【文/弗朗索瓦·迪亞茲-莫林】
自6月13日發動突襲以來,以色列對伊朗各地的核設施進行了多次空襲。空襲對研究堆、濃縮廠及其他核設施的嚴重破壞可以直接從衛星圖像上看到,這也引發了可能發生放射性和化學物質泄漏的擔憂。
國際原子能機構(IAEA)總干事拉斐爾·格羅西上周五在聯合國安理會發言時表示,“沒有放射性物質泄漏影響到公眾”,但他補充說,“以色列對伊朗核設施的襲擊已導致核安全與安保狀況正在急劇惡化。”
自以色列空襲以來,伊朗的幾個關鍵核設施都遭到了破壞,包括納坦茲的兩座濃縮設施、伊斯法罕的四座建筑物以及霍恩達卜的一座研究堆。根據格羅西的說法,在受損設施外部未測量到輻射水平升高,盡管有毒化學物質和放射性污染物可能已在其中一些設施內部擴散,包括地下的納坦茲濃縮廠。
從國際原子能機構的數據來看,截至5月17日,伊朗的濃縮鈾總庫存量約為9250公斤。這一數字包括8400公斤六氟化鈾氣體;620公斤氧化鈾;71公斤鈾金屬(存在于燃料組件、板和棒中);4公斤鈾(存在于靶件中);以及約140公斤鈾(存在于液體和固體廢料,如放射性廢物中)。
國際原子能機構還估計,超過400公斤的六氟化鈾氣體已被濃縮至60%——這一水平被視為高濃縮,但尚未達到武器級。核不擴散專家伊恩·斯圖爾特(Ian Stewart)解釋說,這些材料處于國際監督之外,足以制造大約10枚核武器。
伊朗的高濃縮鈾究竟在哪里?目前還處于未知狀態,但它可能已在伊朗伊斯蘭革命衛隊手中,并儲存在幾個秘密設施中。事實上,據報道,一名伊斯蘭革命衛隊高級官員上周四表示,他們已預防性地將所有濃縮鈾轉移到隱蔽地點。伊朗可能還擁有未申報的離心機,也在這些所謂的秘密地點,可用于進一步濃縮(提純)其庫存的60%濃縮鈾。
也許,這些離心機已經在運行中了。在開采出的天然鈾中,可裂變鈾235(可用于核鏈式反應)的自然含量不到1%。將鈾235的濃度從不到1%提高到60%,所需時間遠長于將60%的鈾235進一步提純至90%的濃度——這一水平被視為“武器級”。專家估計,伊朗完成這一步并濃縮出足夠制造一枚核武器所需的鈾,可能只需要短短五到六天。
截至2025年6月12日,伊朗境內運營或可能運營的核設施。紅色標記的是主要核設施位置,僅供參考。
伊朗將這種材料武器化固然是一個極其緊迫的擔憂,但這并非是該國核庫存相關的唯一潛在風險。
盡管伊朗高濃縮鈾的下落或狀況仍有許多未知,但無論該材料是否成為襲擊目標,它都構成污染或輻射暴露風險。大量濃縮六氟化鈾氣體儲存在相對較小區域的儲罐中,如果遭到襲擊,將構成重大的化學風險。
一方面,由于不知道這些儲罐內有多少這種材料或其儲存條件如何,使得這一風險更大;另一方面,倉促運輸和不當儲存條件也可能顯著增加暴露于有毒化學物質的風險。雖然六氟化鈾氣體本身并非直接可裂變,但如果水分進入運輸或儲存鋼瓶,鈾(尤其是濃縮鈾)會變得更具反應性,從而創造可能發生核裂變鏈式反應的條件。這可能導致鋼瓶發生化學爆炸,導致大量六氟化鈾氣體擴散到設施內部,并可能擴散到環境中——這種情景即使沒有遭受襲擊也可能發生。
為了更好地理解以伊沖突引發的放射性污染風險,我嘗試根據以色列襲擊前公開可獲得的伊朗核設施信息,對所涉風險的類型和規模進行分解。想要更準確的評估,我們需要完全了解這些設施當前核材料庫存的化學和物理性質、數量以及儲存條件,而這些我們并不掌握。
以下是對截至6月12日(以色列襲擊前)正在運行或很可能在運行的設施可能出問題的概述:
納坦茲(Natanz)
納坦茲位于德黑蘭以南約300公里處的伊斯法罕省,是伊朗主要的濃縮設施所在地。它同時設有一個用于商業核動力反應堆的地下燃料濃縮廠(FEP)和一個技術上更先進的地上試驗燃料濃縮廠(PFEP)——兩個廠的核材料和濃縮設備均處于國際原子能機構的國際監督之下。
納坦茲燃料濃縮廠
2002年,一名流亡的伊朗政治異見人士揭露伊朗在納坦茲秘密轉移了氣體離心機和設備后,該地點引起了全世界的關注,引發國際社會擔憂該設施可能被用于軍事目的。該地點過去曾多次成為網絡攻擊和破壞活動的目標,伊朗指責以色列是這些襲擊的幕后黑手。
在以色列6月13日行動的凌晨,該地點遭到襲擊,摧毀了一座地上變電站以及一個六氟化鈾氣體儲存設施。
襲擊發生后,格羅西表示,六氟化鈾氣體中包含的鈾同位素可能已在儲存設施內部擴散。這些鈾同位素(主要以α粒子的形式)釋放的輻射,如果被吸入或攝入,可能構成重大危險。這種風險可以通過適當的防護措施加以管控。
儲存設施內部的主要風險是六氟化鈾氣體以及與水分接觸產生的氟化合物的化學毒性。在納坦茲,來自濃縮鈾的輻射風險很可能遠小于氟的化學毒性風險。
格羅西還談到納坦茲地下運行的大約15000臺離心機,稱它們“即使沒有被完全摧毀也遭到了嚴重損壞”,這很可能是以色列襲擊摧毀地上電力設施導致斷電的結果。燃料濃縮廠(FEP)設施由一個位于地下的大型三層建筑組成,其上覆蓋有2.5米厚的混凝土結構。盡管也遭到了襲擊,但該設施本身并未在襲擊中受損,但其地下設施的運行狀態尚不清楚。
福爾道(Fordow)
福爾道是伊朗第二個試驗燃料濃縮廠(FFEP),它位于伊朗北部庫姆市附近的一座山內深處,約在地下80至90米。根據國際原子能機構的說法,該設施擁有1044臺IR-1離心機以及1740臺伊朗最先進型號的IR-6離心機。總體而言,福爾道每月可生產30至35公斤高濃縮(60%)鈾。
福爾多燃料濃縮廠
斯圖爾特說,該工廠也可以在短短三天內轉而生產25公斤90%濃縮的六氟化鈾——足以制造一枚武器。
截至6月20日周五,該設施尚未成為空襲的目標。但據報道,美國和以色列已制定了摧毀該設施的計劃,盡管對于摧毀該設施在技術上是否可行以及是否對阻止伊朗核計劃是必要的存在質疑,但外界認為襲擊可能在接下來幾天內發生。
摧毀福爾道的方案甚至包括使用低當量核武器的可能性,該武器可提供足夠的爆炸當量來摧毀福爾道。撇開此舉帶來的巨大升級風險和違反國際規范不談,核武器爆炸本身產生的放射性塵埃所造成的輻射風險將遠遠超過福爾道濃縮工廠可能釋放的鈾所造成的風險。
伊斯法罕(Isfahan)
伊斯法罕是伊朗第二大城市,其附近設有一個龐大的核技術中心,被認為是伊朗核計劃最重要的地點之一。該地點運行著三座小型研究堆,并計劃建造第四座。
此外,該地點還包括一個中央化學實驗室、一個將鈾轉化為六氟化鈾(用于離心機進行濃縮)的鈾轉化廠、一個反應堆燃料制造廠以及一個核廢料儲存設施。
伊斯法罕核技術中心
該地點還包括一個將六氟化鈾轉化為八氧化三鈾(也稱為“黃餅”)并生產用于德黑蘭研究堆實驗的燃料板的設施。
2021年,國際原子能機構在鈾轉化廠發現了可用于生產鈾金屬的設備,該金屬可能用于制造內爆式核武器的核心。該機構還發現,伊朗曾在該“黃餅”轉化設施中使用天然鈾生產鈾金屬,此舉違反了《聯合全面行動計劃》(JCPOA)。雖然鈾金屬的化學危害性低于六氟化鈾氣體,但它構成重大的輻射風險。
根據國際原子能機構此前報告,伊朗大部分高濃縮鈾已被轉移至可生產鈾金屬的設施。在此背景下需要注意,當組裝53公斤純鈾235,或在使用90%武器級金屬鈾時稍多于此量,便可能達到臨界狀態 —— 即發生持續的核裂變鏈式反應并產生接近致死劑量的電離輻射。這類臨界事故存在于鈾金屬轉化廠,尤其是在未遵守適當安全規程的操作場景中。
在襲擊的第一天,據報道以色列的空襲破壞了伊斯法罕的四座建筑物,包括鈾轉化廠、中央化學實驗室和反應堆燃料制造廠。結果顯示,未測量到場外輻射水平升高,該地點的運行狀態未知。
德黑蘭研究中心(Tehran Research Center)
德黑蘭研究中心包括一座研究堆和一個用于生產癌癥治療醫用放射性同位素的場所。6月18日,國際原子能機構報告稱,該地點一座制造和測試先進離心機轉子的建筑物被擊中。襲擊后尚未公布衛星圖像,預計此次襲擊不會產生放射性后果。然而,被襲擊的建筑物距離研究堆有多遠尚不清楚,據信該研究堆目前正在運行。如果附近的研究堆遭到襲擊,其放射性后果將是重大的。
德黑蘭研究中心
布什爾核電站(Bushehr plant)
布什爾核電站位于波斯灣沿岸,是伊朗首座商業核電站。該電站是一座俄羅斯設計的VVER 1000兆瓦電功率輕水反應堆,使用俄羅斯提供的燃料,隨后運回俄羅斯進行處置。該電站有俄羅斯雇員在場。兩座新的俄羅斯設計反應堆正在該地點建造中。
布什爾核電站
布什爾是伊朗核設施中遭受襲擊后果可能最嚴重的核地點。因為該電站正在運行,現場存有數千公斤的核材料。
格羅西警告說,對布什爾反應堆或燃料儲存池的襲擊“可能導致大量的放射性物質釋放到外部環境中”。但在布什爾,嚴重的輻射也可能源于現場電力喪失,迫使冷卻系統關閉,從而導致反應堆事故或該電站密集堆放的乏核燃料儲存池發生火災。
其他核設施
伊朗還有其他一些對核武器計劃不那么關鍵但構成顯著輻射風險的核設施。最高的輻射危害可能來自對運行中的核反應堆或核廢物儲存設施(如德黑蘭南部的庫姆廢物處置場)的可能襲擊。對輸電線路或任何可能中斷向核反應堆或乏燃料儲存池冷卻系統供電的設施的襲擊,也可能導致高放射性污染,類似于先前切爾諾貝利或福島的核事故。
6月19日,位于阿拉克(Arak)的霍恩達卜(Khondab)重水研究堆(正在建設中)遭到空襲。襲擊后的衛星圖像顯示,反應堆建筑的穹頂屋頂上出現了一個洞。
(原文發表在《原子科學家公報》,原標題:無論是否對福爾多核設施進行打擊,伊朗核計劃所涉及的輻射風險都不容忽視。譯文僅供讀者參考,不代表觀察者網觀點。)
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