核武器使用的基本材料主要是鈾-235或鈈-239。天然鈾礦石屬稀有礦物,其中的鈾-235僅(jin) 占0.7%,剩下的大都是不能發生鏈式反應的鈾-238。從(cong) 天然鈾礦石中提取鈾-235,得先把鈾-238分離出去,這一加工過程即為(wei) “濃縮”。
鈾濃縮需要較高的科技水平,因為(wei) 鈾-235和鈾-238的化學性質幾乎相同,無法進行常規化學分離,隻能采用物理方法處理,常見的途徑包括離心法、氣體(ti) 擴散法和激光法。
離心分離法的工作原理與(yu) 洗衣機使衣物脫水的過程相似:通過每秒達2萬(wan) 轉以上的超高速離心機,將鈾-235濃度逐步提高到90%以上。至於(yu) 氣體(ti) 擴散法,其原理雖然簡單,但實現起來相當困難——鈾-235與(yu) 軸-238隻有在極高的離心轉速下才能完全分離,稍有失穩就會(hui) 導致裝置損壞,大多數國家都沒有能力製造這樣的鈾氣體(ti) 分離裝置。
韓國目前較有把握的是激光法。2004年9月14日,韓國科學技術部宣布,一家私人公司曾進口了含鈾磷肥;並且向國際原子能機構通報發現了大約100公斤的鈾氧化物,這是用於(yu) 原子蒸發激光分離同位素試驗的惟一鈾來源。
另一方麵,鈈-239沒有天然的,一般由鈾-238經中子照射轉換而成,需要靠人工方法對核反應堆廢料進行後處理才能提取。重水堆中較多的剩餘(yu) 中子可以使鈾-238轉變為(wei) 鈈-239,通過控製重水堆中鏈式反應的進程,並及時將生成的鈈-239取出,就可以在發電的同時生產(chan) 出可供核武器使用的鈈-239。這種獲得鈈-239的方法繞過了鈾-235和鈾-238同位素分離的技術難關(guan) ,使印度、巴基斯坦等國家跨過了“核門檻”,製造出實用的核武器。
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