鋰能造氫彈?


氫彈的熱核裝藥就是氘化鋰6,這里面的氘,來源于重水。重水本身并不稀奇,我們平時喝的任何自然水里面,都有大約至少萬分之一的重水?,F(xiàn)在的重水提煉自然是核大國的看家本領之一。因此氘化鋰中氘的問題先不管他,來重點看看鋰。金屬鋰的同位素有兩種,即鋰-6和鋰-7。天然鋰中,鋰-6占7.5%,鋰-7占92.5%。也就是說,真正能當氫彈材料用的鋰,只是天然鋰中的7.5%,但這個比例已經不低了。要知道,天然鈾中只有百分之0.75的鈾235是可用的。何況鋰的含量在地殼中比鈾礦高百倍。那么熱核材料的氘化鋰6是如何制造的呢?在自然界中鋰的分布較廣,在地殼中的含量約占三萬分之一,主要存在鋰輝石和鋰云母中。氘、氚在常溫下呈氣體狀態(tài),不易貯存和使用。但是金屬鋰的化學性質活潑。因此,在當熱核裝藥使用時,要把他們做成較穩(wěn)定的化合物。即氘化鋰6、氚化鋰6。
金屬鋰為一種銀白色的輕金屬;熔點為180.54攝氏度,沸點1342攝氏度,密度0.534克每厘米3,硬度0.6。因此純金屬鋰又軟又輕,可以直接漂浮在水上面。金屬鋰本質上屬于堿金屬。堿金屬普遍容易直接和水發(fā)生劇烈的反應甚至會爆炸,典型的比如金屬鈉。但是鋰與其它堿金屬不同,在室溫下與水反應比較慢。但能與空氣中的氮氣反應生成黑色的一氮化三鋰晶體。金屬鋰可溶于液氨。鋰的弱酸鹽都難溶于水。在堿金屬氯化物中,只有氯化鋰易溶于有機溶劑。鋰的揮發(fā)性鹽的火焰呈深紅色,可用此來鑒定鋰。鋰很容易與氧、氮、硫等化合,在冶金工業(yè)中可用做脫氧劑。鋰也可以做鉛基合金和鈹、鎂、鋁等輕質合金的成分。鋰的最大用途,還是當高容量電池和在原子能工業(yè)中當氫彈裝藥。鋰在地殼中的自然儲量估計為2000萬噸,可開采儲量大約500萬噸。

到2014年,世界鋰開采量為25000噸, 其中,智利開采8000噸,澳大利亞4000噸某方4000噸,俄羅斯2500噸,阿根廷2500噸。看這幾個開采鋰金屬的大戶就知道。只有某方和俄羅斯是核大國。而智利、澳洲、阿根廷基本都是對外出口。鋰雖然也被稱為“稀有金屬”,其實它在地殼中的含量不算“稀有”,地殼中約有0.0065%的鋰,其豐度居全部地殼元素的第二十七位。比黃金和鈾金屬的含量都高百倍以上。已知含鋰的礦物有150多種,其中主要有鋰輝石、鋰云母、透鋰長石等。海水中鋰的含量更多,總儲量高達2600億噸,是陸地鋰礦的上萬倍。海水中既含有大量的氘,也含有大量的鋰,是未來熱核材料資源的最大來源,不過目前的技術提煉成本還太高。海洋中有大量的紅色、黃色的海藻,含有較多的鋰化合物,未來可供直接開發(fā)利用。某方的鋰礦資源豐富,僅江X省的云母鋰礦就可供開采上百年。
那么最終的氫彈材料氘化鋰6如何制造呢。要生產氘化鋰6,就必須先制造大量的重水。重水的生產有三種方法,即化學交換法、蒸餾法和電解法。重水可直接用在重水核反應堆中作慢化劑和冷卻劑。也可進一步電解,把氘與氧分離,再與鋰-6金屬化合成氘化鋰6,作為熱核武器的裝料。

從普通鋰中分離出直接可用的鋰6同位素也有多種方法。如化學交換法、離子交換法、電遷移法、熱護散法等。當然具有大規(guī)模實際工業(yè)生產意義的目前只有化學交換法。生產更稀有的氚也有多種方法,核反應堆輻照產氚目前應用較廣,主要過程是:鋰6靶件制造、堆內輻照、熔融提取、雜質凈化和同位素分離等。利用加速器也可生產氚。氚與鋰6經過化合工序,制成氚化鋰6,作為氫彈的最終裝料。