请教驭风兄等——关于核知识

原帖由 新侨联委员 于 2007-1-1 09:21 发表
　　第一是关于情报方面的事,OSS,对苏联的原子弹的计划有没有耳闻,美国有没有类似打击中国核计划一样的心思,来对付当时的苏联的原子蛋计划;
　　第二,南满地区的日本核工业具体地址在哪里,当时日本在东北的核工 ...

    委员兄,你问的这些我也不太了解,只能提点看法和线索:

    一.美国确实拟定过几次对苏联的核打击计划,不过没听说过美国战略情报局对付苏联原子弹的计划.我认为即使有,也只能是很纸面的技术层次的计划,因为其可行性应该很低.苏联不是中国,苏联爆核弹只比美国晚4年,而这4年恰好是苏联军力超强并保持咄咄逼人的战略进攻态势的时期.一方面美国很难在幅员辽阔的苏联国土上确定核设施的位置并实施毁灭性打击,另一方面苏联的报复能力(比如进攻西欧)不是美国所能承受的.毕竟在那个时代,美对苏的核威慑优势还远远抵消不了苏对美的常规军力优势.

    二.你说的日本核工业设施并不在南满,而是在北朝鲜咸镜南道的兴南,这是一个面向日本海的港口.
    日本陆军在1940年确定了原子弹在技术上的可行性,并由Yoshio Nishina领导的物理化学研究所牵头进行研究工作.日本海军也于1942年开始搞自己的代号为"F字项目"的原子弹计划,由Bunsaku Arakatsu挂帅,地点是在京都.不过日本当时的国力远不能支持原子弹研发需要,而且战局每况逾下,日本军方从未给这些核计划提供足够的物力支持,因此直到日本投降,这些核计划都没有取得什么像样的进展.
    陆军核项目的设施在1945年就让B29给炸了.因为本土不安全,所以日本人在二战末期将部分核设施秘密迁移到相对安全的朝鲜兴南,主要是用它来生产的重水,不过产量很小.等苏联人把关东军灭了,这些核设施自然落其手中,苏军用潜艇将其拆运回国内.
    其实日本人在二战时期根本就没有什么像样的核研发和生产能力.美国人在占领日本后,总共才搜出来5台用于提纯铀235的离心机,比起今天伊朗扬言安装上万台的规模,就知道其规模多么不值一提.美国人当然不像苏联人介么不开眼,因此把5台都砸了丢进东京湾了.有趣的是,1945年5月,德国的U234号潜艇在驶往日本途中向美军投降,里面被搜出560公斤氧化铀,估计能从里面提练出3.5公斤浓缩铀.如果日本自己有本事,也用不着花这么大功夫从德国搞.
    苏联人那时穷疯了,基本把敌国的每颗螺丝钉都拉回国了,日本在兴南的可怜设备自然也未幸免.不过我不认为它对苏联研发原子弹有什么重要的贡献.从技术上,苏联人除了自己的努力,外来的技术帮助还是从美英那里偷到的多些,另外从德国抓到的科学家也起了些作用.而日本在此方面的技术进展,并不比苏联人更强.与苏联发展原子弹的巨大投入相比,兴南的那点产量极有限的重水生产设备基本起不到什么推动作用.
   
    供参考.请了解这方面情况的大侠多讲讲.

毕竟美国是一个民主国家，没有正当理由对别国发动这样的攻击。
在国内很难说的过去。
二战毕竟才过去没多久，当时还被宣传成可靠的盟友，也不是这么随便就能扭转过来的吧。

　　谢谢驭风的指导！也请其他朋友多参与发言。
　　当年除了美国，确实没有其他国家有研究核武器的财力和人力了。
　　委员又有一个疑问：伊朗什么时候能够开始核试验？伊朗上万台离心机轰隆隆开动起来以后，伊朗的核计划会明显加速了。

原帖由 新侨联委员 于 2007-1-2 18:12 发表
　　谢谢驭风的指导！也请其他朋友多参与发言。
　　当年除了美国，确实没有其他国家有研究核武器的财力和人力了。
　　委员又有一个疑问：伊朗什么时候能够开始核试验？伊朗上万台离心机轰隆隆开动起来以后， ...

    估计最快可能只要一到两年,慢则顶多三到五年吧.
　这只是说技术上的能力，核试还得看政治意愿，毕竟内贾德还没有揭掉发展核技术是为＂和平目的＂这层面纱．当然技术是最关键的，政治上自圆其说不是难事．小金就硬说造原子弹的目的是为维护世界和平．
    美国人最近估计说是在2010到1015年间.不过从以往的经验看,人家总是有办法干得比美国人估计得快些.特别是美国人吊死萨达姆,等于是明确地告诫所有的"问题国家":"你们要不快点搞出核武器,一定死得比老萨还难看!"
    我认为伊朗的核潜力比朝鲜大.因为朝鲜主要是从当年苏联援建的石墨反应堆中提取钚２３９,走这个捷径当然研制得快些,但产量有限,多长时间才能攒出一枚核弹大家都清楚，这是追求一种象征性的有限核能力．但伊朗不同，人家有钱，是老老实实用离心机提纯铀２３５的，雄心勃勃，前不久说将要安装６万台离心机，最新传言则是甚至要搞到十万台，看来是想追求实实在在的核战能力．

原帖由 隐形杀手 于 2007-1-2 02:10 发表
毕竟美国是一个民主国家，没有正当理由对别国发动这样的攻击。
在国内很难说的过去。
二战毕竟才过去没多久，当时还被宣传成可靠的盟友，也不是这么随便就能扭转过来的吧。

当年确实如此．虽然冷战已经拉开序幕，苏联已被妖魔化了，美国和苏联因柏林危机几乎翻脸，但大战甫定，人心思安，攻击苏联是要冒天下之大不韪的．但美国当然实力还不济是更重要的理由．

不过现在就不好说啰．打老萨有啥正当理由啊？说服本国老百姓看来还是满容易的．老萨对美显然不是重大威胁，但谁让他是软柿子，还有前科，美国人干他主要是因为没多大代价，至少当年美国人是这么误判的．今后对付朝鲜还有台海问题也会是这样，能阻止美国的不是道义而是实力．

　　当年有美苏两国共同联手打击中国的核计划么？我看过的资料没有

　　我看到的资料是美苏相互拆台，提醒中国:D

原帖由 过期密码 于 2007-1-3 14:02 发表
　　我看到的资料是美苏相互拆台，提醒中国:D

我看到的也是.美苏在冷战中玩的是零和游戏,一家觉得合适的时候,另一家十有八九觉得不合适.

委员：

苏联的波罗金诺计划1942年正式开始，1949年完成。当时美国对于苏联的的科技水平估计过低，认为苏联短期内无法研制成功，所以战略情报局和中央情报局都不会对此投入过大关注，更谈不到破坏。卢森堡的间谍案件还是苏联试验成功以后才被发现的，可以从侧面说明此前美国对此的关注很少，否则不至于对于这些和苏联计划密切相关的问题保密工作出现如此大的疏漏。

　　感谢各位指导学习！:victory:

　　再次请教驭风兄：
　　日本现在如果要决定拥有核武器，纯技术上有什么障碍么？

菜鸟代回答下 从去年<兵器>上介绍的日本的核设施现状上 以本人的极菜的物理和军事常识看 唯一的限制应该是在时间上

　　我们就谈技术，不谈政治，估算一下日本制造核武器有多少技术困难。

技术上的困难，以我的菜鸟意见主要有：

一是武器级核燃料的提纯工作，这个主要是工程上的问题，根据日本的实力，应该不难解决，毕竟没有什么理论上的秘密。

二是核武器起爆中的核物理计算，这个东西很难找到什么参考，只能自己摸索。对于第一次干的还是比较费尽的。

三是核试验，毕竟缺乏实际起爆提供的参数，是很难设计理论模型进行模拟的，而日本要搞核试验，地点的选择太困难了。

　　委员有些不解：
　　钚一般需要量是十公斤左右。如果日本手头上的钚足够多，有五十公斤，那么不用试验也应该能够组装出来一个核弹头，对不？
　　日本需要把手中反应产生的钚提炼出来、提纯，熔化、铸造成型，不就可以了？那么钚的提取和铀的提取有什么不同？更简单还是更加复杂？

研制核武器不但是技术,经验的积累也很重要.日本在技术上当然没什么问题,我觉得最大的问题也不是时间,而是经验.强如美国都整天想着重启核试验,直接上核武器,按日本的实力来讲是没问题,但是能做到什么程度就有问题了

以色列的经济,工业基础,地理环境比日本要差一些吧......以是怎么研究的呢?是怎么克服技术屏障的/估计美想帮他,也不会把现成的核技术双手献上的吧!:) :lol :lol

抱歉好几天没来.现在媒体对日本研发核武潜力有两种极端看法,我都不大同意.

    第一种说法是过度夸大.强调日本拥有大量核电站,而且还进口了大量钚燃料,目前拥有的钚储量天下第一,足够造数千枚核弹云云.

    我认为,上面说的从数字看确实不假,鬼子手上的钚确实数量惊人,如能提练出来,估计造上万枚核武器都够了.但问题就是,他根本提不出来.日本核电站基本上都是轻水反应堆,提出来的乏燃料棒中钚239的丰度只有65%左右（石墨或重水堆里提取的直接就能达到９０％以上）,与93%以上的武器级标准差很多.
    那么既然丰度1%的铀矿都能浓缩出93%以上的武器级铀235,那么65%的钚239中难道不能浓缩出93%的钚?还真的不行!我在旁边的贴子里也提到过,做同位素分离时,原子量差别越大越容易,像铀235和铀238,可以利用质量差用离心机进行物理分离.而丰度65%的钚239的剩下部分基本上是钚240(也可能有些钚241),这两者原子量差别极小,不可能用离心机分离.而且它们的化学特性也别无二致,你也不能用化学方法分离之.唯一的办法是电磁法,但这个技术复杂且成本极昂贵,只能在实验室里制备少量产品,不可能用于大规模制造核武器的.所以日本人想把巨大的钚储备都转化成武器级的钚239,是根本不可能的事!

    第二种说法是过于贬低日本核潜力.这主要是日本核专家自己"韬光养晦"的说法，理由就是我上面分析的这些难关．
　　但我认为，日本毕竟是个核大国，有五十多座公开的核电站，国际原子能机构对其监测也是近年来才完善，而且我们也不知道日本人是不是偷偷造了别的钚生产堆对吧？而且鬼子有的是钱，即使用极昂贵的电磁分离法，浓缩出几十公斤武器级钚也不是不可能的事．日本核专家很多，对核弹原理应该很清楚，其超级计算器的性能和数量是顶尖水平，进行仿真核试应该不在话下，不用核试也能造出核弹．所以日本从技术上和原料上都不会有什么难以逾越的难关．
　　如果日本真像它自己描写的那么清纯，至今从来木琢磨过核武的事，那么既然从现在开始，以其强大的技术和经济实力，估计顶多两三年也能搞出来了．但以其国民历来极强的危机感和一贯偷鸡摸狗的前科来看，我认为它应该在Ｎ年前就已经达到能随时造出核弹的水平了．而且日本现在正在搞的文殊增殖反应堆很可怕，从里面可以直接提取出丰度达到９６％的超级武器级钚２３９！

　　综上所述，我认为日本现在是核门槛国家，随时可以拥有核武，短期内尚难大规模发展核武，但长期来看核武发展前景很大．让全世界广大热爱和平人民稍稍宽心的是，日本现在拥有的巨大钚储备只能民用，根本不可能大规模转化成武器级钚．

原帖由 新侨联委员 于 2007-1-12 20:16 发表
　　委员有些不解：
　　钚一般需要量是十公斤左右。如果日本手头上的钚足够多，有五十公斤，那么不用试验也应该能够组装出来一个核弹头，对不？
　　日本需要把手中反应产生的钚提炼出来、提纯，熔化、铸造成 ...

“委员” 请厘清一个概念：铀是浓缩，钚是提取。钚浓缩好象从来就没听说过，道理我不懂，反正就是没有，至少我们没有。

日本的核燃料是在英国作后处理的，英国有一专门对核燃料进行后处理的堆。英国人把铀、钚同位素以及其他裂片分离出来，处理后的东西全运回日本，听说一次就运回日本十几吨的钚。这样提取出来的钚，肯定不能作核武器，而且在技术上有绝对把握，否则英国早就成核扩散的罪魁祸首了。日本有大量这种钚，但因为钚不能浓缩，也就没有军事上的威胁。

“驭风” 对钚浓缩的说明，解答了我部分疑惑。原创挺辛苦，请允许我代表大家感谢他一下。:handshake :)

　　谢谢驭风的解答。:handshake

“按照杜祥琬的书，8%比率以下称为武器级钚。不过他也说了，实际上任何比例的
钚都可以爆炸，问题只是Pu 240/242比率越高，内爆压缩速度要求就越高，相同
设计下威力就越低。通常从堆内取出的燃料棒是照射一年以上的，
进行提炼后，Pu 240比率在20%-30%,而造蛋蛋的一般最多照射几周.”

请教驭风兄，以上是一个搞物理的朋友说的，是不是轻水堆里照的时间短一些就能提纯出武器级的钚？对“实际上任何比例的钚都可以爆炸”这句话是否认同？为什么？

反应堆每兆瓦/日可提取一克钚，武器级别的不到一克。

我看日本发展核武器的最大问题是如何把核装置变成核弹头小形化装到导弹上

原帖由 wtwtwt21 于 2007-5-13 11:29 发表
我看日本发展核武器的最大问题是如何把核装置变成核弹头小形化装到导弹上

日本发展核武器最大问题不是在技术上，技术上的主要问题就是前面的老大说的缺乏经验。

日本发展核武器最大问题是战略上。

核武器刚诞生是大国威胁讹诈小国的工具，现在基本上翻过来了，成了小国讹诈大国的工具，小国是不敢首先用核武器攻击大国的，但由于有了核武器，可以让大国优势的常规兵力不敢轻易使用，大国害怕的一是小国在最后关头孤注一掷，所以不能逼得太紧，二是怕核武器扩散出去，到了恐怖分子手中，所以不得不给点好处，换取小国同意配合控制核武器的扩散。

而日本有了核武器，显然不能起到和朝鲜、伊朗、巴基斯坦这些国家的核武器的作用。而作为一个岛国，没有战略纵深，核武器又不能主动拿来进攻别的大国。所以基本是废物，没什么作用。

据说苏联人在二战期间通过“模拟”的方法搞了一次"核试验"，驭风兄知道这方面的情况么？？

是还没等完全插进去就早泄啦!;P
    看到资料说,历史上只有美国人搞过一次燃料级钚弹的核爆试验,效果可想而知.

2. 关于轻水反应堆为什么不能制造武器级钚的问题:
    前面说了,制造武器级钚的关键是钚240不能超过7%.钚239是铀238经过中子照射形成的,但如果它继续接受照射并再接受一个中子,就成了讨厌的钚240,你是不可能通过化学方法分离的.所以制造武器级钚的关键是照射时间不能过长(另外还得合理地转动燃料棒使照射均匀).
    我记得制造武器级钚的合理照射时间应该是90天左右.
    那么轻水堆为何不能通过减少照射时间来减少钚240来制造武器级钚呢.
    问题是,轻水堆这东东在提取燃料棒时需要彻底关机,而且一关就往往需要数周时间.通常的商用轻水堆是每隔一年到一年半才会关机一次,并更换大约25%的燃料棒.此时钚240早就超标达到20%至30%了.如果每三月就关机一次,并且一关数周.那么这个商用堆的运营成本的太高,没法正常干活了.而且商用堆是受国际原子能机构监控的,你一关机人家就知道你想搞啥鬼名堂.
    石墨堆和重水堆就没问题了,都可以不关机就随时提取部分燃料棒,所以用来制造武器级钚很合适.

驭风大大回答得很专业，解决了很多以往困扰我的问题。

顺便说一下我理解的钚和铀在分离问题上的不同，我认为问题不在原子量的差距上，事实上，只要有原子量的差距，两种气体肯定就可以用气体分离法分离，原理是基于不同原子量的气体扩散速度不同。问题只是分离级数的不同。（目前六氟化铀提纯到武器级应该是需要上千级分离）
我认为主要问题是尚未找到一种含钚的气体，能像六氟化铀一样可以可以在常温下持续稳定的操作，从而使大规模的工业化成为可能。这个问题与两种元素最外层电子的排布有关，因此很可能从理论上是不可能的。

多谢驭风兄的解答。还有几个问题：
1、核弹爆炸的时候不需要另外的中子源点火吧？反应堆启动的时候应该要吧，一般用什么？钴60还是别的？
2、反应堆的控制棒会饱和吧，多久要换一次？
3、三里岛出事的那个堆怎么处理的？堆芯都熔化了。切尔诺贝利外面建了个石棺，三里岛的那个有安全壳，直接撂那儿不管也不要紧吧？
4、我在海军版发了一个帖子请教潜水病的问题，http://bbs.cjdby.net/viewthread.php?tid=367193，一直没人解答，请帮忙看看。

原帖由 反物质 于 2007-5-16 11:40 发表
再请教几个问题

多谢驭风兄的解答。还有几个问题：
1、核弹爆炸的时候不需要另外的中子源点火吧？反应堆启动的时候应该要吧，一般用什么？钴60还是别的？
2、反应堆的控制棒会饱和吧，多久要换一次？
3、三里岛出事的那个堆怎么处理的？堆芯都熔化了。切尔诺贝利外面建了个石棺，三里岛的那个有安全壳，直接撂那儿不管也不要紧吧？
4、我在海军版发了一个帖子请教潜水病的问题，http://bbs.cjdby.net/viewthread.php?tid=367193，一直没人解答，请帮忙看看。

1. 核弹爆炸时通常是需要另外的中子源点火的,目的是更精确地控制点火时间.早期设计的原子弹用高放射性的钋210作中子源,但这东东半衰期才138天,所以隔三差五得更换.后来通常采用氘氚反应中子源就好多了.
    但不是所有原子弹都非要中子源不可,比如设计和制造得很好的枪式原子弹就不一定要它.美国人设计"小男孩"时就不准备装中子源,后来为了保险才加上的.
    总之,原子弹不是非要中子源才能爆炸(比如前面说的钚240超标造成过早点火的情况),但有了中子源可以通过精确控制起爆时间来获得最佳效果,这也是原子弹设计成败的关键点之一.有了中子源,可以将起爆时间控制在毫秒级!
    反应堆是否需要另外的中子源来启动我也不大清楚. 我一直认为控制棒插入就可以启动了,反正早点晚点无所谓.谁知道的可以说说.

2. 反应堆控制棒的更换时间有长有短,多数常见的压水堆是18至24个月换一次,每次换三分之一.当然,那些不用关机就能换的就随便了,比如坎杜堆.

3. 三里岛那个二号堆的事故其实并不严重,虽然部分堆芯融化了,但好在反应罐并没有破裂,也没有造成明显的泄露. 所以处理工作也相对简单,主要是清理和消除污染工作, 其中较复杂点的就是取出核燃料,这活儿直到1990年才干完.1993年时把反应罐完全拆除了,这事儿就算完了.

第四个问题打不开,也不大懂.

多谢驭风兄的解答。
氘氚反应中子源？氚的半衰期也很短啊，十来年，氢弹里都装氘化锂吧？
氘氚反应要很高的温度啊，这个条件怎么提供？氢弹要靠原子弹来点火，原子弹又要氘氚反应中子源，这个这个，成鸡和蛋的问题了。

昨晚补了一个问题来着，谁把我帖子删了？:@
再问一次，请教驭风兄：用钍232增殖铀233造蛋蛋的可行性如何？在堆里照的时间长了也不要紧，生成的是铀234和铀235。

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原帖由 大秦猛士 于 2007-1-12 11:33 发表
技术上的困难，以我的菜鸟意见主要有：

一是武器级核燃料的提纯工作，这个主要是工程上的问题，根据日本的实力，应该不难解决，毕竟没有什么理论上的秘密。

二是核武器起爆中的核物理计算，这个东西很难找 ...

核武器一定要试爆吗?以色列不就没有试爆过.

看来驭风老大俗事繁忙，所以俺鼓起勇气试着代老大回答下这个问题吧。反应堆的不懂，链式反应的还能分析一下。错了直接拍:)
想法应该是利用铀235临界质量比钚239大，所以混合了同样也能链式反应的铀235的亚武器级钚早泄上的困难要比同样质量的亚武器级钚的小。临界质量的计算俺没学过，但是感觉主要应该依赖于各自的粒子数密度和原子核被中子打靶的截面积。印象当中铀235在通常状况下是40多千克，钚239是十几千克。
可是在真正的核弹爆炸时，化学装药起爆压缩后的核装药的状态肯定不是上面说的通常状况。实际上为了保证核装药的反应充分，一般做到此时的核装药状态是临界状态的若干倍。这个若干是个相当大的数字，具体是多少量级的俺不知道。临界质量铀和钚之间两三倍的差距在这个相当大的数字前可能是小量，如果是这样在这个过程中就应该感觉不出铀和钚的多少差别来，或者说差别是两三倍除以那个相当大的数字的级别的。如果亚武器级钚不能解决早泄的问题，我觉得哪怕最理想的全部核装药就剩下钚240和铀235，问题缓解的程度就是上述级别的，应该会很有限。
且不说要在微观上做到掺进去的铀235分布均匀会遇到多少技术上的困难，总之不如直接造铀弹

原帖由 ddhj2366 于 2007-5-20 17:03 发表
核武器一定要试爆吗?以色列不就没有试爆过.

一般认为，以色列是在南非完成首次试验的。

原帖由 大秦猛士 于 2007-5-21 16:06 发表


一般认为，以色列是在南非完成首次试验的。

核武器经验太重要了，原理大家都知道，只是怎么造出来难上加难。以色列有日本厉害么？没有具体的实验，小日本再厉害，它们也造不出来。:victory: :victory: