“知识都装在书里,为什么你就没有考上清华北大?”
这个答案估计大家应该非常熟悉,不过本文却并不打算以这样的方式就草草了事,因为生产核弹的有些技术,还真不是脑子聪明就可以了!
原子弹研制的难点在哪里?原子弹也称裂变弹,它的原理是重核裂变,比如铀-235的原子核被中子撞击后分裂成氪-92和钡-141,就如下图那样:
当然这并没有结束,因为多出来的中子会继续向其它原子核撞击形成链式反应,但在这个过程中有几个问题,首先是原子核的比例占据很低,就如一个体育场中的篮球,中子大都会错过,所以要足够多的原子核堆在一起;
另一个则是那些跑出去的中子尽量让它们跑回来继续撞击原子核,以增加反应效率。因此原子弹生产的问题点就出来了:
第一个撞击原子核的中子是怎么来的?
需要一大坨铀原子,保证中子能撞击到原子核(这就是临界质量的来历)
高效反射中子的材料到哪里去找?
除了这些外,还有一个致命的问题,能裂变的铀-235在的含量只有0.72%左右,其他的都是铀-238,也就是说我们找到了铀矿,也提炼出了铀,但最后一大块铀中却只有0.72%是我们能用的,而武器级至少需要95%的浓度,那么怎么办?
需要将其分离出来,同位素分离方法倒是挺多,比如离心法、气体扩散法和激光法,但没有一个是省油的灯,现在流行的都是气体离心法,将铀制成六氟化铀气体,然后利用铀235和238之间的仅仅相差3个中子质量的差异将其离心法分离,程序繁琐,设备众多,制造难度颇大,能量消耗也极大。
等浓缩铀也搞定了,那么原子弹引爆模型,达到了临界质量的铀块不能放在一起,因此必须分离,在起爆瞬间用炸药推动挤到一起,然后中子发生器一顿照射,然后裂变,跑出去的中子被反射回来继续裂变。
但问题是这一句话的事情却要保证这个模型必须做到万无一失,要不然晚了早了中子能级不足反应差了....就是一个炸得不完整的脏弹或者根本就是个“棒槌”!这需要大量的核试验才能搞定,而现在则有了超级计算机可以模拟,但问题是计算机模拟的数据也来自实际试验,并且这个试验数据和模型是绝密的,谁特么会告诉你?
但现在谁敢冒天下之大不韪核试验?你要敢试那就等着被制裁吧,比如XX,应该挺惨的,都快没法过日子了,所以你要想想看,我们的两弹一星的功勋科学家多伟大,在当年国际上禁止核试验还没有形成气候时,我们就已经搞定了所有想要测试的数据,可以在超级计算机中来模拟啦,到现在才可以转过身来要求人家不能乱搞核试验,哈哈,脑子好使,人聪明就是好。
国际原子能机构
现在想要搞就惨了,IAEA盯着你的重水堆(可以生产钚,另一种造原子弹的材料),美国盯着你家的离心机,就像伊朗的离心机,美国处心积虑的搞出病毒来破坏它的速度控制系统,让其损坏等等,这伊朗玩个核弹得有多难?
氢弹研制的难点在哪里?大家都知道,氢弹的爆炸需要原子弹作为“扳机”,这原子弹过不了关,那么氢弹一定无法过关,这不是量变到质变的问题,而是技术架构突破与材料技术,少一个不行。
氢弹的引爆模型
首先我们要了解下氢弹核聚变的原料,一般氢弹用的都是氘和氚核聚变,但各位一定会发现几乎所有氢弹介绍的资料中关于氢弹的装药是氘化锂,这让大家有点郁闷了,这氘化锂中的氘还有点关系,但氚在哪里?
你不要担心科学家搞错了,而是他们使用了一种极其巧妙的思维,因为氘和氚都是气体,如果要大威力氢弹的话就要将其液化,氘和氚其实就是氢的同位素,化学性质很接近,液化很难,而且需要强大的制冷设备,所以美国试爆的第一个氢弹装置重达60多吨。
这玩意儿根本就没法用,所以科学家就想出了一个办法,因为原子弹爆炸时不是会释放大量的中子么?将这些中子利用起来,让氘化锂中的锂-6,获得中子后转变为氚。
还能放出5MeV能量,额外所得,相当不错!那么锂-6变成了氚,那个氘化锂中的氘自然被释放了,所以氘和氚就是这么来的,与氘和氚是气态相比,氘化锂可是固态,不仅密度高,而且还无需“冷藏”,要多方便有多方便。
氘和氚产生了,那么如何让它们聚变呢?
这不原子弹爆炸了嘛,高温高压就能让氘和氚引爆了,很多文章中就是怎么写的!如果你信了那就好吧,下面不用看啦。引爆氘和氚的确实有部分是高温和高压,但却不是你以为的高温和高压,而是原子弹爆炸产生的伽马射线和X射线这些能量聚焦到氘和氚上产生的高温高压。
那不就结了吗?很难吗?问题恰恰就在这两个上面,原子弹爆炸产生的中子如何高效的作用于氘化锂产生氘和氚,另一个问题是但中子速度尽管很快,但它也快不过伽马射线和X射线的光速,所以等中子到达让氘化锂-6嬗变称氘和氚时X射线早已到达,这个咋整?
在这个问题中解决的关键是聚焦中子以及聚焦伽马射线和X射线,这个模型以及使用的材料就是绝密中的绝密了,如果你没法用笔或者超计算机计算出来的话,那就老老实实地的去一次一次核试验,但问题是谁让你试验啊,制裁死你!
内华达地下核试验场(简称NTS),1951年设于西部内华达州最南端、在拉斯维加斯西北约100公里的荒野上。
了解原理到解决问题的差距可就远了,有部分是堆砌技术就可以实现的,有部分则不行,必须在理论上有所突破,否则永远都是量变,它也许能促成质变,但时间可能就无法如你所愿。
因此我们有像于敏、邓稼先、程开甲、彭桓武、钱三强、郭永怀、王淦昌等一大批付出无数心血的科学家,有他们是中华之幸,感恩他们,缅怀他们!
有话要说...