第1025章 核爆速度:震颤时间(科普向,不喜可跳订)
眼睛闭合。
之后缓缓睁开,李察看到了自己已经身处外太空中,四周是众多璀璨的星辰。
念头一动,星辰飞速靠近而来,他的身体向着其中一个行星落去。
行星上有一片海洋,海洋上有一个岛屿,岛屿上有一座森林,森林中有一个气势恢宏的连体图书馆。不多时,他已经进入了图书馆,坐在了图书馆内的一个紫色大厅中。
大厅中立着众多三米多高的红木书架,上面放满了书籍,一个长脖子的乌龟石像从书架上叼下一本厚重的书籍,放在了他的面前。
伸手打开,他看到了上面的内容——制造原子弹的技术①。
原子弹制造,说难也难,说容易也容易。
当初,第一颗原子弹制造的时候,地球上最强大国家动用了拥有的所有技术,十数万人为其服务,整个世界最为顶级的一大批科学家参与其中,历时数年才成功。
在成功之前,原子弹无疑是世界上最高端的造物。
但当原子弹一制造出来,就开始从云端向下跌落,顶级的科技变成了过时的理论基础,难度从极高变成很低,几乎任何人都有能力重复。这主要是,第一颗原子弹制造时,所有人都不知道它能否成功,很大的精力、物力都投入到了试错和验证中,来研究这条路是否能走通。
一旦这条路被确定能走通,那么瞬间所有的横在路上的阻碍都不再是阻碍,顶多是一些硌脚的小石子,高不可攀的技术成为了普通技工也能操弄的工艺,难度从之前的难以想象,直线下降变成了不过如此。
这就是科学的力量。
最开始的突破,有着地狱般的难度,突破之后,则变成了一片坦途。曾经集顶尖科学家才艰难制造出的东西,事后在大学中随便找几个受过物理学教育的学生,利用完全公开的知识,在拥有足够原材料的前提下,就能复制出来。
这不是比喻,而是事实。
地球上首先制造出原子弹的国家,真的这么测试过,然后就知道原子弹技术是不可能被完全封锁的,唯一能封锁的顶多是原料罢了。
科技就是这样,都不需要知道具体是什么,只需要知道能否实现就够了。
因此,原子弹的制造,很难也很易,难的是一开始,易的是开始之后的全部。
按照原理,原子弹制造的关键,在于临界质量问题上面。
原子弹和常规炸弹不同,常规炸弹没有临界质量问题,炸药的数量不受限制,想要装填多少就装填多少。但是原子弹不行,一旦原子弹中的核原料达到临界质量,甚至超出临界质量,就会处于时刻有可能发生核爆炸的危险状态。
为了防止核武器在使用之前就自爆这种意外或者说事故发生,原子弹在储存时,必须要保证内部装填的核原料低于临界质量,也就是处于次临界质量状态。
而在真正投入使用的时候,又要让内部装填的核原料,必须在极短时间中就达到超出临界质量很多的情况,即超临界状态。这样才能保证裂变链式反应过程中,自由中子数量增殖达标,高效率的利用核原料,释放出预想的毁灭性破坏力。
原子弹只有解决了临界质量的“跨越”问题,才算是一枚合格的原子弹。
而要想解决这个问题,就要知道,临界质量是和核原料的几何形状、物理密度有关的。一块超临界的核原料,分成多块,就变成了次临界,或者把他的体积增大、密度降低,也会变成次临界。
原子弹具体要做的,就是让弹体中的核原料分成数块,使用时,能够通过内部装置把数块核原料瞬间积压在一起,达到超临界,然后提供中子源激活持续核连锁反应,产生核爆炸。
这其中的最主要的一个字,就是快。
必须快,必须非常快。
因为核爆炸发生的时间很短,所以要保证引爆极快,不然就会还没有完全引爆,就被爆炸提前炸开弹体,浪费了剩余的珍贵核原料。
一般来说,引爆要在万分之一秒内完成,不同核原料被挤压到一块更是要把时间差别缩短到几百万之一秒,这样才不会让原子弹的爆炸出现较大差异。
如果能够做到这一点,那么接下来原子弹会在三个震颤中,完成自己的使命,释放出毁灭的蘑菇云。
震颤是当初制造第一枚原子弹时发明的术语,一个震颤只有一秒的亿分之一,光线在这一段时间中也不过才堪堪走过三米的距离。
三个震颤,光在真空中走过九米,一枚原子弹就完成了从开始到结束的一切。
就这么短暂。
短暂到极致,所以才让威力恐怖到极致。
……
制造合格的原子弹内部装置,要涉及到爆轰物理、流体力学、冲击波动力学、高温高压凝聚态物理等多种知识。
一般这种内部装置是由引爆控制系统,高能炸药,反射层,含有核原料的核部件,中子源五部分组成。
引爆控制系统负责引爆高能炸药层,之后借住爆炸的冲击力,推动、挤压反射层和核部件,让核原料达到超临界状态。中子源这时提供“点火”用的中子,让核原料开始进行持续核连锁反应,成功引发核爆炸。
常规意义上,内部装置分为两大类型:枪式,和内爆式。
枪式内部装置比较简单,一般只需要两块次临界质量的核原料就可以。
整个装置看上去就像是一个圆筒,或者说是一个铁管。在铁管的中部,有中子源,铁管的两端则是会各放置一块半球形核原料——平面向内,球面向外。
半球形核原料的外部球面,包裹上一层反射中子的反射层(用来反射中子,提高持续核连锁反应效率),然后在反射层外依次安装着高速炸药、传爆药、雷管、起爆器。
一旦装置激活,在炸药爆炸威力下,两块半球形核原料会向着中央移动,在极短时间内发生碰撞,挤压成一个扁球形,达到超临界状态。这时中子源会释放出大量中子,让核原料产生持续核连锁反应,引发核爆炸。
这种装置,优点是技术含量比较低、便于制造,缺点是对核原料的利用率也同样低。因为到达超临界状态时,核原料没有受到过度挤压,是常态密度。换句话说,原子不够密集,就像是把操场上两个百人队伍的学生突然推到了一块,虽然达标了,但也只是达标罢了,持续核连锁反应不够快。
地球上,某大国用于实战的第一颗原子弹,就是这样的枪式装置。因为技术简单,连核试验都没有做,直接使用。效果很感人,核原料装填高达64公斤,利用率只有%——是的,%,剩下的百分之%都被浪费了,TNT威力当量只有万吨。
注①:本文涉及的原子弹制造所有技术知识,均来自于中国工程物理研究院官网、维基百科等网络公开资料,以及《惊天核网》等公开出版书籍。
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之后缓缓睁开,李察看到了自己已经身处外太空中,四周是众多璀璨的星辰。
念头一动,星辰飞速靠近而来,他的身体向着其中一个行星落去。
行星上有一片海洋,海洋上有一个岛屿,岛屿上有一座森林,森林中有一个气势恢宏的连体图书馆。不多时,他已经进入了图书馆,坐在了图书馆内的一个紫色大厅中。
大厅中立着众多三米多高的红木书架,上面放满了书籍,一个长脖子的乌龟石像从书架上叼下一本厚重的书籍,放在了他的面前。
伸手打开,他看到了上面的内容——制造原子弹的技术①。
原子弹制造,说难也难,说容易也容易。
当初,第一颗原子弹制造的时候,地球上最强大国家动用了拥有的所有技术,十数万人为其服务,整个世界最为顶级的一大批科学家参与其中,历时数年才成功。
在成功之前,原子弹无疑是世界上最高端的造物。
但当原子弹一制造出来,就开始从云端向下跌落,顶级的科技变成了过时的理论基础,难度从极高变成很低,几乎任何人都有能力重复。这主要是,第一颗原子弹制造时,所有人都不知道它能否成功,很大的精力、物力都投入到了试错和验证中,来研究这条路是否能走通。
一旦这条路被确定能走通,那么瞬间所有的横在路上的阻碍都不再是阻碍,顶多是一些硌脚的小石子,高不可攀的技术成为了普通技工也能操弄的工艺,难度从之前的难以想象,直线下降变成了不过如此。
这就是科学的力量。
最开始的突破,有着地狱般的难度,突破之后,则变成了一片坦途。曾经集顶尖科学家才艰难制造出的东西,事后在大学中随便找几个受过物理学教育的学生,利用完全公开的知识,在拥有足够原材料的前提下,就能复制出来。
这不是比喻,而是事实。
地球上首先制造出原子弹的国家,真的这么测试过,然后就知道原子弹技术是不可能被完全封锁的,唯一能封锁的顶多是原料罢了。
科技就是这样,都不需要知道具体是什么,只需要知道能否实现就够了。
因此,原子弹的制造,很难也很易,难的是一开始,易的是开始之后的全部。
按照原理,原子弹制造的关键,在于临界质量问题上面。
原子弹和常规炸弹不同,常规炸弹没有临界质量问题,炸药的数量不受限制,想要装填多少就装填多少。但是原子弹不行,一旦原子弹中的核原料达到临界质量,甚至超出临界质量,就会处于时刻有可能发生核爆炸的危险状态。
为了防止核武器在使用之前就自爆这种意外或者说事故发生,原子弹在储存时,必须要保证内部装填的核原料低于临界质量,也就是处于次临界质量状态。
而在真正投入使用的时候,又要让内部装填的核原料,必须在极短时间中就达到超出临界质量很多的情况,即超临界状态。这样才能保证裂变链式反应过程中,自由中子数量增殖达标,高效率的利用核原料,释放出预想的毁灭性破坏力。
原子弹只有解决了临界质量的“跨越”问题,才算是一枚合格的原子弹。
而要想解决这个问题,就要知道,临界质量是和核原料的几何形状、物理密度有关的。一块超临界的核原料,分成多块,就变成了次临界,或者把他的体积增大、密度降低,也会变成次临界。
原子弹具体要做的,就是让弹体中的核原料分成数块,使用时,能够通过内部装置把数块核原料瞬间积压在一起,达到超临界,然后提供中子源激活持续核连锁反应,产生核爆炸。
这其中的最主要的一个字,就是快。
必须快,必须非常快。
因为核爆炸发生的时间很短,所以要保证引爆极快,不然就会还没有完全引爆,就被爆炸提前炸开弹体,浪费了剩余的珍贵核原料。
一般来说,引爆要在万分之一秒内完成,不同核原料被挤压到一块更是要把时间差别缩短到几百万之一秒,这样才不会让原子弹的爆炸出现较大差异。
如果能够做到这一点,那么接下来原子弹会在三个震颤中,完成自己的使命,释放出毁灭的蘑菇云。
震颤是当初制造第一枚原子弹时发明的术语,一个震颤只有一秒的亿分之一,光线在这一段时间中也不过才堪堪走过三米的距离。
三个震颤,光在真空中走过九米,一枚原子弹就完成了从开始到结束的一切。
就这么短暂。
短暂到极致,所以才让威力恐怖到极致。
……
制造合格的原子弹内部装置,要涉及到爆轰物理、流体力学、冲击波动力学、高温高压凝聚态物理等多种知识。
一般这种内部装置是由引爆控制系统,高能炸药,反射层,含有核原料的核部件,中子源五部分组成。
引爆控制系统负责引爆高能炸药层,之后借住爆炸的冲击力,推动、挤压反射层和核部件,让核原料达到超临界状态。中子源这时提供“点火”用的中子,让核原料开始进行持续核连锁反应,成功引发核爆炸。
常规意义上,内部装置分为两大类型:枪式,和内爆式。
枪式内部装置比较简单,一般只需要两块次临界质量的核原料就可以。
整个装置看上去就像是一个圆筒,或者说是一个铁管。在铁管的中部,有中子源,铁管的两端则是会各放置一块半球形核原料——平面向内,球面向外。
半球形核原料的外部球面,包裹上一层反射中子的反射层(用来反射中子,提高持续核连锁反应效率),然后在反射层外依次安装着高速炸药、传爆药、雷管、起爆器。
一旦装置激活,在炸药爆炸威力下,两块半球形核原料会向着中央移动,在极短时间内发生碰撞,挤压成一个扁球形,达到超临界状态。这时中子源会释放出大量中子,让核原料产生持续核连锁反应,引发核爆炸。
这种装置,优点是技术含量比较低、便于制造,缺点是对核原料的利用率也同样低。因为到达超临界状态时,核原料没有受到过度挤压,是常态密度。换句话说,原子不够密集,就像是把操场上两个百人队伍的学生突然推到了一块,虽然达标了,但也只是达标罢了,持续核连锁反应不够快。
地球上,某大国用于实战的第一颗原子弹,就是这样的枪式装置。因为技术简单,连核试验都没有做,直接使用。效果很感人,核原料装填高达64公斤,利用率只有%——是的,%,剩下的百分之%都被浪费了,TNT威力当量只有万吨。
注①:本文涉及的原子弹制造所有技术知识,均来自于中国工程物理研究院官网、维基百科等网络公开资料,以及《惊天核网》等公开出版书籍。
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