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如果核动力航母被击毁,会造成多大的污染?

污染不会小,因为美军的核动力航母采用的并不是核电站使用的那种丰度仅3%的核燃料,以“尼米兹”级航母为例,它们使用的是40%丰度的浓缩铀,而“福特级”直接就用上了武器级的90%丰度的武器级浓缩铀,故而,福特级一亮相就争议不断,获得了“行走原子弹”的名头。

核动力航母的燃料与核电站燃料最本质的区别,在于航母作为军事设施,根本没有太多的余地像核电站那样堆积并随时更换核燃料,通常一艘美国的核动力航母,都拥有堆芯的更换年限,如“尼米兹”的标准堆芯更换时间长达25年,而“福特”则号称50年不用换,等于是整个服役期就靠这一把火了。

航母的反应堆被置放在称为“摇篮”的专用区域内,外壁有全舰最厚的装甲和凯夫拉层防护,具备强大的防护和自我排险能力。然而这种设计也为航母带来了巨大的麻烦——更换堆芯相当困难。

每次进行这种工作,都相当于为航母开刀动大手术。工作人员需要切开厚厚的船甲板,断掉各种管线,进行全船断电后的测试,继而将反应堆整个掏出来,处理掉放射性巨大的高能核废料后,再进行新堆芯的安装,安装完毕还需要进行各种放射性物质侦测、船用系统的整合、反应堆调试、船身重新闭合、海试等诸多测试,这样航母才能重返岗位。

像美国的“林肯”号航母,前几年更换了一次燃料,结果趴了整整四年,可见其大动干戈的厉害。

正因为如此,高能燃料的使用是极其有必要的,起码它能确保上十年到几十年不用把航母刨开肚子换电池,这种大动干戈的行为能少做就少做,太高难度,也太打击战斗力了。

一艘尼米兹装载的核燃料数量也极为惊人,它的A4W反应堆需要一次吃进4吨U235,更换总成本超过13亿美元;福特级的燃料重量没有详实资料,但据推测,其A1B反应堆在增长3倍发电量和25%电力输出的条件下,装填的核燃料不会比尼米兹级少。

也正因为使用了高能核燃料,这让美国核动力航母的核安全问题非常突出,这样一艘航母不沉则已,一旦在战火中被炸烂,无论是40%丰度的尼米兹,还是90%+丰度的福特,都无异于扔了颗烂掉未炸的脏弹进大洋,哪怕海水具备一定的减速作用,其污染也绝不会小。毕竟普通的核电站丰度才3%,切尔诺贝利燃烧掉的近百吨燃料还抵不上这一船的浓缩铀。不过海洋毕竟比空气飘扬要限制多的多,核污染将主要依靠洋流扩散。

关于海洋核污染的后果,恰好也可以通过美军自己的核试验数据来印证,1946年美军在比基尼环礁进行的“十字路口行动”(Operation Crossroads)中,分两次引爆了天空和水下两颗核弹,其中水下核弹带来的污染大大高于空爆的核弹,美国因此得出了水中的核污染情况比空爆核弹更恶劣的结论。

名为Baker的水下核爆发生在水下26-24米,这颗不到2万吨级的原子弹产生了约1.4公斤的裂变物,爆起的水墙吸收了大量放射性物质,随后以水雾、蒸汽的形式四处飘散了一部分,给美军试验船只带来了巨大影响。

尤其严重的是,临界反应释放出的中子对海水中的纳原子也产生了轰击,结果使得这些纳原子由纳23衰变成钠24,并以液态的形式四处流淌,许多军舰都是因此被污染的。所幸钠的半衰期为15小时,6天内它将递减1000倍。

未裂变的5.3公斤钚239也被炸散得到处都是,几乎均匀的覆盖在了周围的海水地面上,影响了整个环礁,它们的半衰期长达24年。美军7月25日进行的Baker核试验,到8月10日时仍然存在巨大的污染问题,许多周围参试的美军水兵和舰船都受到影响,之后美军随便捞起了一条海鱼,这条鱼被检测出X射线的释放,它可以在X光机的胶片上显影。

美军派出了部队对参与实验的大多数船只进行了洗消作业,然而作业并没有清理掉污染,反倒导致更多官兵吸入了过量的放射线,纽约号战列舰的舰长为此大发雷霆,一度表态要强行将战列舰脱离编队驶回美国。最终美军取消了本该进行的第三次深水核爆,草草解散了编队。

值得一提的是,被污染的军舰下场都不好,它们大多数在1948年沦为战舰的靶标,像美军认为没有价值的德国战巡欧根亲王号,直接被扔到了夸贾林环礁自生自灭,有10艘较重要的军舰被拖回美国进行清洗和研究,相当多的参试靶舰被抛弃或现场击沉。参试的一水航母、战列舰、巡洋舰、补给舰、登陆舰中,只有一艘“长鲨号”潜艇真正返回了现役。

仅近7公斤的浓缩钚爆炸和扩散,就造成了极脏的污染效应,虽然今天的比基尼岛成了天蓝水绿的旅游胜地,然而这里的食物、海鱼、水其实都不能饮食,连当地的岛民都将大量的收入使用到购买进口食品和纯净水上。时隔半个世纪,一些研究者还能从附近海床的深层沉积物里发现强放射性。当然,美军在马绍尔做了1054次核试验,当地后续的生态问题也不能都怪到“十字路口”的两枚小原子弹上。再说了,反应堆融毁与原子弹爆炸毕竟是两码事。

不过呢,一直还流传这这样一种说法:美军航母中的武器级U235堆芯就是原子弹,4吨的总体质量,如果发生堆芯溶蚀,那么高温再加上核燃料的融合抱团,其中子放出量完全可以达到临界质量,发生链式反应,让航母“轰”的一下变成蘑菇云。即便4吨武器级铀不能全部参与反应,它们像“十字路口”的那5.3公斤钚那样扩散出去,也是极为恐怖的事情,堪称最恐怖的脏弹。

3%丰度的民用核电站之所以不会出事,皆在于中子活动有限,达不到临界质量,所以多以放出巨量的热和衰变物质为主,比如日本的福岛事故,堆芯常年高温燃烧,都已经融穿到地底去了,它如果有90%的丰度早炸成了广岛。

而理论上只需要1公斤的浓缩铀235就能引发链式反应,临界质量只需要两个条件就能形成,1.质量大 2.纯度高。一个铀原子裂变时产生的2个中子就能轰开其它铀原子核,继而形成持续的链式反应,也就是核爆,如果4吨造原子弹的U235搁一块儿烧融了,这个总体质量怕是危险的很。

要知道,广岛的“小男孩”原子弹只有60公斤的武器级U235,而长崎“胖子”也只有8公斤的钚239,实际参与引爆的核材料极少,大部分都在临界爆炸时炸飞了。福岛、切尔诺贝利核电站的核燃料因为丰度较低,虽然总量较大,实际放射性物质占比却不高,它们即便燃烧,也顶多产生一些小规模的蒸汽爆炸或高温溶蚀,无法达到临界质量,永远炸不成原子弹。

所以,“福特”是个行走原子弹的说法恐怕可以实锤了,实际上美国早就在航母上打核弹头的主意。冷战后,出于削减核武器数量的目的,美国将大量的核弹拆毁,其中的武器级铀进行了稀释处理,其中一部分提供给了核电站,而高浓缩铀则干脆改造改造给航母和潜艇用了。

总而言之,不管这些航母是“行走原子弹”,还是40%高浓缩铀携带者,毫无疑问它们在航母被击毁后都将造成不亚于一座核电站的巨大污染,其污染程度最低也是日本福岛级的,而福岛排出的携带放射性物质的水可以一路飘到美国,流毒万里。

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