衰期是45亿年,钚的半衰期是2.4万年,目前生活在地球上的人是等不到它们辐射消失的那一天了,那么重造、维护和监控这些设施的成本就永远不会减少。我们不仅需要监控、防止不法之徒获得这些危险品,还要监控、防止这些核废料泄露。1986年苏联切尔诺贝利核电站爆炸,核燃料泄露,导致数十万人因辐射患癌,方圆6000平方千米土地无法使用,400多个居民点成为无人区,惨痛的教训仍然历历在目,人们不得不提高警惕。

相比以上的几种处理方式,部分拆解核弹这个选择近年来越来越受欢迎。拆除了引爆装置,那剩下的部分就不能用作炸弹了,而内部的核材料也会处于稳定和受控状态,这算是最省钱的一种方式了。就算不法之徒想要将引爆装置重新装回去,也需要好几周的时间,这么长的时间,只要我们平时做好监控工作,监控到异常情况时再采取阻止措施应该是来得及的。

核武器是目前世界上威力最大的武器,拆卸下来的废弹也十分危险,如何更合理地处置,这仍然是一个难题。

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