最近，美國最大的核武器工廠“洛斯阿莫斯國家實驗室”核泄漏引發(fā)關(guān)注。該工廠正在恢復(fù)核彈量產(chǎn)能力，預(yù)計2030恢復(fù)到每年30枚核彈頭。當(dāng)然，這比起冷戰(zhàn)一年1000+產(chǎn)能還是低了很多。那么就讓我們看看幾個數(shù)字，讓大家了解一下為啥核彈頭那么困難。

為了方便理解，我們不講钚彈頭，只講鈾235核彈頭。

在目前流行的核彈設(shè)計中，經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化，一枚能夠起爆（單獨作為原子彈或者作為三項彈核心）的鈾235核心約7千克（钚239略低，需要6千克左右），濃度不低于90%，一般按純鈾235計算。所以，我們假設(shè)1枚核彈=7千克鈾235。

鈾235在天然鈾含量為0.7%，其他主要成分為鈾238。因此，1枚核彈需要7千克純鈾235，意味著需要至少提取1噸的金屬鈾。那么其他的鈾238有啥用呢？美國一般把他作為貧鈾彈處理，目前美國俄羅斯各囤積了80萬噸貧鈾，做坦克炮彈根本不缺材料。

目前最大鈾的需求來自于核反應(yīng)堆。一臺標(biāo)準(zhǔn)的1000兆瓦級（百萬千瓦）輕水反應(yīng)堆通常一年需要換2噸燃料棒。而這種維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的民用燃料棒一般是3%-4%濃度鈾235。所以，一臺反應(yīng)堆一年消耗2噸燃料棒，其實也就是消耗純鈾235約70千克，和一枚核彈核心差不多。所以關(guān)系式變?yōu)?0核彈核心=1反應(yīng)堆一年消耗鈾235。

鈾需要從含鈾礦石開采。鈾礦石中比較有價值就是居里夫人接觸過的瀝青鈾礦，從350ppm到千分之一都有開采價值，不過就算美國猶他州最好的鈾礦石也不到千分之一品味。我們暫按 0.1%計算，那就是10核彈=1反應(yīng)堆=10000公斤（10噸）金屬鈾=1萬噸0.1%品味的鈾礦石=3萬噸0.03%品味礦石。所以由于計算繁瑣，現(xiàn)實中大家算鈾礦交易用tU表示，表示一噸金屬鈾。

如今，世界每年出產(chǎn)590萬噸鈾礦石，被世界上數(shù)百個核電站作為燃料使用，中國2019年有47座核電廠反應(yīng)堆運轉(zhuǎn)。僅僅這些核電站，中國就得需要940噸金屬鈾，或者說47萬噸最好質(zhì)量鈾礦石（如果是較低品味則可能需要100萬噸以上）維持運轉(zhuǎn)。

補充：

In June 2015, Greenland Minerals formally announced JORC-compliant maiden ore reserves for the Kvanefjeld project. Total ore reserves of 108 million tonnes contain uranium at 362 ppm U3O8, comprising 43 million tonnes of proven reserves with 352 ppm U3O8 (12,834 tU) and 64 million tonnes of probable reserves with 368 ppm U3O8 (19,970 tU).

2015年中國和格陵蘭簽訂合作協(xié)議，開發(fā)當(dāng)?shù)叵∮薪饘俚V藏，其中有1.08億噸含鈾礦石，可提煉3.2萬噸鈾金屬，凈鈾235含量為3.2*0.7%為224噸，意味著32000枚核彈頭或者供3200臺反應(yīng)堆運轉(zhuǎn)1年。當(dāng)然，考慮到格陵蘭基礎(chǔ)設(shè)施，一年產(chǎn)量50萬噸原礦可能也就是極限了（畢竟全球才590萬噸產(chǎn)量）。