5.4.2.1　原子弹的威力

原子弹是利用核裂变释放出的巨大能量以达到杀伤破坏作用的一种爆炸性核武器。第二次世界大战中，由于担心纳粹德国可能的原子武器的威胁，爱因斯坦致信美国总统罗斯福，建议美国赶紧研制原子弹。在原子弹之父、美籍犹太人学者奥本海默的领导下，美国于1945年成功制造出三颗原子弹，同年8月6日美国在日本广岛上空投下了其中的一颗原子弹，使这个200余万人的城市转眼间变成废墟。三天后，日本长崎遭到同样的命运。据有关资料记载，广岛24.5万人中死伤、失踪超过20万人，长崎23万人中死伤、失踪近15万人，两个城市毁坏的程度达60%～80%。

5.4.2.2　原子弹的爆炸原理

原子弹主要由引爆控制系统、炸药、中子反射体、核装料和弹壳等结构部件组成。引爆控制系统用来适时引爆炸药；炸药是推动、压缩反射层和核部件的能源；中子反射体由铍或238U构成，用来减少中子的漏失；核是235U或239Pu。

原子弹爆炸的原理是，在爆炸前将核原料装在弹体内分成几小块，每块质量都小于临界质量（原子弹中裂变材料的装量必须大于一定的质量才能使链式裂变反应自持进行下去，这一质量称为临界质量）。爆炸时，引爆控制系统发出引爆指令炸药起爆；炸药的爆炸产物推动并压缩反射体和核装料，使之达到超临界状态；核点火部件适时提供若干“点火”中子，使核装料内发生链式裂变反应。裂变反应产物的组成很复杂，如235U裂变时可产生钡和氪，或氙和锶，或锑和铌等：

连续核裂变释放出巨大的能量，瞬间产生几千万摄氏度的高温和几百万个大气压，从而引起猛烈的爆炸。爆炸产生的高温高压以及各种核反应产生的中子、γ射线和裂变碎片，最终形成冲击波、光辐射、贯穿辐射、放射性沾染和电磁脉冲等杀伤破坏因素。

5.4.2.3　原子弹制造的关键——核浓缩(www.daowen.com)

核反应的实现当然离不开一定的核材料，找遍大千世界也只有两种：铀235和钚239。组成天然铀的原子有三种同位素：铀234、铀235和铀238。作为同一种元素，它们的化学性质基本相同，差别表现在物理性质上，主要就是质量不一样。很明显，铀238的原子最重，铀235次之，铀234最轻。铀的三种同位素都能发生裂变，但只有铀235更易于裂变，也只有它才可以形成链式反应。一旦点燃了它的裂变反应，它就不再需要借助外力，自己能够“滚雪球”一样将反应过程自动地进行下去。因为具备了上述两个至关重要的条件，所以铀235也就当仁不让地成为裂变材料的首选。

不过，铀235在天然铀中的含量很低，只有0.72%，要制造有实战意义的原子弹必须用某种方法把它的浓度提高到90%以上，否则制造出的武器恐怕要几十吨重，没有任何军事价值。所谓的浓缩铀，就是铀235的含量超过了天然铀。制备浓缩铀的目的有两个：一是生产原子弹用的核材料，二是供核电站使用。不过核电站的核材料不需要浓度太高，铀235的含量在3%～4%就可以了。这样的话就出现了一个问题，有些国家可能打着和平利用核能的“旗号”来发展武器级的浓缩铀，目前的伊朗核问题就是争论的焦点之一。因此，曾有国际原子能机构的专家认为，伊朗的浓缩铀超出民用水平，是在利用民用计划掩盖武器开发。

铀浓缩成本极其高昂，难度之大超乎想象。淘金够复杂的吧？但它比淘金要难成千上万倍。金子和沙子是完全不同的两样东西，而铀的三种同位素是化学性质相同的物质。现在一般是先使铀生成UF6气体（56.4℃即升华为气体），利用它们在质量上的微小差别（差0.8%），用高速离心机进行分离，为此需要的离心机不是几台，而是成千上万台。当年我国是倾举国之力、花了四年的时间才提炼出了足以装填一颗原子弹的浓缩铀。因此，当美国人发现我们的第一颗原子弹是铀弹的时候非常震惊，这说明我们在核工业初期就超过了苏联和英国、法国，因为这三个国家最初用的都是相对来说比较容易得到的钚。浓缩铀的关键是离心机，目前掌握了这个技术的只有少数国家，属国际上严禁扩散的技术。

另一种裂变材料钚是人工元素，它的产生其实就是一个点石成金的过程。钚就是从铀238得来的，在反应堆当中，铀238通过吸收中子，经过两次β衰变，最后就变成了钚239，再用化学方法将钚239与铀238分离。因为它们不是同一种元素，所以分离会比较容易一些。钚239的核性能超过铀235，它的裂变性能好，临界质量小，作为原子弹的核材料，它可以使核武器具有当量大、体积小等优点。但是钚的毒性大，放射性强，实际生产成本超过铀235。

钚是人工元素，所以它的生产就和核电站扯上了关系。对于得到国际法承认的五个有核国家来说，当然可以公开地建立产钚的军用反应堆，这是合法行为。但是，对于那些不能有核的国家来说，有没有什么办法可以避开国际社会的监视和制裁，在一个“冠冕堂皇”的招牌下悄悄地生产钚呢？有，这就是利用核电站的反应堆。在核电站使用的核材料当中，参与裂变反应的只有铀235，剩下的大量铀238怎么办？当然不会当垃圾一样扔掉，可以变废为宝、循环利用，通过让它吸收中子来造钚。所谓的乏燃料棒，就是裂变反应之后的废燃料棒。不同类型的反应堆产钚的能力差别很大。轻水反应堆技术成熟，容易控制，产生的终极产物少，相对来说利用它开发武器的可能性不大；而重水堆、石墨堆和快中子堆用过的废燃料棒都可以用来再加工提炼武器级的钚，特别是石墨反应堆，它就是在专门用于生产钚的军用反应堆的基础上发展起来的。所以我们也就不难理解，为什么在两次朝核危机中，美国一直强调朝鲜搞核电站只能使用轻水反应堆，而不能使用重水或石墨反应堆。