销毁核武器也是一门技术活
▪ 导读 ▪
一个没有核武器的美好世界,注定将是遥遥无期的梦想,因为直到最近,增加核武器(核弹头)的数量、扩大核武器的规模、扩充核武库以慑止战争爆发,仍被视作是一个最优的战略选项。细思起来,在迄今为止的人类历史上,人们对核武器的复杂情感和认识应该是绝无仅有的。
核武器常常被挪揄为是史上“最有用的最无用武器”或“最无用的最有用武器”,人们对它是既爱又恨。说核武器最有用,是因为它威力巨大、效能超强、威慑性无比,可“不战而屈人之兵”,受到很多国家的青睐,它们千方百计地想制造和拥有它。说核武器最无用,是因为它破坏环境、危害人类、毁灭地球,总是遭致全人类的反对,发展和使用都受到很多无形的约束,要面临不可承受的政治和军事风险——尤其是对有核国家使用,必然会遭到无情的核反击和核报复,结果肯定是“杀敌一千自损八百”,“损人而不利己”,有核国家不得不三思而后行,到最后它很可能就是个摆设。正所谓“成也萧何,败也萧何”,人类一边孜孜不倦地强化和改进核武器的性能,一边却处心积虑地限制和消减它的规模;基本是每隔几年就要举行一次核裁军会议,幻想着有朝一日能彻底销毁它,达成一个美好的无核世界。所以说,核武器从方方面面都体现出了悖论,说它是一个人类曾经为了和平目的而制造,现在又要为了和平目标而销毁的不折不扣的怪兽一点都不为过。
客观地说,对核武器,制造它相当不容易,要有一定的工业基础和技术水平,要动用很多的人力物力,要投入大量的金钱,对这些人们应该都有了较多的概念;但销毁它也不简单,同样要有必备的工业基础和技术能力,要耗费不少的人力物力,要花费并不秀气的银子,对这些人们恐怕就不一定了解了。为此,我们下面就来说说如何销毁核武器。从中,我们将会体会到,销毁核武器也是一个不折不扣的费力、耗时、花钱的技术活儿。
按照有关国际核军控条约和协议以及各有核国家核武器的管理规定,核武器销毁也可理解为受军控或退役的核武器的拆毁、拆除、拆解和拆卸等,因为这几种叫法从去除核武器的功能、不能重新组装和制造出新的核武器看,与核武器销毁意思大同小异。
核武器通常是由核弹头(核炸弹)及其发射装置与运载(投掷)工具两大部分组成。它们可能涉及或包含核原料、放射性材料和有毒物质,让核武器的销毁过程面临很大的安全风险,所以被视为是一项较大而较艰难的工程,不但技术要求很高,程序也很复杂,必须由专门人员在专门场地内用特殊工具实施。一般情况下,销毁工作开始前先要由核武器专家和设计人员,针对不同种类的核武器进行分析和评估,确定装运和销毁过程中可能出现的安全风险,进而拟定出销毁计划和预案。之后,再将除导弹发射井外的发射装置与运载工具以及已经取下的核弹头,分别运往相应的工厂或专门场地,集中监管存放并等待销毁。
01 / 发射装置与运载工具的销毁
核武器的发射装置与运载工具,主要包括发射井、发射车、轰炸机、核潜艇和导弹(弹体)等。类型不同,销毁方法就不同。发射井大都使用了异常坚固的材料,并进行了抗核加固,用普通的工程施工挖掉既麻烦又费时,因此多采用炸药爆破的方式将其上部炸掉,再通过填埋来彻底封固完成销毁。轰炸机和发射车(筒)的销毁,基本不需要特别复杂的工艺,只要送往专门工厂直接用大型切割机切割和分离,将价值高的贵金属取出,与余下的金属一样碾平或压碎回收即可。但是,对取下了核弹头的导弹和卸下导弹的核潜艇的销毁,则存在很大的危险性和危害性以及不确定性,技术难度要大的多,过程也要复杂的多。
1)导弹的销毁
一般是先取出导弹的氧化剂和燃烧剂,然后再利用爆破法、燃烧法、切割法或发射法进行销毁;其中从远程或洲际弹道导弹上卸下的火箭发动机,也可稍加改造后用作助推火箭来发射卫星等航天器,在民用领域发挥余热,这属于可持续的和平利用,但必须按照规定并满足严格的条件。
爆破法是将一枚或多枚导弹集中在有安保和防护措施的特殊场地中,用炸药将其连同发动机一起引爆炸毁;这种方法简洁方便、过程短、技术要求低、效费比高,但浪费大、危险性强、对环境有较大污染和影响。
燃烧法是将导弹固紧后点燃其发动机烧毁,残剩和未被烧掉的部分再用粉碎机粉碎;其缺点类似爆破法,但容易控制,危险性弱一些。
切割法是在专门的工厂,用大型切割机在要求或规定的部位将导弹切割成几大段,使其无法再重新组装成型,而剥离下的金属经过清洗和除毒去污后压碎回收;该方法类似于对轰炸机和发射车的销毁,制造材料可回收利用、浪费小、效果好、无污染,但工艺复杂、过程长、效费比低。
发射法是将不带核弹头的导弹重新加注燃料剂和氧化剂后,朝向人烟稀少的指定陆地(也可是导弹试验靶场)或海上溅落地区发射,达到销毁的目的;它实际上就是导弹的发射试验(只不过目的不同而已),所以处理简单、效果好、并能兼顾试验测试和训练,但浪费大、费用高、对环境有一定的污染和影响。
2)核潜艇的销毁
一般是先将核潜艇上的其他武器和重要设备卸下,然后把它驶往特定的船厂码头。
在那里,第一步是将核反应堆中具有高辐射的燃料元件和核废料全部取出,小心放入用铅特制而成的密封容器中密封后,运送到能有效维持和监控核辐射的专门存储场地(如基地的水下或地下混凝土建筑物、海底隧道等)长期存储;第二步将核反应堆中的冷却剂(通常是被污染的水),抽入专门的过滤系统进行放射性物质和有毒元素等的滤除,达标后再排入大海中,而滤出的放射性物质和有毒元素等,则需放入密封容器中运往核废料处理厂处置;第三步将连接反应堆的、可能受到一定污染的管路和阀门、水泵、汽轮机等其他附属设备拆下,去污清洗后回收;第四步取出蓄电池电解液和所有其他有毒材料,放入贮存罐送往专门的处理厂销毁。经过这样几步工作后,剩下失去动力的核潜艇被用拖船,小心翼翼地拖往船坞,拆掉所有导弹发射筒和压舱物对核潜艇实施减重后,再设法将其放在支架上并排干船坞内所有水,使其处于等待拆卸的位置和状态。
拆卸开始时,第一步把所有的电缆、电线卸下来,用特制机器将其中的铜、铝等金属与包裹的绝缘塑料层剥离,并分别放入粉碎机粉碎后回收;第二步按照事先的预案,分区分快将核潜艇的壳体切割下来,所有钛合金以及钢、铜、铝和其他有色金属分别被放入压碎机中,变为一定大小的碎片后回收,同时将壳体各部分的橡胶、隔音降噪等所用塑料全部剥下,放入粉碎机粉碎后回收;第三步将切割壳体后剩下的反应堆舱(炉)放入特制的舱室中,再用拖船拖出船坞,送到最近的核废料处理厂,按照中低放射性废料进行处理。
至此,一艘核潜艇的拆解工作才基本完成。可见,核潜艇的销毁非常复杂、难度很大、时间很长、代价很高。实践过程中,就是销毁一艘吨位不大的核潜艇,也要动用数百人,花费几千上万个工时,其技术难度之大、费用之高就是有些核大国也难以承受,有时不得不寻求外援;比如,解体不久、经济举步维艰的俄罗斯,就曾试图在技术和资金上寻求美国的帮助。况且,拆解核潜艇的整个过程充满了危险和刺激,用险象环生、惊心动魄来描述一点也不夸张。
02 / 核弹头的销毁
在核武器销毁工程中,虽然核弹头相对发射装置与运载工具来说类型比较单一,但销毁却是最为危险,也比较复杂和困难,要求必须在权限极高的专门机构和相应专家的严格监督和指导下、按照严格的程序完成。
由于核弹头中有大量放射性极强的核装料,比如钚、高浓铀和氘氚混合物等放射性材料,每种的处理方式都应该不同,而且其核装药的TNT当量也大小不等,低的几百上千吨,高的几十万至几百万吨,甚至高达几千万吨,处理起来必须高度重视、慎之又慎。可想而知,一旦这些浓度极高的放射性材料不慎泄漏出去,绝非是普通核电站所能比的,会对人员和其他生物以及环境造成长期的极大危害;尤其是假如这种威力巨大的武器不小心被意外触发,对人类和地球带来的可怕后果难以想象。所以,对核弹头的销毁原则应该是,在保证绝对安全以及对人类、其他生物和环境影响最小的基础上,再考虑节省费用以及材料的回收利用。从这个意义上说,目前核弹头的销毁可主要归纳为以下两种方法。
1)常规方法
利用专门工具将核弹头外包裹着核装置的壳体剥离下来,把钚弹芯和常规高爆炸药从核装置中取出,再把爆炸扳机与另外的核装料分离;除常规高爆炸药运往专门场地被有控地燃烧销毁外,其他部分应分别进行不同处置,这就是核弹头的常规拆卸方法。
在具备一定技术和经济承受能力的情况下,将核弹头壳体分割,去除放射性和毒性后,其上的金属可被回收利用;对核装置中的核装料高浓度铀,先经过特殊处理后变成低浓度铀,之后再制成燃烧组件运往核电站,作为核电站轻水核反应堆的燃料;至于核装料钚,所占比例最大,不但放射性强,强毒性也大,鉴于现在还没有安全、可靠和经济的回收处理技术,故而一般要被氧化并与核废料混合在一起,加入黏结剂和催化剂固化后先放入特制的密封容器里,再置于固化陶瓷罐内,最外面还要套上不锈钢筒(不同容器之间用惰性气体和防护材料隔开以保证绝对安全),再进行封闭后深埋在指定地点的地下或水下,浇铸在那里的混凝土中,实现与生物界长期隔离;对核装料氘氚混合物的处理类似钚,也要放入容器内深埋地下。在暂时缺少应有技术或经济能力的情况下,不但要将壳体,而且要将钚弹芯、爆炸扳机、所有核装料等分别封存在密闭的特制容器内,送往不同的、拥有严格和完善的监控、安保、防护措施的存储地贮存起来,等待以后适时处理。
2)爆炸方法
在适当场地,利用适当方法,安全可控地引爆核弹头将其销毁,这就是核弹头销毁的爆炸方法。它一般适用于战术核弹头和爆炸当量不大(最多十几万吨)的战略核弹头的销毁,目前多采用地下核爆炸的形式。这种方法施行起来虽然有危险性高、控制保障难度大、条件要求苛刻、可诱发地震、会造成环境污染和生态破坏等很多问题,但也有简单易行、省时省力、完全彻底、节省资源、效费比高等优点——最重要的优点是能一举多得,在销毁的同时还有可能实现和平利用的目的,因为核武器具有巨大的爆炸能量,可形成难以想象的破坏和摧毁能力以及极高的温度和压力,如果在一定条件下和满足了国际相关条约,就能将其用于很多民用领域造福人类。比如,核弹头爆炸时的摧毁能力,可用于地下岩层和矿石开采以及开山造湖、河流改道与疏通、隧道开通、栏河筑坝、地下掩体与储存库建造等特定地质条件的大型工程爆破;核弹头爆炸时的爆炸力,可有效挤压周围的地质材料,卡死和堵住喷射或燃烧的石油钻井,扑灭井喷和石油燃烧等突发性自然灾害;核弹头爆炸时的高温高压能,可使贮存在地下的放射性物质、核燃料与废料、反应堆等,迅速熔融成玻璃体并固化在熔岩中,无需再进行后续的专门处理。
特别指出的是,核弹头的上述应用,实际也是除“以核武器存在有效抑制核武器使用”外,“以核武器使用彻底销毁核武器”的核武器的另一个用途——这是核武器的又一个悖论。
除了以上几方面的现实应用外,核弹头的爆炸方法未来可能还有其他用途。比如,进行地壳结构与地震研究和探矿等;把放置在地下的化学和生物武器等大规模杀伤性武器,熔融固化在熔岩中并深埋在地下深处,彻底销毁它们;在预测的基础上,发射带有较大当量核弹头的弹道导弹拦截外来行星或彗星,或者利用航天器将较大当量核弹头运往正与地球非正常接近的行星或彗星上引爆,击碎它或使其改变运行轨道,从而避免其与地球撞击的事件发生,或将其撞击地球的影响降至最小。
03 / 核武器销毁的未来
从科技发展来看,以上讨论的核武器销毁方法,都还不是最理想的方法。对销毁核武器的最理想方法的要求应该是,用最小的代价,以最省事、最简单、最安全、最高效、最节省、最环保,且能悄无声息、消尸灭迹和一劳永逸地毁灭核武器。显然,找到这样一种最理想的核武器销毁方法,绝非一件容易的事情,需要更加先进的技术和做出寻常的努力。幸运的是,这种方法已经初露端倪。据报道,美国科学家一直在研究一种核武器销毁的所谓细菌方法。简单地说,他们想要寻找和繁殖一类以核原料为食的特殊细菌,通过让这些细菌进入核武器/核弹头中,来吃掉其中所有核原料和有害的其他原料,进而达到干净和彻底地销毁核武器的目的。这或许是目前为止,能彻底埋葬核武器这个人类制造出的怪兽的最理想方法了,希望这种方法能尽早面世。
THE END
文 字 | 作者:王 群(国防科技大学国防科技战略研究智库)
图 片 | 来源于网络
编 辑 | 孙欣星
审 阅 | Q、黄洋
“军事高科技在线”征稿啦!!
详情请戳👇👇👇
往期精彩
涂装怎么就成为了战斗力