烟囱里的水蒸气

作者:宋晓军

(文 / 宋晓军)

烟囱里的水蒸气0( 今年1 月5 日,朝鲜进行的一次导弹发射训练 )

自5月25日朝鲜再次进行核试验后,位于朝鲜宁边古城边上、占地约50平方英里的核设施中的煤电厂烟囱,再次成了朝核问题新进展的一个风向标。第二天,韩国媒体称,根据4月份的报告显示,位于宁边的煤电厂又冒出了蒸汽。但美国武器控制协会则在当天称,从5月26日商用卫星拍摄的图像看,并没有水蒸气冒出。而总部设在华盛顿的科学与国际安全研究所则把5月26日商用卫星拍摄的宁边图像放在了网站上,以证明宁边的煤电厂并没有冒出水蒸气。美、韩对宁边煤电厂的烟囱为什么如此在意呢?

虽然目前对朝鲜两次地下核试验的爆炸当量尚无权威的精确估算,但有一点可以肯定的是,朝鲜两次地下核试验都采用了内爆式的钚弹。1945年7月16日和1949年8月29日美国、苏联分别成功试爆的第一颗原子弹,均为内爆式的钚弹。简单地说,要成功地制造内爆式的钚弹有两个先决条件:一是可以设计、制造内爆装置;二是自己可以生产武器级的钚239。对于前者,自1945年下半年德裔英籍理论物理学家克劳斯·弗克斯(Klaus Fuchs)和美国机械师戴维·格林格拉斯(David Greenglass)将美国第一颗内爆式钚弹技术资料给了苏联特工之后,已经不是什么秘密了(美国后来公布了删去数据的克劳斯·弗克斯1950年为联邦调查局画的草图)。对于后者,就是要获得生产武器钚的原料——天然铀和生成含有钚239的乏燃料及分离出钚239的相关技术和设备。1945年8月9日,美国在日本长崎投下了一颗内爆式钚弹——胖子,这颗内爆式钚弹采用6.2公斤的钚239合金作为弹芯,其中高纯度的钚239是从位于华盛顿州汉福德的石墨水冷反应堆中提取的。而苏联试爆的第一颗核弹中的弹芯,亦是从位于南乌拉尔马雅克的石墨水冷反应堆中提取的。同样,朝鲜进行的两次核试验采用的钚239,就是来自宁边的核材料生产线。

“宁边的反应堆与俄罗斯和美国的核武器设施相似之处,都是采用石墨缓冲剂和天然铀金属燃料棒,不同的是使用了压缩的氧化碳替代水进行冷却……这座反应堆最大的特点就是可以比石墨水冷式反应堆更有效地生产钚。”这是1994年10月12日美、朝双方签署有关朝鲜冻结其核计划的“框架协议”一个月后,美国赴朝代表团的能源部科学家罗伯特·阿尔瓦雷斯(Robert Alvarez)的观感。很显然,朝鲜在上世纪90年代初就已经具备了研制内爆式钚弹的基本条件。如果加上宁边反应堆和核材料后处理设施,朝鲜可以在铀矿石开采后,完成从矿石加工(铀238化学浓缩物)——铀精制(天然金属铀)——燃料元件制造(金属铀燃料棒)——石墨反应堆(中子照射)——乏燃料棒(含钚239)——化工后处理(硝酸钚)——还原(武器级金属钚239)的整个生产流程,而朝鲜的两次核试验显然都是用这个流程生产出来的钚239作为弹芯的。

自朝核危机爆发以及“六方会谈”开启后至今,包括美国在内的西方情报部门,至今也没有搞清朝鲜手里到底有多少武器级钚239。1994年11月美国代表团第一次看见了从宁边石墨反应堆中取出的约7700根乏燃料棒,按照美国核专家罗伯特·诺里斯(Robert S Norris)和汉斯·克里斯腾森(Hans Kristensen)于2005年6月在《原子能科学家公报》上的引述,自宁边石墨堆在1986年1月开始运行至1989年停堆70天,已经秘密取出了一炉乏燃料棒并分离出了武器级钚。美国国务院认为,这次分离可获得6~8公斤武器级钚,中情局和国防部认为有8~9公斤,科学与国际安全研究所认为有14公斤,而日本、韩国和俄罗斯认为有24公斤。2003年1月10日朝鲜因美国推出“框架协议”后宣布退出防扩散条约,并重新开启了石墨反应堆和钚分离设施。2003年6月,朝鲜宣布已经从7700根乏燃料棒中分离出了武器级钚,西方科学家分析,这次分离可获得25~30公斤武器级钚。2005年6月朝鲜官方称,从2003年1月后再次向宁边的石墨反应堆填入了金属铀燃料棒,这意味着到2008年6月27日炸毁冷却塔前,朝鲜又有了一炉乏燃料棒的存量。如果前两炉已经完成了武器级钚的分离,那么宁边煤电厂的烟囱一旦冒出水蒸气,就意味着朝鲜开始为分离第三炉乏燃料棒中的武器级钚供电了。

现在的问题是,一旦形势继续恶化,蕴藏有大量纯石墨和超过2600万吨天然铀的朝鲜修复了被炸毁的宁边石墨堆的冷却塔,而旁边煤电厂的烟囱开始冒出水蒸气后怎么办?■ 钚239水蒸气石墨烟囱核试验