本文于美国东部时间9月5日下午6点20分更新。

 

美国总统唐纳德·特朗普宣布美国退出与伊朗的核协议，世界各地的人们都想知道这个中东国家是否会把精力投入到制造核武器上。

 

但是，如果伊朗领导层决定研制原子弹，杏耀招商研究人员如何才能获得足够的关键成分铀?

 

铀浓缩是制造核武器的关键步骤之一。只有特定类型的铀才能用于核反应堆和核弹。将这种类型的铀从更常见的铀中分离出来需要大量的工程技术，尽管这样做所需的技术已经有几十年的历史了。挑战不在于如何分离铀，而在于建造和运行完成任务所需的设备。[世界末日:9种真正的地球末日]

 

铀原子，就像每一种元素的原子一样，在自然界中以同位素的形式存在。(每一种同位素的原子核中都有不同数量的中子。)铀- 235,一种同位素,占不到1%的天然铀,为核反应堆提供燃料和核炸弹,而铀- 238,占99%的天然铀的同位素,没有核使用,Russell Nietert说,核科学与工程实验室主任助理在阿贡的阿贡国家实验室,伊利诺斯州。

 

分离它们的关键是铀235原子的重量略小于铀238原子的重量。

 

田纳西州橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的同位素生产项目经理杰夫·宾德(Jeff Binder)说，为了分离存在于每一个天然铀矿样本中的微量铀235，工程师们首先使用化学反应将铀转化为气体。

 

然后，气体被放入离心管——一个人或更大的圆柱形管。宾德说，每根管子都以令人难以置信的高速绕轴旋转，将较重的铀238气体分子拉向管子内壁，让较轻的铀235气体分子靠近管子轴线或中心，在那里它们可以被抽出来

 

每次气体在离心机中旋转时，只有少量的铀-238气体从混合物中被分离出来，所以管子是串联使用的。宾德说，每台离心机都会抽出一小部分铀238，然后将略微精炼过的气体混合物输送到下一根试管中，以此类推，直到数十万次旋转之后，试管中剩下的气体几乎完全由铀235组成。

 

“你知道《夺宝奇兵》的结局吗?他们把东西藏在那里，你却看不到结局。这就是这些建筑物的样子，”当时在橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)负责同位素生产项目的业务经理杰瑞·克莱因(Jerry Klein)说。“只是一排排的离心机。只是成百上千个。”

 

克莱因说，在通过许多离心步骤分离气态铀-235之后，工程师们使用另一种化学反应将气态铀重新转化为固体金属。然后，这种金属可以塑形用于反应堆或炸弹。[十大毁灭地球的方法]

 

Nietert说，由于每一步只能净化少量的铀气体混合物，各国只能使用经过精心设计的最高效率的离心机。否则，即使生产少量的纯铀235也会变得非常昂贵。

 

尼特说，设计和制造这些离心管需要许多国家无法企及的投资和技术水平。Nietert说，这种管子需要特殊类型的钢或复合材料来承受旋转的极端压力，必须是完美的圆柱形，以最大限度地提高效率，而且由专门的机器制造，制造起来几乎和管子本身一样困难。

 

为了正确看待铀分离的努力，杏耀招代理以美国在广岛投下的原子弹为例。根据《原子弹的制造》(Simon & Schuster, 1995)一书，美国需要137磅(62公斤)铀235来制造原子弹。

 

Nietert说，将137磅重的铀矿石从4吨重的铀矿中分离出来是在世界上最大的建筑物中进行的，它消耗了整个国家10%的电力。据《原子弹的制造》(the Making of the Atomic Bomb)记载，建造这座建筑需要2万人，操作这座设施需要1.2万人，而在1944年，装备它的成本超过5亿美元。根据美国劳工统计局(Bureau of Labor Statistics)的数据， 杏耀平台 ，这相当于2018年的72亿美元。