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日本的核能力
问:
堂主你好,最近一直刷到一些日本即将拥有核武器,日本拥有核武器没有技术壁垒之内的文章,我想问,小日本如果真拥核除了自身的阻力,外部的阻力会有吗?// 我最担心的是日本囤了10吨高纯度武器级钚,远超反应堆发电所需
答:
其实日本的想法跟伊朗一样,都是先发展核工业,再看看有没有发展核武器的机会。
日本从上世纪80年代开始建设六所村核工业基地。
跟伊朗一样的铀浓缩能力
铀浓缩方面,他们的工厂目前拥有先进的碳纤维材料制成的离心机,铀浓缩能力大约为150吨 SWU/年(SWU 指“分离功单位”,衡量浓缩能力的标准单位)。
在标准运行条件下,该工厂一年可以生产40吨约浓度为 3% 的浓缩铀。
如果是生产95%浓度的武器级浓缩铀,该工厂的年产能为大约600多公斤。
按照典型的内爆式设计,制造一枚铀原子弹大约需要15公斤武器级浓缩铀,也就是说,日本现在的铀浓缩产能大概可以支持一年制造40颗原子弹,或氢弹扳机。
外界估计的伊朗铀浓缩能力,其实跟日本是差不多的,都是100多吨 SWU/年,不足以支持一座商业核电站的运行。
但需要注意的是,伊朗、日本现在的先进离心机单机能力已经从初代的1-3 SWU/年,提升到了40 - 80 SWU/年,达到100000 SWU/年的总产能,仅需约1250 - 2500台离心机。
如果紧凑布置起来,核心离心机大厅只需2000 - 4000 平方米的厂房,供气与取样设备只需1500 - 2500 平方米,其它辅助设备及控制室等也仅需2000平方米厂房。
总的算起来,对于一个现代化的 100 吨 SWU/年小型铀浓缩工厂,核心部分占地面积仅 6000 - 8000 平方米,大约一个标准足球场大小。
再考虑安全距离、安保缓冲区、变电站和行政楼等,整个园区估计2公顷就完全足够。
图:伊朗的离心机阵列
以色列这次为什么那么坚持打伊朗?其中一个重要原因就是离心机技术的进步,让铀浓缩工厂可以变得很小。对于一个中等国家来说,想藏匿一个占地仅2公顷的工厂,实在是简单到不能再简单事情。
这种失控感,让本来就已经很疯狂的内塔尼亚胡变得更加歇斯底里。
同样道理,目前各国对日本的铀浓缩能力不敏感,主要是美国因素,大家潜意识里认为美国有能力控制好日本。另外日本过去还没有突破和平宪法,发展核武器的意图没有伊朗那么明显。
现在的情况不同了,日本铁了心要把和平宪法抛弃,那我们必须未雨绸缪,做好对日本核工业的监控。
除了通过联合国国际原子能机构 (IAEA)的正式渠道外,对日情报工作得跟上了。尽管日本现在的主流是走军国主义老路,但相信日本社会、政府、自卫队内部还是有不少和平人士,可以为我们做地下情报工作的。
图:日本的六所村铀浓缩工厂
40多吨反应堆级钚没什么用
至于钚方面,问题反而没那么严重。
主要是钚需要由核反应堆生产,从燃烧过后的核燃料棒(乏燃料棒)中回收,核反应堆相对小型铀浓缩工厂,更容易监控一些。
日本现在持有的钚,均为反应堆级钚,大约40多吨,其中8吨多在他们国内储存,36吨在法国和英国。
除了用于制造核武器的钚239外,反应堆级钚还含有钚238、钚240、钚241、钚242等钚同位素。
一般来说,在轻水反应堆深度燃烧过的乏燃料棒,它里面的钚大约含有约55%的钚239、约25%的钚240、10%的钚241、5%的钚242、2%的钚238。
这里面钚238、钚240、钚241的半衰期都不长,分别为87.7年、6561年、14.4年。
钚238的主要衰变模式为α衰变,衰变时产生大量热能,非常适合为深空探测器(如旅行者号、毅力者号火星车)提供长达数十年的电力。
钚241则会衰变镅241,镅241有强的γ辐射,对老旧核弹头维护是一大麻烦。
图:日本核电站结构示意图,反应堆燃烧过的乏燃料棒需要在厂房顶部的冷却水池存放数年,等放射性下降后,再拿去处理。
最麻烦的是钚240,它除了α衰变,还具有极高的自发裂变率,源源不断地向外发射快中子。
钚弹通过烈性炸药将钚核心压缩,使其达到超临界状态。为了获得最大威力,链式反应必须在核心被压缩到密度最高的那一瞬间爆发。
如果在核心达到最佳压缩点之前,钚240产生的中子提前引发了链式反应,核材料会因受热过快而过早膨胀,导致核弹在未充分燃烧前就散架。原本设计为数万吨当量的核弹,可能最终只有几百吨甚至更小的爆炸威力。
所以,武器级钚中要求钚240含量必须低于7%。为了达到这个纯度,生产钚的反应堆必须频繁换料(每隔几周而非几年)。
图:电解法精炼的武器级钚-239元素环状物。环状物重5.3公斤,直径约11厘米,足够制作一枚核弹。它的形状有助于维系临界安全。
日本现在的反应堆主要都是发电用的轻水反应堆,停堆换料是比较容易监控的。
他们当然也可以搞专门生产钚的重水反应堆,或者建造那种可以“在线换料”的商业重水堆(例如,切尔诺贝利型),然后通过悄悄换料的办法,将燃料棒中的钚240控制在7%以下。
但现在不是还没有相关消息嘛。
至于是否可以用铀浓缩的办法,去分离钚同位素。
理论上大约有原子蒸气激光同位素分离法、电磁同位素分离法、气体离心法,但因为钚、钚化合物本身的物理、化学特性,这些方法不是危险、就是能耗过大,不具备工业生产的可行性。
需要关注快中子反应堆
要去掉钚240,还有一个途径就是快中子反应堆。
日本有常阳、文殊两代快中子堆。
第一代常阳在1977年首次达到临界,期间进行过3次升级,热功率提升至 140 MW,2007年因堆内设备损坏事故停运。但是日本计划在今年将它重启。
第一代文殊在1994年首次达到临界,1995年12月发生严重的液态钠泄漏事故,随后进入长期停运状态;期间日本政府曾尝试重启,但终因运行成本过高且故障频发,2016年正式决定将其退役,现在处于拆卸阶段。
在常阳早期的MK-I型堆芯设计中,堆芯(燃烧区)外围包裹着一层由天然铀(铀238)组成的增殖包层,堆芯裂变产生的大量多余快中子会打击铀238,令其转化为钚239。
日本技术人员可以灵活控制燃料棒燃烧时间,这些新生成的钚-239在被进一步轰击成钚240 之前,就取出。这本质上就是军用产钚堆的思路。
有国际智库曾指出,在“常阳”早期运行阶段(1977-1982年),通过其增殖层理论上可以生产出钚240含量极低(小于 3%)的高纯度武器级钚,有推测认为其已积累了数十千克武器级钚。
虽然后面常阳已经更改堆芯设计,去掉了增殖包层,但现在日本又计划重启它,后面会怎么做,还是得加强监控。
图:日本常阳快中子堆
威廉二世想不想打一战?
问:
堂主你好,有一个问题,不少书籍都说一战前德国在斐迪南被刺杀后威廉二世在尽力避免开战,但后来为什么突然态度发生了大转变首先宣战并开始执行史蒂芬计划,到底威廉二世想不想打一战,听听堂主的高见!
答:
简单地说,那会有2个川普,一个是德皇威廉二世,另一个是俄罗斯沙皇尼古拉二世,这对表兄弟都是好大喜功的主。而当时的奥匈帝国则有点像今天的以色列。
不过,第一次世界大战的发生其实有很长的策源形成时间。本质上是普鲁士-德意志帝国的崛起,破坏了欧洲原有的力量平衡。
大家都知道,1870-1871年的普法战争直接促成了德意志帝国的建立,也意味着法德近代仇恨与竞争的开启。
而比较少人提到的是,1866年的普奥战争其实是一战的另一个起源。
与塞尔维亚、俄罗斯的矛盾
当时普鲁士将奥匈帝国击败、赶出德意志联盟后,普鲁士的铁血宰相卑斯麦阻止了对奥匈帝国的进一步羞辱,反而巧妙地采取了与奥匈帝国结盟的政策。
而失败后的奥匈帝国,在1867年就将战略重心全面转向东南方向的巴尔干半岛。即,趁着奥斯曼土耳其帝国的没落(当时被称为“西亚病夫”),向巴尔干半岛扩张、殖民,巴尔干半岛当时还是土耳其的名义领土。
除了经济上的考虑,奥匈帝国此举也是为了防止在该地区崛起的民族主义(尤其是塞尔维亚)影响到帝国境内的斯拉夫人。
当时的奥匈帝国也是被各种协议缝合的国家,国家的主导民族是德意志人、匈牙利人,但在帝国南部也分布着大量斯拉夫人—— 主要有斯洛文尼亚人(天主教)、克罗地亚人(天主教)。
为了消灭斯拉夫民族主义对帝国的威胁,通过扩张将更多的斯拉夫人纳入版图。这个逻辑极其奇怪,但奥匈帝国就这么执行了。就像今天的以色列,它面临战争威胁,是因为侵占了别人的领土,但它用更多的侵略去解决。不是不报,只是时候未到罢了。
1878年柏林会议,塞尔维亚获得独立,而奥匈帝国也获得了波斯尼亚和黑塞哥维那(波黑)的“行政管辖权”。
波黑那个地方的居民主要是波斯尼亚人(穆斯林)、塞尔维亚人(东正教)、克罗地亚人,而波斯尼亚人实则上奥斯曼土耳其统治时期穆斯林化的塞尔维亚人。
这就是新矛盾的起源,波黑的塞尔维亚人本来希望趁着土耳其的退出,并入塞尔维亚。
受辱后,塞尔维亚人自然向同宗兄弟俄罗斯人寻求帮助,沙皇亚历山大三世也欣然认为这是自己应有的义务——巴尔干保护者。俄罗斯同时还有通过向巴尔干半岛扩张,获得南方出海口的企图。
一步一步,奥匈帝国在1881年又以经济、军事措施,逼迫塞尔维亚签订《奥塞密约》,令塞尔维亚成为其附庸。
1908年,奥匈帝国正式吞并波黑地区,彻底激怒了视该地为民族领土的塞尔维亚,也让俄罗斯帝国感到蒙羞。
而在此次波斯尼亚危机中,塞尔维亚、俄罗斯都进行了军事动员。
关键时刻,德国跳了出来,向俄罗斯发出了一份近乎最后通牒的照会:如果俄罗斯不支持奥匈的吞并,德国将站在奥匈一边,与俄罗斯开战。
当时的情况是,俄罗斯刚刚在1905年日俄战争中惨败,国内还有革命动荡,根本没有能力同时对抗德国和奥匈,只能含恨选择了屈服,强迫塞尔维亚承认奥匈对波黑的吞并。
图:吞并波黑后的奥匈帝国
波斯尼亚危机之后,1912-1913年,巴尔干半岛又爆发了两次战争。
第一次是1912年10月至1913年5月,巴尔干同盟(塞尔维亚、保加利亚、希腊、黑山)起兵暴打奥斯曼土耳其,几个月时间就把土耳其人赶出这个地区。
在善后的伦敦会议,为了阻止塞尔维亚获得出海口,奥匈帝国、德国又坚持让阿尔巴尼亚建国。
阿尔巴尼亚人、以及今天的科索沃人不是斯拉夫民族,他们是穆斯林化的巴尔干半岛土著,祖先是古代的伊利里亚人。不是一个民族的,希望借助保加利亚、塞尔维亚获得出海口的俄罗斯自然也会对奥匈帝国、德国更加不满。
而因为阿尔巴尼亚建国,塞尔维亚人索求领土补偿,巴尔干同盟在1913年又打了起来,这次是塞尔维亚、希腊为了瓜分马其顿地区(主要信奉东正教),一起打保加利亚。
也就是说,在1914年萨拉热窝事件、七月危机发生前,德皇威廉二世已经对俄罗斯玩过一次极限施压,以及三番四次地羞辱、玩弄。
这是不是跟伊朗、俄乌这些年的情况很像?所以,当七月危机爆发,俄罗斯再次针对巴尔干进行军事动员时,德皇威廉二世去信其表弟沙皇尼古拉二世,这次不再有结果。毕竟大家都知道,俄罗斯只有死了的沙皇,没有软弱的沙皇。
说一句题外话,正因为那些川普前辈们、以及迷之自信的地缘战略家们,巴尔干民族问题经历百年战乱,到今天才按民族自决原则有了基本解决。
一战后,列强们给那个地方安排了南斯拉夫王国(1918年成立时称“塞尔维亚人、克罗地亚人和斯洛文尼亚人王国”,1929年更名);二战后,又安排了南斯拉夫社会主义联邦共和国。
现在由北往南分别为,斯洛文尼亚共和国(欧盟 & 北约)、克罗地亚共和国(欧盟 & 北约)、波斯尼亚和黑塞哥维那(非北约、欧盟候选)、塞尔维亚共和国(非北约、欧盟候选)、黑山(北约 & 欧盟候选)、科索沃(地区)、阿尔巴尼亚共和国(北约 & 欧盟候选)、北马其顿共和国(欧盟 & 北约)。
图:今天的巴尔干地区,这是百年战火打出来的版图。
与协约国的矛盾
在巴尔干半岛以外,第一次世界大战爆发前的十几年里,德皇威廉二世的外交政策充满着这种“边缘政策”的影子。德国试图通过“挥舞大棒”来测试法国、英国的底线,结果却一次次把对手推向彼此的怀抱,促进了协约国的形成。
大家都知道,德意志帝国崛起晚,几乎没有太好的海外殖民地。
而后发后,德国先选择的挑战对象是曾经击败过的法国,这就是两次摩洛哥危机。
1905年,第一次摩洛哥危机,当时法国试图将摩洛哥变为其殖民地。为了挑拨英法关系(英法刚签署《英法协约》不久),威廉二世骑着高头大马在摩洛哥唐吉尔登岸,宣称支持摩洛哥独立。
德国认为英国不会为了摩洛哥去得罪德国,如果法国认怂,英法协约就会瓦解。但除了奥匈帝国,没有国家支持德国。英国不仅没和法国绝交,反而开始进行秘密军事磋商。
1911年,第二次摩洛哥危机,法国派兵镇压摩洛哥起义,德国认为这违反了之前的协议,于是派出一艘豹号战舰驶入摩洛哥的阿加迪尔港。德国籍此“敲诈”法国,要求法国把整个法属刚果割让给德国,作为德国承认法国占领摩洛哥的交换条件。
德国这种“海盗式”的索要吓坏了英国。英国发表了强硬演讲,以英式的含糊不清暗示不惜一战。最终德国只得到了一小块贫瘠的刚果土地,却让英法彻底确立了共同反德的阵线。
图:德皇威廉二世出现在摩洛哥
而法国与俄罗斯的结盟更早。
俾斯麦在1887年与俄罗斯秘密签署的一份极度复杂的协议,即《再保证条约》。 德国和俄罗斯承诺,如果其中一方与第三国发生战争,另一方保持中立。但条约里有2个主要例外,如果德国进攻法国,俄国不保证中立;如果俄国进攻奥匈,德国不保证中立。
俾斯麦希望通过这份条约,确保只要德国不主动打法国,俄国就不会在背后捅刀子,避免德国最恐惧的“两线作战”。
但到了1890年,年轻气盛的威廉二世赶走了老宰相俾斯麦,掌握大权。当年正好是条约续签的日子,俄国沙皇尼古拉二世其实非常想续签,德国拒绝了。
于是1892年,俄罗斯与法国签订秘密军事协定,核心为若德国、奥匈、意大利进攻一方,另一方全军支援,形成协约国第一块基石。
在第一次摩洛哥危机后,法国又促成俄罗斯与英国和解,协约国正式成形。
也就是说,在一战爆发前,德皇威廉二世仗着德国的国力、军力,把俄罗斯、法国这两个敌人得罪死了,还挑战了英国的权威,没有七月危机,也会有八月危机。一战因萨拉热窝事件爆发,这就是必然性中的偶然性。
英国的模棱两可
而七月危机时,德国的唯一希望是英国调停。尽管挑战了英国的权威,但当时英王乔治五世与德皇威廉二世、沙皇尼古拉二世也是亲戚关系,兄弟之间的矛盾总可以调解下。
当时的英国外交大臣格雷也确实进行了调停。例如,提议由英、法、意、德四个“非直接利益相关国”组成委员会,在伦敦举行会议调停奥、俄、塞之间的矛盾。但德国和奥匈帝国最初拒绝了格雷的提议,认为这是对奥匈主权的干涉,还是过于傲娇。
英国自己也有国内问题,北爱尔兰联合主义者正武装反抗自治法案。
对于当时的英国自由党内阁来说,他们认为英国没有义务为了塞尔维亚或俄国的野心去送死,大部分阁员是反战的中立派,爱尔兰的一场暴乱比遥远的巴尔干冲突显得更加迫切。
由此,直到8月1日,英国依然拒绝给法国提供明确的军事承诺。直到8月3日德国入侵中立的比利时,违反了1839年的《伦敦条约》,英国才在民意和道义压力下达成了参战共识。
内阁如此,英国国王乔治五世也一样。
7月26日,德皇威廉二世曾派他的弟弟海因里希亲王秘密访问伦敦。
海因里希问:“如果发生战争,英国会怎么做?”
乔治五世回答:“我不知道我们要怎么办,但我们会尽力保持中立。”
海因里希亲王回去后将此话传给了德皇。威廉二世立刻得出结论:“我有国王的话!” 他认为这是英国君主的正式承诺,意味着英国不会参战。
但二世祖又怎么能猜透超级帝国的老谋深算(搅屎)呢。
英国起初确实不愿意参战,但他们认为,如果调解成功,代价可能是让德国和奥匈在巴尔干获得永久性的霸权;如果调解失败而英国退缩,法国可能会被消灭,英国将面对一个统治全欧洲(西欧)的超级大德意志帝国。
于是1914年8月4日晚,当英国的最后通牒到期,格雷大臣告诉他德国没有回复时,乔治五世在枢密院正式签署了宣战声明。
图:沙皇尼古拉二世与英王乔治五世合影,分不清谁是谁。
铁路战争
至于,为什么威廉二世那几兄弟本来都希望避免战争,为什么却无办法改变军方总参谋部的决定,或者说被参谋们说服了呢?
这里面有一个技术问题,大家都知道从俄罗斯东部往西直到大西洋海岸,欧洲几乎可以说是一马平川、连绵不断的大平原。工业革命后,铁路成为主要的运输手段,普鲁士的军事崛起靠的是打铁路战争。
例如在普奥战争中,普鲁士利用5条干线迅速调动25万人,打得奥匈帝国措手不及。
在普法战争中,普鲁士的铁路动员效率几乎是法国的两倍。当法军还在车站乱作一团寻找自己的建制时,普鲁士军队已经成建制地出现在前线并开始了进攻。
通过铁路的高速机动,普鲁士军队可以在几天内完成原本需要几周的集结。
于是,普鲁士名将老毛奇曾有一句名言:“不要盖要塞,要修铁路。” 这句名言在当时还获得了俄国军政高层的广泛引用。
统一后的德国将铁路推向了军事化的极致,德军总参谋部下设专门的“铁路局”,每修建一条新铁路,都必须经过军方审查,坡度是否适合运送重型火炮?站台长度是否够一整个营下车?
德国还在西部(针对法国)和东部(针对俄国)修筑了大量“毫无经济价值”的尽头路。这些铁路平时荒无人烟,但在战争爆发时,它们能让德国在48小时内把上百万士兵推向边界。
也正因为此,施里芬计划不是一份简单的进攻方案,而是一本厚达几千页的火车时刻表。它规定了哪列车几点过哪座桥,哪列车几点在哪个站补给。
图:施里芬计划的右勾拳。
1914年8月1日,当威廉二世试图命令军队只去东线不去西线时,小毛奇(老毛奇的侄子)近乎崩溃地回答:“陛下,这办不到。如果我们现在更改计划,我们会得到一堆无法使用的散兵游勇,而不是一支军队。”
俄罗斯那边也一样,沙皇尼古拉二世在1914年7月29日试图下令只针对奥匈帝国进行局部动员时,他的总参谋部将军们也拒绝了他。
俄国的动员计划是建立在全线动员基础上的。所有的火车时刻表、军需物资分配、预备役征召,都是为了同时应对德、奥两线设计。如果只进行局部动员(即只动员针对奥匈的南线兵力),那么数千列开往南方的火车会堵塞那些通往德国边境的铁路。
于是,威廉二世、尼古拉二世这对表兄弟多年驾驶战车对向狂奔,当他们想刹车时,却刹不了了。
其实,按后来全面战争的态势来看,动员早晚真会对战争造成决定性影响么?
就本堂看来,这压根是无稽之谈,第二次世界大战的装甲机械化部队打闪击战,都不能一击将对手打趴下。一战时以步兵、笨重的马车炮兵为主力,打全面战争,不可能快打决胜。
德国、俄国这是以局部战争经验,去考虑全面战争了。
又或者,当时的德军、俄军的将军、参谋们,不想封闭加班两周改计划,比现在互联网大厂的打工牛马傲娇多了。
图:一战时火炮主要还是由马车来牵引。
综上
太阳底下没有新鲜事,看今天的伊朗战争,回顾一战的爆发,挺有意思。今天的世界幸好只有一个川普。
到底威廉二世想不想打一战?估计跟川普一样,他自己也搞不清楚吧。(作者:原讲武堂公众号堂主,今夜粥档摊主)
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