Mười bước để trở thành cường quốc hạt nhân

Bản quyền hình ảnh Thinkstock

Một trái bom hạt nhân có thể huỷ diệt kẻ thù trong nháy mắt.

Nhưng quan trọng hơn là nó cho phép một quốc gia giương oai diễu võ trên diễn đàn quốc tế.

Cho tới nay, mới chỉ có tám quốc gia từng chính thức nhấn nút cho nổ vũ khí hạt nhân, gồm năm thành viên thường trực Hội đồng Bảo an Liên hợp quốc là Hoa Kỳ, Anh, Nga, Trung Quốc, Pháp, và Israel, Ấn Độ, Pakistan.

Tuy nhiên, có một số nước khác bị nghi là đã sở hữu hoặc đang tìm cách phát triển vũ khí hạt nhân.

Iran hiện đứng đầu danh sách tình nghi, bất chấp việc nước này liên tục nói rằng chương trình hạt nhân của họ chỉ nhằm phục vụ các mục đích hoà bình.

Công nghệ chế tạo vũ khí hạt nhân đã có từ nhiều thập niên, nhưng để trở thành một quốc gia hạt nhân không phải là chuyện đơn giản.

Để đạt được mục tiêu này, một quốc gia có thể phải buôn lậu, phải dùng mánh lới, và phải trải qua một quá trình nhiều năm nỗ lực, chưa kể nguy cơ bị các cường quốc khác trừng phạt.

Một quốc gia cần phải làm gì để có được vũ khí hạt nhân? Tại sao chỉ có một số ít các nước muốn sở hữu thứ vũ khí này?

BBC Future nêu ra dưới đây những thách thức và những nguy cơ tiềm ẩn mà bất kỳ nước nào muốn có chương trình vũ khí hạt nhân đều phải đối diện.

Bước 1: Chọn chất đồng vị

Việc đầu tiên là phải tập hợp được các khoa học gia, kỹ sư và kỹ thuật viên.

Nhóm này cần phải hiểu rõ mọi thứ liên quan tới hạt nhân dựa trên một nguyên tắc đơn giản: khi một nhân tế bào nặng của nguyên tử phân tách ra, nó sẽ chuyển hoá một trọng lượng nhỏ xíu thành năng lượng.

Bản quyền hình ảnh AP
Image caption Uranium là lựa chọn của nhiều nước

Năng lượng đó có thể dùng để chữa trị bệnh ung thư, tạo ra điện hoặc san phẳng cả một thành phố.

Các vụ nổ hạt nhân được kích hoạt thông qua một chuỗi các phản ứng chuỗi không kiểm soát của một khối vật chất lớn: mỗi lần nguyên tử phân tách, thành phần nguyên tử mới tách ra sẽ lại tiếp tục phân tách, liên tục như vậy khiến giải phóng thêm nhiều năng lượng.

Chất đồng vị phổ biến nhất là uranium-235 và plutonium-239.

Plutonium-239 được nhiều cường quốc như Nga và Mỹ lựa chọn, nhưng lại là chất không có trong tự nhiên.

Để có được chất này, các nước cần phải tạo ra nó bên trong lò phản ứng hạt nhân, và các lò phản ứng là thứ rất khó che giấu, như Jeffrey Lewis viết trên trang blog Arms Control Wook, trong lúc trong thời kỳ đầu triển khai chương trình hạt nhân thì việc phải giấu kín lại là điều cần thiết.

Do vậy, uranium là lựa chọn đương nhiên đối với hầu hết các nước.

Bước 2: Gom đủ lượng uranium

Nghe thì có vẻ ma giáo, nhưng thực sự thì đây là bước dễ nhất trong toàn bộ tiến trình.

Uranium được khai thác thương mại trên toàn thế giới và được bán dưới dạng chất bột màu vàng, được gọi là "bánh vàng".

Một số quốc gia như Iran chọn cách tự làm, tự khai thác và tự chế biến bánh vàng.

Bản quyền hình ảnh HTTPINHNEWS.IR
Image caption Một khi mua nhiên liệu về, các nước phải có khu tổ hợp hạt nhân để cất trữ

Các nước khác thì đơn giản là mua từ nhà cung ứng lớn nhất thế giới: Kazatomprom, hãng năng lượng hạt nhân Kazakhstan đã quốc hữu hóa.

Hãng này trong năm 2011 đã xuất khẩu gần 20 ngàn tấn uranium, theo Hiệp hội Hạt nhân Thế giới.

Khổ nỗi, mua sỉ thứ này cũng kéo theo những bất tiện.

Uranium của Kazatomprom chủ yếu là uranium-238, một chất đồng vị có trong tự nhiên và không chịu được bất kỳ phản ứng hạt nhân nào.

Chất cần có là uranium-235 chỉ chiếm 0,710%, trong lúc một vũ khí hạt nhân đơn giản nhất cũng cần khoảng 50kg nhiên liệu với 90% là uranium-235 nguyên chất.

Hầu hết các nước đều cần tiến hành thử nghiệm hai hoặc ba lần và cần có thêm một lượng uranium dư ra, cho nên mỗi nước sẽ cần ít nhất là khoảng 150kg uranium-235, hoặc khoảng 20 tấn bánh vàng để tạo ra được chừng đó uranium-235.

Sau khi mua về là việc phải cất giữ, do đó một quốc gia sẽ cần tính chuyện xây dựng một khu tổ hợp hạt nhân.

Iran trữ nhiên liệu tại cơ sở Isfahan ở phía nam Tehran, trong lúc cựu lãnh đạo Iraq Saddam Hussein cất giữ tại Tuwaitha, nam Baghdad.

Bước 3: Bắt đầu chế tạo

Bánh vàng của Saddam Hussein trở nên vô dụng. Của những người khác cũng vậy.

Để có được chất uranium-235 cần thiết, nhóm khoa học gia của nước đó trước tiên cần phải phân tách chất đồng vị.

Nghe thì đơn giản, nhưng làm thật lại là chuyện khác, bởi về mặt cấu trúc hóa học thì uranium-235 và uranium-238 giống nhau.

Cách duy nhất để phân tách chúng là dựa vào trọng lượng (238 có nhiều hơn 3 neutron và do đó nặng hơn một chút).

Công nghệ hiệu quả nhất là cho quay uranium trong một lò ly tâm, nhưng quay bột uranium sẽ rất phiền toái.

Bản quyền hình ảnh Thinkstock
Image caption Uranium là chất có trong tự nhiên

Để biến bánh vàng thành dạng khí hữu dụng hơn, nhóm các nhà nghiên cứu áp dụng một công thức đơn giản: làm nóng nó, đốt cháy tạp chất, rồi cho phần còn lại tiếp xúc với hydrogen fluoride, qua đó tạo thành chất uranium tetrafluoride.

Sau đó, chất uranium tetrafluoride lại được làm nóng lần nữa trong một lò nạp đầy khí fluoride, và nếu may mắn thì ta sẽ thu được khí uranium hexafluoride.

Hóa chất này có độ ăn mòn rất cao, rất nguy hiểm, cho nên cần được xử lý cẩn thận.

Bước 4: Đánh cắp nốt những gì còn thiếu

Giờ đã đến lúc cần tìm một lò ly tâm để phân tách uranium-235 ra khỏi uranium-238.

Để phân tách được các hạt nguyên tử, cần phải có một công cụ có khả năng quay được hàng chục ngàn vòng trong một phút.

Làm lò ly tâm là công nghệ khó, và một quốc gia 'xấu' sẽ không được các cường quốc hạt nhân hỗ trợ trong vấn đề này.

Thông qua một tổ chức thương mại có tên Nhóm Cung ứng Hạt nhân, các cường quốc hạt nhân áp dụng chặt chẽ định chế xuất khẩu các bộ phận và các mẫu thiết kế lò ly tâm.

Bất chấp điều đó, vẫn có những cách thức né tránh lệnh hạn chế, theo Joshua Pollack, tư vấn của chính phủ Hoa Kỳ về ngăn chặn phổ biến vũ khí hạt nhân.

Hồi 2004, cha đẻ của bom hạt nhân Pakistan là Abdul Qadeer Khan thừa nhận rằng ông là tâm điểm của mạng lưới buôn lậu to lớn chuyên cung cấp các mẫu thiết kế lò ly tâm, các phần thiết bị và kỹ nghệ làm lò ly tâm cho Iran, Bắc Hàn và Libya cùng một số nước khác.

Mạng lưới của Khan kể từ đó đã bị xóa sổ, nhưng ngay cả khi nó còn hoạt động thì Pollack nói ông không chắc đó có phải là cách thức tốt nhất để có được một lò ly tâm hay không.

Khan chào bán cho khách hàng các thành phần rẻ tiền, bị lỗi và các mẫu thiết kế sai.

Bản quyền hình ảnh AFP
Image caption Bắc Hàn đã nhiều lần tuyên bố tiến hành các vụ thử hạt nhân

Do khó có thể dựa vào thị trường chợ đen nên một số nước đã theo đuổi những cách thức khác để có được những gì họ cần, như thành lập các công ty vỏ bọc tại các nước khác.

"Bình Nhưỡng là bậc thầy trong lĩnh vực này," Pollack nói.

Chẳng hạn, Bắc Hàn đã thành lập một công ty tại Trung Quốc với tên gọi "Công ty TNHH Xuất nhập khẩu Máy bay Thẩm Dương Đan Đông (Shenyang Aircraft Group Dandong Import and Export Co. Ltd.)".

Cái tên dài và gần như giống hệt với tên của một công ty hợp pháp của Trung Quốc, “Shenyang Aircraft Industry Group Import & Export Co., Dandong Branch”, khiến cho Bắc Hàn có thể mập mờ nhập khẩu được các thành phần của lò ly tâm mà không bị phát hiện.

Bước 5: Làm giàu uranium

Bất kể là làm thế nào thì một quốc gia cũng phải cần có vài ngàn lò ly tâm. Những lò này phải được đặt kế tiếp nhau lần lượt theo thứ tự để làm giàu khí hexafluoride uranium đã được sản xuất từ trước.

Với việc cho chất này đi qua lần lượt các lò, uranium-235 bắt đầu tích tụ lại.

Iran đã bắt đầu quá trình làm giàu uranium từ đầu những năm 2000, và đến tháng 2/2010 Tehran tuyên bố họ đã bắt đầu việc làm giàu uranium lên 20%.

Mức này được sử dụng cho các mục tiêu dân sự, nhưng cũng là một bước đi quan trọng tiến tới việc sản xuất uranium dùng để chế tạo vũ khí hạt nhân.

Quá trình làm giàu sẽ mất vài tháng để hoàn thành, và còn có thể bị chậm lại nếu xảy ra tai nạn hoặc bị phá hoại.

Chẳng hạn như một virus mạnh có tên là Stuxnet đã từng khiến cho hàng trăm lò ly tâm của Iran tự quay tít đến phát hỏng.

Tuy nhiên, nếu dùng lò ly tâm một cách khôn ngoan thì một quốc gia có thể chế tạo đủ uranium-235 để làm ra một trái bom hạt nhân trong thời gian chưa tới một năm, và có 150kg để làm ra hai hoặc ba trái bom trong vòng chưa tới hai năm.

Mời quý vị xem tiếp Phần 2, năm bước còn lại của quá trình trở thành cường quốc hạt nhân, tại đây.

Bản tiếng Anh bài này đã đăng trên BBC Future.

Tin liên quan