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扎波羅熱核電站頻繁遇襲,肇事者就不怕引發核爆炸?

自北頓涅茨克-利西昌斯克戰役之后,俄烏戰場就陷入沉寂,俄軍在頓巴斯方向裹足不前,烏軍的赫爾松反攻也未見起色,倒是兩地之間的一個地方成為為外界關注的焦點,那就是目前處在俄軍控制下的扎波羅熱核電站。

近期,這座核電站頻繁遭遇炮擊,部分設施受損,但到底何方所為成為了羅生門,俄方指責烏軍炮擊電站,烏方反稱俄軍自導自演,無論真兇是誰,核電站遇襲可能帶來的災難后果卻是不容忽視的,很多人感到困惑,難道炮擊者不怕引發核爆炸嗎?

■扎波羅熱核電站外用偽裝網遮蓋的俄軍坦克,背景中可見2、3、4號反應堆。

1 核反應堆≠核彈

核電站和核武器都人類利用核能的成果,但兩者存在很大的差異。核電站的核心是核反應堆,通過可控的核反應持續產生能量,而核武器則是利用核材料產生不可控的核反應,瞬間釋放巨大能量,達到毀傷效果。

那麼核反應堆如果被外力破壞——比如炮彈攻擊,是否會像原子彈一樣種蘑菇呢?這需要先了解一下核反應堆的結構原理。

核反應堆就是利用可控的核裂變反應來產生能量的裝置,之所以叫「堆」,是因為人類歷史上第一個可控核反應裝置——芝加哥1號就是把核材料和作為減速劑的石墨堆在一起,這可以從下面的照片中得到直觀印象。

■這個看起來像碼放木料的堆垛就是芝加哥1號反應堆,因為建在芝加哥大學而得名,建于1942年,是「曼哈頓」計劃的一部分。

■科學家正在將外形像木料的石墨條[插·入]芝加哥1號反應堆。

■正在放入芝加哥1號堆的圓柱形物體就是核燃料棒。

核反應堆的種類有很多,而扎波羅熱核電站使用的是最為普遍的壓水堆,即加壓水慢化冷卻反應堆的簡稱。

壓水堆使用加壓但未沸騰的普通水(相對重水來說)作為慢化劑和冷卻劑,是目前最安全、最可靠、最成熟的反應堆類型,全世界的核反應堆中有64%都是壓水堆構型。

■壓水堆核電站的結構示意圖,注意核反應堆被置于安全殼內。

扎波羅熱核電站共有6座VVER-1000型壓水堆,每座額定功率為1000兆瓦,采用的核燃料是鈾235豐度僅為3%的低濃縮鈾。

這種低濃縮鈾是不可能引發核爆炸的,要知道,制造原子彈的武器級高濃縮鈾,豐度需要達到90%以上。簡單來說,以豐度3%的低濃縮鈾根本不可能實現核爆炸。

這要是都能當核彈使,朝鮮和伊朗又何必拼了老命地去用幾千台離心機躲到地底下轉啊轉,費勁巴拉地提煉高濃縮鈾呢。

■扎波羅熱核電站的6座反應堆一字排開。

■伊朗前總統魯哈尼視察新型離心機,這是提煉高濃縮鈾的關鍵設備。

當然了,核反應堆也不是不能爆炸,畢竟烏克蘭的另一座核電站切爾諾貝利可是一爆成名。但是,切爾諾貝利核電站的爆炸僅僅是蒸汽爆炸,并不是核爆炸。

事故發生后,切爾諾貝利核電站仍然繼續運行到2000年。如果是核爆炸,整個核電站早就被夷為平地了。

■切爾諾貝利核電站4號反應堆爆炸后的現場照片,可見周邊建筑物外表受損不嚴重,爆炸產生的沖擊波能量并不大。

■切爾諾貝利核電站發生爆炸的4號反應堆被圓拱形的石棺封閉起來。

■真正的原子彈爆炸現場是這樣的,日本人對此深有體會。

原子彈的爆炸是不可控的鏈式核裂變反應,需要由特殊配比,澆筑成特殊形狀,并安裝在特定位置的高能炸藥來引爆,而炮彈擊中核反應堆是達不到引爆條件的。

2 原子彈原理不復雜

從理論上來說,原子彈的原理和結構并不復雜,只需要用外來的中子去撞擊足夠質量的鈾235或者钚239就能產生核爆炸,這個質量就叫做臨界質量。

最簡單的原子彈就是把兩塊都不夠臨界質量的核材料,猛地合到一起,基于這一原理設計的原子彈就是槍式原子彈,用高能炸藥爆炸產生的能量來推動兩塊核材料相撞,突破臨界質量,引發鏈式反應。

槍式原子彈雖然結構簡單,但核材料的利用率很低,甚至不到10%,大量昂貴的鈾235還沒來得及發生裂變,就被先期爆炸產生的沖擊波給炸飛,白白浪費。

人類歷史上第一枚投入實戰的原子彈「小男孩」就是采用鈾235的槍式原子彈,爆炸威力約2萬噸梯恩梯,但核材料利用率不到2%。

■槍式原子彈和內爆式原子彈的結構原理圖對比。

為了提高核材料利用率進而提升爆炸威力,人類又發明了內爆式原子彈,即在核材料外圍布設設高能炸藥,提高爆炸產生的能量,擠壓核材料相撞后達到臨界值。

相比槍式原子彈,內爆式原子彈對于核材料的形狀、高能炸藥的位置和產生的能量都有精密要求,優勢是核材料利用率高,爆炸威力大。

美軍投擲在長崎的「胖子」就是一枚以钚239為核材料的內爆式原子彈。

■投擲在廣島的「小男孩」(下)和投擲在長崎的「胖子」(上),前者為槍式鈾彈,后者為內爆式钚彈。

3 說起來容易造起來難

即便是看似簡單的槍式原子彈,也不是隨隨便便就能制造出來的。

首先需要有豐度在90%以上的高濃縮鈾235或者钚239。

制造一顆原子彈需要質量約15~16千克的高濃縮核材料,鈾礦石中的鈾235含量只有0.711%,要將豐度提升到90%以上,就需要建立龐大的核材料采掘、提煉和提純工業。制備15千克武器級高濃縮鈾,至少需要3000噸高質量鈾礦石。

很多國家想制造原子彈,首先就被核材料這關卡住了。因為加工核材料的需要規模龐大的設施并消耗大量的能源,難以完全掩蓋,很難逃避國際社會的監管。

其次,要能設計原子彈的具體結構。

如果是自力更生,這一關會很難,僅僅是為了計算一個數據,就需要組織無數科研工作者用算盤反復計算。

如今,原子彈設計圖是可以在國際軍火黑市上買到的。

巴基斯坦的原子彈之父阿卜杜勒·卡迪爾·汗在2004年初向全國發表公開講話,承認他在沒有獲得巴基斯坦政府同意的情況下向多個國家泄露核技術。

據他透露曾在1987年以1000萬美元的價格向伊朗出售了一台拆解后的離心機和圖紙。

再次,要有精密的加工和組裝工藝。

原子彈設計出來后,還需要精密的加工和組裝。以原子彈的核心核材料來說,形狀、質量、體積都是精密計算得出的,也必須百分百地按照計算要求進行加工。

最后,還得通過核試驗進行檢驗。

原子彈作為最精密的武器,只有通過核試驗才能確定是否能夠實現核爆炸,也只有通過核試驗才能搞清楚理論設計是否準確無誤,并且為下一步的原子彈小型化、武器化的科研提供原始數據。

4 核泄漏危害超過核彈

通過上述分析可以肯定,就算扎波羅熱核電站遭到大規模炮擊,核反應堆嚴重受損,也不會產生核爆炸,但是其會導致核泄漏,其后果比核爆炸更可怕!

核電站遭到炮彈或飛彈攻擊時,核反應堆外部由混凝土或鋼制造的安全殼可能遭到破壞,導致內部核材料暴露,產生泄露,此外攻擊可能破壞電力供應,使反應堆冷卻系統停止運轉,無法降溫,導致堆芯熔毀,發生爆炸,造成泄露。

■2011年日本福島核電站事故現場,大量核輻射物質隨著漫天濃煙向外擴散。

雖然核電站的核材料純度不高,但數量大,輻射程度足以危害生命安全和環境安全,核泄漏產生的核污染影響面積大、持續時間長,都遠遠超過原子彈,比如廣島和長崎在戰后十余年內就得到重建,如今已經看不出核爆的痕跡,而切爾諾貝利核電站時至今日依然是一片禁區。

當年切爾諾貝利核電站爆炸造成的直接死亡只有31人,但國際原子能機構在2005年的一份評估報告認為,大約4000人在此后數年因遭受核輻射而患病去世,前蘇聯政府在事故發生后,還將方圓30千米內的近120萬人口進行了緊急疏散,最終這些人全部異地安置,耗費了大量的資金,甚至有歷史學家認為,這次核事故是導致蘇聯解體的誘因之一。

■今日的廣島幾乎看不到昔日原子彈爆炸的痕跡,重新成為一座充滿活力的城市。

■切爾諾貝利核電站事故30多年后,附近的普里皮亞季依然是一座死城,遠處可見封閉事故反應堆的石棺。

對照下面由國際原子能機構起草的國際核事故分級表,如果扎波羅熱核電站的反應堆被破壞進而導致核泄漏事故,很可能達到最高等級的7級。

那樣的話,烏克蘭人民真是何其不幸,竟遭遇兩次7級核事故!

從當前俄烏戰局看,炮擊扎波羅熱核電站的舉動有何軍事意義?

可以確定,核電站一旦被破壞并發生泄露,對于控制當地的俄軍來說相當于引爆了一枚大號臟彈,俄軍將不得不撤出核電站周邊至少30千米范圍的地區,并需要花費大量的人力、物力、財力,疏散當地民眾,對核電站進行搶修和維護,都將牽制俄軍的兵力,消耗其并不充裕的資源,而在核泄漏范圍內的軍事行動也都將受到影響,從短期看這對烏克蘭有利,但從長遠看就算俄軍敗退而去,烏克蘭收復故土,又怎麼來收拾這個爛攤子?

■衷心希望扎波羅熱核電站能夠安然無恙地度過這場戰爭。

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