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雏菊西瓜Peterpan■日本一夜之间拥有核武器？只是某些网友自己美好的“愿望”

是这样的 ， 网络评论当中经常能看到某些网友这么一种说法：
日本一夜间拥有核武器 ， 日本的核武器偷偷研制了
对任何国家来说都不存在所谓“一夜间拥有核武器”这种说法 ， 即便是初级的原子弹也是存在极高技术壁垒的 ， 虽然他的原理非常简单 。 当然可能有朋友说“偷偷造” ， 核领域不存在偷偷这种说法 ， 没有任何国家能做到“瞒天过海” 。 下图是上世纪60年代美国对我西北核设施空中侦察照片 ， 由KH-7侦查卫星拍摄 ， 辨识度非常高
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初级核武器 ， 也就是我们通常所说的原子弹 ， 他的基本原理是核裂变 ， 也就是重原子核吸收中子后分裂成2个较轻的原子核的核反应或放射性衰变形式 ， 在这一过程中释放能量 。 而自发性的持续的核裂变我们称为链式反应 。
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但链式反应有个条件 ， 那就是存在临界质量 ， 也就是裂变材料达的质量到一定值才能发生这种链式反应 ， 才能持续性的释放大量能量或者短时间内爆发巨大的能量 。 比如铀-235球的临界质量为46.7公斤（加反射成后可以降低到16.8公斤）；钚-239临界质量为10公斤（加反射层后降低到4.5公斤） 。 与核电站使用的20%以下富集度的核燃料不同 ， 为了保证原子弹的体积和质量尽量小 ， 所以只能尽量提高核材料中铀-235或钚-239的富集度 ， 也就是减少其他杂质的含量 ， 通常要达到90%以上才构成武器级核材料 。 1945年8月6日投放在广岛的MK1型“小男孩”枪式原子弹核心部分铀-235富集度为89% ， 全部核材料的平均富集度也超过80% 。
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现在问题来了 ， 自然界中的天然铀矿石中铀-235的富集度只有0.7%左右 ， 其他的都是铀-238 ， 这与目标中的90%铀-235富集度相差非常大大 ， 所以这里面涉及到一个重要的问题：提纯 。 而铀矿石在提纯之前需要进行一系列的处理 ， 大致流程是这样的
铀矿→重铀酸铵→纯净铀氧化物→硝酸铀→三氧化铀→二氧化铀→四氟化铀→六氟化铀
将铀转换成六氟化铀（含有99%以上的六氟化铀-238杂质和0.7%左右的六氟化铀-235）的形式 ， 因为六氟化铀可以由固态直接升华成气态 ， 升华温度只有54.7摄氏度 ， 方便提纯和运输之间快速转换 。 我们常听到的“黄饼”就是处理后的六氟化铀 。
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△黄饼
就目前来说 ， 主流的核材料提纯办法集中在气体离心法和气体扩散法 。 气体离心法好理解 ， 因为含有铀-238的六氟化铀的分子量较重 ， 在离心机的作用下会被甩到相对较外的位置 ， 而含有铀-235的六氟化铀分子相对集中在中心 ， 通过一次次的离心分离就可以提取出富集度较高的铀-235 ， 再通过一系列化学变化回到铀-235 。
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气体离心法
【雏菊西瓜Peterpan■日本一夜之间拥有核武器？只是某些网友自己美好的“愿望”】而气体扩散法就是同温度下分子量较大的六氟化铀-238运动速度较慢 ， 而六氟化铀-235可以较快的通过扩散膜 ， 一次次扩散收集六氟化铀-235 。
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气体扩散法
但不管是气体离心法还是气体扩散法的代价都极为巨大 ， 由于武器级核燃料的铀-235富集度极高 ， 所以对离心机的要求和很高 ， 用洗衣机来充当核燃料离心机显然是不现实的 。 正常来讲 ， 多级串联高性能离心机是提纯的常见办法 ， 基本条件是离心机单机功率足够大 ， 否则串联再多也没用 。 大致1万台离心机转1个月差不多能收集大概1枚2万吨级核原子弹所需的铀-235 。 这种大功率离心机因为危害国际安全 ， 所以一直是受到管制的 ， 技术也基本掌握在几个拥核国家 。 伊朗自己曝光的IR4和IR6离心机 ， 推测提纯能力只能达到20% 。
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另一个气体扩散法 ， 代价就是电力消耗极大 ， 一般1200-1500次扩散只能提纯到5%左右 。 所以通常气体扩散法需要单独建立发电站进行电力保障 。 而美国在冷战期间用于核燃料提纯的电力占同时美国总发电量的7% 。
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美国橡树岭核实验室
既然是这样 ， 那么无论从哪个方面都非常容易监控日本 。 首先 ， 日本本岛资源极为匮乏 ， 不生产铀矿石 ， 只能通过进口 。 其次 ， 离心机受到管控 ， 基本不可能依赖进口 ， 而用于提纯武器级核燃料的离心机技术基本只掌握在五大常任理事国 。 如果气体扩散法 ， 那么短时间内陡然升高的耗电量极易被CIA这类情报机构发觉 。 其实就美国的情报网络 ， 包括相关领域的专家和高校研究机构基本都处于监控当中 ， 甚至我们可以说日本的核武器计划可能刚制定出来就已经送到白宫的办公桌上了 。


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