眼睛閉合。
之後緩緩睜開,李察看到了自己已經身處外太空中,四周是衆多璀璨的星辰。
念頭一動,星辰飛速靠近而來,他的身體向着其中一個行星落去。
行星上有一片海洋,海洋上有一個島嶼,島嶼上有一座森林,森林中有一個氣勢恢宏的連體圖書館。不多時,他已經進入了圖書館,坐在了圖書館內的一個紫色大廳中。
大廳中立着衆多三米多高的紅木書架,上面放滿了書籍,一個長脖子的烏龜石像從書架上叼下一本厚重的書籍,放在了他的面前。
伸手打開,他看到了上面的內容——製造原子彈的技術①。
原子彈製造,說難也難,說容易也容易。
當初,第一顆原子彈製造的時候,地球上最強大國家動用了擁有的所有技術,十數萬人爲其服務,整個世界最爲頂級的一大批科學家參與其中,歷時數年才成功。
在成功之前,原子彈無疑是世界上最高端的造物。
但當原子彈一製造出來,就開始從雲端向下跌落,頂級的科技變成了過時的理論基礎,難度從極高變成很低,幾乎任何人都有能力重複。這主要是,第一顆原子彈製造時,所有人都不知道它能否成功,很大的精力、物力都投入到了試錯和驗證中,來研究這條路是否能走通。
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一旦這條路被確定能走通,那麼瞬間所有的橫在路上的阻礙都不再是阻礙,頂多是一些硌腳的小石子,高不可攀的技術成爲了普通技工也能操弄的工藝,難度從之前的難以想象,直線下降變成了不過如此。
這就是科學的力量。
最開始的突破,有着地獄般的難度,突破之後,則變成了一片坦途。曾經集頂尖科學家才艱難製造出的東西,事後在大學中隨便找幾個受過物理學教育的學生,利用完全公開的知識,在擁有足夠原材料的前提下,就能複製出來。
這不是比喻,而是事實。
地球上首先製造出原子彈的國家,真的這麼測試過,然後就知道原子彈技術是不可能被完全封鎖的,唯一能封鎖的頂多是原料罷了。
科技就是這樣,都不需要知道具體是什麼,只需要知道能否實現就夠了。
因此,原子彈的製造,很難也很易,難的是一開始,易的是開始之後的全部。
按照原理,原子彈製造的關鍵,在於臨界質量問題上面。
原子彈和常規炸彈不同,常規炸彈沒有臨界質量問題,炸藥的數量不受限制,想要裝填多少就裝填多少。但是原子彈不行,一旦原子彈中的核原料達到臨界質量,甚至超出臨界質量,就會處於時刻有可能發生核爆炸的危險狀態。
爲了防止核武器在使用之前就自爆這種意外或者說事故發生,原子彈在儲存時,必須要保證內部裝填的核原料低於臨界質量,也就是處於次臨界質量狀態。
而在真正投入使用的時候,又要讓內部裝填的核原料,必須在極短時間中就達到超出臨界質量很多的情況,即超臨界狀態。這樣才能保證裂變鏈式反應過程中,自由中子數量增殖達標,高效率的利用核原料,釋放出預想的毀滅性破壞力。
原子彈只有解決了臨界質量的“跨越”問題,纔算是一枚合格的原子彈。
而要想解決這個問題,就要知道,臨界質量是和核原料的幾何形狀、物理密度有關的。一塊超臨界的核原料,分成多塊,就變成了次臨界,或者把他的體積增大、密度降低,也會變成次臨界。
原子彈具體要做的,就是讓彈體中的核原料分成數塊,使用時,能夠通過內部裝置把數塊核原料瞬間積壓在一起,達到超臨界,然後提供中子源激活持續核連鎖反應,產生核爆炸。
這其中的最主要的一個字,就是快。
必須快,必須非常快。
因爲核爆炸發生的時間很短,所以要保證引爆極快,不然就會還沒有完全引爆,就被爆炸提前炸開彈體,浪費了剩餘的珍貴核原料。
一般來說,引爆要在萬分之一秒內完成,不同核原料被擠壓到一塊更是要把時間差別縮短到幾百萬之一秒,這樣纔不會讓原子彈的爆炸出現較大差異。
如果能夠做到這一點,那麼接下來原子彈會在三個震顫中,完成自己的使命,釋放出毀滅的蘑菇雲。
震顫是當初製造第一枚原子彈時發明的術語,一個震顫只有一秒的億分之一,光線在這一段時間中也不過才堪堪走過三米的距離。
三個震顫,光在真空中走過九米,一枚原子彈就完成了從開始到結束的一切。
就這麼短暫。
短暫到極致,所以才讓威力恐怖到極致。
……
製造合格的原子彈內部裝置,要涉及到爆轟物理、流體力學、衝擊波動力學、高溫高壓凝聚態物理等多種知識。
一般這種內部裝置是由引爆控制系統,高能炸藥,反射層,含有核原料的核部件,中子源五部分組成。
引爆控制系統負責引爆高能炸藥層,之後借住爆炸的衝擊力,推動、擠壓反射層和核部件,讓核原料達到超臨界狀態。中子源這時提供“點火”用的中子,讓核原料開始進行持續核連鎖反應,成功引發核爆炸。
常規意義上,內部裝置分爲兩大類型:槍式,和內爆式。
槍式內部裝置比較簡單,一般只需要兩塊次臨界質量的核原料就可以。
整個裝置看上去就像是一個圓筒,或者說是一個鐵管。在鐵管的中部,有中子源,鐵管的兩端則是會各放置一塊半球形核原料——平面向內,球面向外。
半球形核原料的外部球面,包裹上一層反射中子的反射層(用來反射中子,提高持續核連鎖反應效率),然後在反射層外依次安裝着高速炸藥、傳爆藥、雷管、起爆器。
一旦裝置激活,在炸藥爆炸威力下,兩塊半球形核原料會向着中央移動,在極短時間內發生碰撞,擠壓成一個扁球形,達到超臨界狀態。這時中子源會釋放出大量中子,讓核原料產生持續核連鎖反應,引發核爆炸。
這種裝置,優點是技術含量比較低、便於製造,缺點是對核原料的利用率也同樣低。因爲到達超臨界狀態時,核原料沒有受到過度擠壓,是常態密度。換句話說,原子不夠密集,就像是把操場上兩個百人隊伍的學生突然推到了一塊,雖然達標了,但也只是達標罷了,持續核連鎖反應不夠快。
地球上,某大國用於實戰的第一顆原子彈,就是這樣的槍式裝置。因爲技術簡單,連核試驗都沒有做,直接使用。效果很感人,核原料裝填高達64公斤,利用率只有1.2%——是的,1.2%,剩下的百分之98.8%都被浪費了,TNT威力當量只有1.5萬噸。
注①:本文涉及的原子彈製造所有技術知識,均來自於中國工程物理研究院官網、維基百科等網絡公開資料,以及《驚天核網》等公開出版書籍。