伊朗到底有沒有核武器呢?從目前的情況來看,肯定沒有的。伊朗每每揚言要製造核武器,更多的是表現出一種態度給美國人看。除此之外,從現有的客觀條件來看,伊朗想要製造初級原子彈也是困難重重的。
根據聯合國的伊核協議的限制,伊朗提純的濃縮鈾丰度應當小於3.67%,但伊朗方面不斷突破伊核協議限制,已經將濃縮鈾丰度提高到了20%。現在伊朗宣稱要把目前存有的一部分20%丰度的濃縮鈾繼續濃縮為93%以上的濃縮鈾。成為武器級濃縮鈾。
一般情況下,濃縮鈾在3.6%只能用於民用的核電站,丰度在20%以上就可以用於軍用核反應堆,但要成為武器級的核燃料,需要丰度93%的高濃縮鈾。
製造原子彈需要丰度93%以上的武器級濃縮鈾235或濃縮鈽239。但提純武器級的鈾235和鈽239都不容易。
首先是鈽239,需要用重水核反應堆或石墨反應堆生產,鈾238吸收反應堆中的中子就變成了鈾-239,再經過β衰變轉變成鈽-239。聯合國分析伊朗的阿拉克重水反應堆一年可生產8公斤至10公斤鈽-239。在伊核協議2015年7月簽署後,伊朗曾將阿拉克重水反應堆芯塊移除,並以水泥填充使其無法執行。後來2018年美國退出伊核協議以後,伊朗宣佈開始執行阿拉克重水反應堆第二回路。
但重水核反應生產的鈽239的丰度極低,只有3%左右。因此需要進一步提純至93%才能作為核燃料用於鈽原子彈的製造,很耗費時間的。而且重水反應堆也需要濃縮鈾作為燃料,因此一切問題最後還要回到濃縮鈾的生產。
生產濃縮鈾就更不容易了。濃縮鈾的生產有兩種方式,一種是我們熟悉的離心機,另一種是氣體擴散法。在冷戰時期,核大國以及我們中國都使用氣體擴散法生產濃縮鈾,優點是產量大,可以輕易就獲得上百噸的武器級濃縮鈾。氣體擴散法的最大缺點耗電量巨大,美國曾統計,在冷戰時期的60年代,美國全國有17%的電能用於供應氣體擴散核工廠,美國在60年代中期的年發電量為1700億千瓦時,7%的耗電量大約為2900億千瓦時,這要比伊朗目前的發電量還要多。因此一般的小國根本無法承擔這種耗電量。
圖片上面是伊朗核電站執行的流程圖,下面圖是原子彈製造的流程圖。左邊是鈽原子彈,右邊是鈾原子彈。
所以,低水平的搞核武器的國家都使用耗電量較低的離心機。但離心機的產量比較小,伊朗有上萬臺離心機,甩了十年才提純出300公斤丰度3%的濃縮鈾。在2015年7月14日,伊朗與伊核問題六國(即中國、美國、英國、法國、俄羅斯和德國)達成《伊核問題全面協議》,這份協議最重要內容就三條:要求伊朗的濃縮鈾儲量不得超過202.8公斤,要把鈾濃縮水平限制在3.67%以下,離心機的數量削減三分之二,從大約19000臺減少至6000臺。在美國撕毀伊核協議以後,伊朗又加緊建設新的離心機工廠。
鈾礦石的來源,也是一個需要解決的大問題,按照目前一般水平的200噸鈾礦石提煉1公斤濃縮鈾的理論資料,伊朗想要提煉出20公斤的93%丰度的武器級濃縮鈾,就至少要有4000噸鈾礦石。伊朗的鈾礦石產量並不高,需要大量進口。全世界每年出口鈾礦的國家就那麼幾個,早就被盯得死死的。伊朗想要在大家眼皮子底下搞一些鈾礦來練,美國第一個不答應。
伊朗在2019年8月19日前的濃縮鈾儲量為3.6%丰度的241.6公斤,到2020年,伊朗儲存的低丰度濃縮鈾總量增至372.3公斤。伊朗在今年4月份開始提純60%的濃縮鈾。生產速度為每小時9克,對,你沒看錯,每小時9克。
而且去年伊朗的新濃縮鈾廠房被以色列給爆炸破壞了,因此伊朗的濃縮鈾生產受到了很大的阻礙。再加上去年伊朗首席核科學家在首都郊外光天化日下被暗殺幹掉的。這都嚴重說明伊朗在安全保衛工作方面的巨大漏洞。
即使是有了60%丰度的濃縮鈾還不足以製造原子彈,還需要進一步提純至93%的武器級濃縮鈾。按照這個生產速度,伊朗需要一年以上時間才能搞出滿足一顆最小當量原子彈(5000噸)的濃縮鈾。
純鈾235的金屬球在中子反射層裡面的臨界最小質量需要15公斤,但實際得20多公斤,每小時9克的60%濃縮鈾,再加上進一步濃縮的時間,伊朗需要晝夜不停地鈾濃縮五個月。按廣島小男孩的核燃料利用效率,這枚核彈的威力也就五千噸TNT。
儘管鈽原子彈的製造技術相對容易,但鈽原子彈缺點太多了,例如有劇毒,儲存和運用極其麻煩,必須建立完整的後續處理廠和安全程式,對參與人員的身體傷害也更大。而且發展前景不如鈾原子彈有優勢。鈾原子彈的執行更穩妥,而且可以做氫彈的核扳機,還可以做成加強型原子彈,因此有雄心壯志的國家一般是要搞鈾原子彈。