一台冰箱大小的装置,在纽约罗切斯特一栋办公楼的地下室里,安安静静地运行了31年。它每天的工作是发射中子,为伊士曼柯达的材料分析服务。直到它被关停、运走之后,一位员工跟记者提起了它,消息才传开——CNN也加入了报道:柯达在迷宫般的研究实验室深处,用着武器级铀。
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但真实的故事,比标题所暗示的更奇怪,也更平淡。
1975年,柯达启动了美国第一台锎中子通量倍增器(CFX)。它虽然配不上名字里那股科幻味,却用一套精巧的核工程技巧,为柯达的研发部门提供了充足的中子流,用于材料分析。
这台装置干两件事:中子活化分析和中子照相。
前者让柯达能检测化学物质中的杂质。用中子轰击样品,样品中的元素会形成放射性同位素,放出伽马射线。研究人员测量伽马射线的能量水平,就能准确判断样品里到底有什么成分。
随手能做这种分析当然方便,但中子照相才是这家私营公司的"超能力"。它的原理和X射线类似,但中子与原子核相互作用,X射线与电子相互作用。这意味着X射线擅长检查电子数量多的重元素,而水、胶片这类轻元素和化合物在图像里会被"冲淡"。中子不一样。如果说X射线能让你看到管道上的裂缝,中子则能让你看到哪里在漏。
真正令人叫绝的,是这台机器产生中子流的方式。它利用锎-252的自发裂变。这种实验室制造的同位素掉中子的速度,就像七月的哈士奇抖落身上的毛。但这座中子喷泉太贵了,贵到无法作为唯一来源——今天它的价格大约是每毫克3万美元。于是CFX的设计者转向了一个裂变标准件:高浓缩铀。
中子从微小的锎-252源(装置核心中约3.1毫克)中渗出,穿过52块高浓缩铀板。在铅屏蔽层后面,中子撞上高浓缩铀原子,产生不稳定的原子核。这些原子核常常——但不是总是——裂成更轻的碎片,同时释放出两到三个中子。等中子流到达样品端口时,通量已经比单靠锎-252时高出30倍。
乍一看,这很像一座核反应堆:铀燃料板、裂变中子、厚重的屏蔽层。关键区别在于,CFX被刻意设计为保持次临界状态,每一次裂变产生的中子,都少于维持链式反应所需的数量。没有锎-252持续"喂"它,这个过程就会自行熄火。
从1975年到2006年,CFX在两英尺厚的墙壁和政府批准的安全协议中平稳运转。大约每七年,锎-252源会被补充一次。除了1980年一次许可证续期的波折,这台装置一直没掀起什么波澜,直到它的存在被告诉了当地报纸——它不是秘密,只是从未被公开宣传过。
不出所料,2012年柯达CFX的消息传遍全国时,大多数媒体关注的是高浓缩铀的危险,而不是它产生中子通量的本事。的确,今天很难想象把造原子弹的材料托付给私营企业。但CFX安装的那个年代,正处在核乐观主义时期——顶尖大学运行反应堆是标配,有雄心的公司也寻求驾驭核能。
据柯达和官员的说法,在它的掩体里,CFX是一个受到严格监管、不构成威胁的存在。最大的危险出现在2007年的退役过程。一台老旧的CFX,相当于工业实验室里一根裹着石棉的管道:在你决定拆除它之前,它完全安全。
锎-252组件轻得像一片雪花,高浓缩铀则要实在得多——3.5磅。虽然造一枚原子弹大约需要100磅高浓缩铀,但人们担心的是,不法分子会凑齐足够多的小批量材料来制造武器。在美国能源部的监督下,铀板被小心地运往一处政府设施。安全措施严密到什么程度?没有任何公开记录说明究竟是谁运送了这些铀板,也没有记录说明除了使用钳子和有机玻璃屏蔽(有机玻璃在减缓中子和高浓缩铀的阿尔法辐射方面出奇地有效)之外,他们是如何运送的。
柯达通量倍增器的真实故事,与其说是阴谋,不如说是一项技术奇观。它是冷战时期一项巧妙绝伦的工程,受到严格的政府监管,藏身于企业园区之下。那栋楼后来已被柯达出售,那个房间也早已被宣布安全,尽管混凝土中还有少数被活化的同位素。但它提醒我们:曾经,最前沿的技术是带放射性的。
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