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自从核武器问世之后，国际社会一直在进行着防止核扩散的努力。在相关的新闻报道中，大家经常会听到这样一些字样儿，比如浓缩铀，乏燃料棒，钚等等。我们以今年9月4日朝鲜中央通讯社的一则消息为例，它是这样说：朝鲜已成功进行试验性铀浓缩，试验已进入最后阶段，乏燃料棒再处理同时也已进入最终阶段，朝鲜正在把已取得的钚武器化。
对于普通人来说，核物理知识有限，面对这些专业词汇，足以产生一头雾水的感觉。它们到底是什么意思？与核扩散有关系吗？没有这些东西，是不是就开发不出核武器来？
核反应的实现当然离不开一定的核材料，巧妇也难为无米之炊呀。我们先看裂变反应。什么样的元素能够成为裂变反应的材料呢？找遍大千世界，也只有两种：铀235和钚239。
现在我们回过头看看浓缩铀是什么意思。所谓浓缩铀，它是相对于天然铀而言的。组成天然铀的原子其实并不都是一模一样，它有三种类型，分别是铀234、铀235和铀238，这里的234、235、238表示的是原子的质量。作为同一种元素，它们的化学性质基本相同，彼此之间互称同位素，差别表现在物理性质上，主要就是质量不一样。很明显，铀238的原子最重，铀235次之，铀234最轻。铀的三种同位素都能发生裂变，但只有铀235更易于裂变，也只有它才可以形成链式反应。什么意思呢？就是说，一旦你点燃了它的裂变反应，它就不再需要借助外力，自己能够滚雪球一样将反应过程自动地进行下去。因为具备了这两个至关重要的条件，所以，铀235也就当仁不让地成为裂变材料的首选。不过，铀235在天然铀中的含量很低，只有0.72％，要制造原子弹，必须用某种方法把它的浓度提高到90％以上，不然的话，造出的武器恐怕要几十吨重，没有任何军事价值。所谓的浓缩铀，就是里面铀235的含量超过了天然铀。搞浓缩铀可以有两个目的，一是生产原子弹用的核材料，二是供核电站使用。不过核电站的核材料不需要浓度太高，铀235的含量在3－4％就可以了。这样的话就出现了一个问题，有些国家会不会打着和平利用核能的旗号发展武器级的浓缩铀呢？在伊朗核问题上，这就是争论的焦点之一。国际原子能机构的专家认为，伊朗的浓缩铀超出民用水平，是在利用民用计划掩盖武器开发。至于说朝鲜搞浓缩铀到底出于什么目的，是否达到了武器级的水平，外界现在还不清楚。
在这我们需要强调的是，铀浓缩的过程成本极其高昂，难度之大，超乎想象。淘金够复杂的吧？但它比淘金要难成千上万倍。金子和沙子是完全不同的两样东西，而铀的三种同位素就像三个孪生兄弟，有着相同的遗传基因，除了朝夕相处的亲人，外人根本就不分不清谁是谁。现在一般是利用它们在重量上的微小差别，用高速离心机进行分离，为此需要的离心机不是几台，而是成千上万。当年我们是倾举国之力、花了四年的时间才提炼出了足以装填一颗原子弹的浓缩铀。所以，美国人发现我们的第一颗原子弹是铀弹的时候非常震惊，这说明我们在核工业初期就超过了苏联和英、法，它们最初用的都是相对来说比较容易得到的钚。浓缩铀的关键是离心机，目前掌握了这个技术的只有少数国家，属国际上严禁扩散的技术。据巴基斯坦“核弹之父”卡迪尔-汗博士透露，巴军方曾于2000年向朝鲜提供用于铀浓缩的离心机等设备。不过这个说法遭到巴官方的否认。另一种裂变材料钚是人工元素，它的产生其实就是一个点石成金的过程。在古代，人们都幻想能有一种化腐朽为神奇的点金术，这个想法在我们今天看来可能觉得很荒谬，石头就是石头，怎么能成为金子呢？其实从科学的角度看，把一种东西变成另外一种东西并不是什么天方夜谈。钚就是从铀238变来的，在反应堆当中，通过让铀238吸收中子，经过两次b-衰变，最后就它变成了钚239，再用化学方法将钚239与铀238分离。因为它们不是同一种元素，所以会比较容易一些。钚239的核性能超过铀235，它的裂变性能好，临界质量小，作为原子弹的核材料，它可以使核武器具有当量大、体积小等优点。但是钚的毒性大，放射性强，实际生产成本超过铀235。
正因为钚是人工元素，所以它的生产就和核电站扯上了关系。对于得到国际法承认的五个有核国家来说，当然可以公开地建立产钚的军用反应堆，这是合法行为。但是，对于那些不能有核的国家来说，有没有什么办法可以避开国际社会的监视和制裁，在一个冠冕堂皇的招牌下悄悄地生产钚呢？有，这就是利用核电站的反应堆。在核电站使用的核材料当中，参与裂变反应的只有铀235，剩下的大量铀238怎么办？当然不会当垃圾一样扔掉，可以变废为宝、循环利用，通过让它吸收中子来造钚。所谓的乏燃料棒，就是裂变反应之后的废燃料棒。不同类型的反应堆产钚的能力差别很大。轻水反应堆技术成熟，容易控制，产生的终极产物少，相对来说利用它开发武器的可能性不大；而重水堆、石墨堆和快中子堆用过的废燃料棒都可以用来再加工提炼武器级的钚，特别是石墨反应堆，它就是在专门用于生产钚的军用反应堆的基础上发展起来的。所以我们也就不难理解，为什么在两次朝核危机中，美国一直强调朝鲜搞核电站只能使用轻水反应堆，而不能是重水或石墨反应堆。朝鲜现在所说的乏燃料棒，是它过去运行的石墨反应堆留下的，大有约8000根，如果全部用来提炼钚，据说可以生产几十枚核弹。
从以上的介绍当中我们可以得出结论，要发展原子弹，必须要有裂变材料，而能成为裂变材料的只有铀235和钚239。所以，没有浓缩铀，没有钚，是不可能制造出原子弹的，控制裂变材料的生产和交易是防止核扩散最有效的方法。
可是，我们知道，核反应除了核裂变还有核聚变。原子弹是利用核裂变原理设计制造的，它是第一代核武器。而氢弹利用的是核聚变原理，属于第二代核武器。它们使用的核材料当然也不一样。裂变材料是铀235和钚239，而聚变材料是氢所同位素氘和氚。相比之下，裂变材料相对稀缺，难以提炼，技术门槛高，所以控制起来比较容易。而聚变反应所需要的材料其实只有氘，氚在反应中自动生成，氘算不上稀有元素，在自然界当中大量存在。既然如此，我们能不能绕过原子弹，直接发展氢弹呢？如果可以，那么控制裂变材料对于防扩散来说不就没有任何意义了吗？
在解答这些问题之前，我们先简单了解一下核聚变的基本原理。所谓核聚变，就是两个轻原子核结合成一个较重的原子核的反应过程。原子核带正电，让两个都带正电的原子核聚合在一起非常困难，所谓同性相斥嘛。怎么才能让它们发生聚变呢？关键是要设法冲破它们之间的斥力，也就是说，要赋予原子核一个初始能量，让一个原子核以极高的速度向着另一个原子核冲过去，使两个原子核结合在一起。物理学知识告诉我们，分子运动的速度会随着物质温度的升高而加快。所以，你只要将聚变材料的温度升到足够高，聚变反应就能够实现。利用这种办法发生的聚变反应就是我们通常所说的热核反应，由此制成的核武器也就叫热核武器。太阳其实就是一个巨大的轻核聚变装置，它由无数的氢原子组成，在中心超高温和超高压下，这些氢原子核互相作用，发生核聚变，同时释放巨大的光和热。受到太阳的启示，科学家们早在20世纪30年代就了解了聚变的原理。
既然如此，那为什么氢弹的出现要晚于原子弹呢？最根本的原因是，实现核聚变的条件必须由原子弹爆炸来提供。根据计算，实现聚变反应所需要的温度要在1400万～1亿摄氏度之间。这样的高温在自然界当中不存在，在实验室里也无法合成。在就是说，知道了聚变原理也无济于事，仍然制造不出氢弹。直到原子弹爆炸成功以后，人们这才惊奇地发现，原子弹爆炸时产生的高温能够满足聚变反应所需要的条件。
于是，科学家就在氢弹中设计了一个来“点燃”热核爆炸的起爆原子弹，并把它称为“扳机”系统，也称作“初级”。换句说，氢弹里面还包括了一个充当“火柴”角色的小型原子弹，它是先发生核裂变，再用核裂变创造的条件点燃核聚变，聚变的这个部分叫“次”级。在轻核当中中，氢的同位素氘和氚的原子核间的斥力最小，因此就被选作氢弹的装料，氢弹的称谓也就由此而来。
我们看，制造核武器，原子弹是必经的一步，在这个问题上是没有什么跨越式发展可言的。所以，对于国际社会的防扩散努力来说，最重要的是要控制源头，把好入口关，这就是裂变材料。得不到裂变材料，就制造不出原子弹，而没有原子弹，也就没有氢弹。
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