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造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)

造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)据测算,一克完全裂变的铀—235,就相当于20吨TNT炸药,摧毁120米范围内的建筑物,不过在实际中,铀—235一般很难完全裂变,往往伴随着大量的浪费。首先来说说原子弹的制造原理,核燃料铀—235的原子核由143个中子和92个质子组成,铀—235在中子的轰击下发生裂变,产生两个新粒子钡和氪,同时又释放出2—3个中子和200兆电子伏特的能量,而释放出来的中子又进一步的撞击核燃料铀—235,释放更多的能量,如此反复产生“链式反应”,释放巨大的能量,从而产生核爆炸。1966年底,也就是两位年轻人参加这一绝密行动两年半之后,一份虽然简明但绝对可操纵性的报告诞生了,这份报告以十分专业的语言,详细说明制造原子弹要用哪些东西,以及如何进行生产,专家评定后认为,美国的原子弹军工厂完全可以照单抓药,直接进行原子弹的生产,爆炸的强度跟当年投放到广岛的“小男孩”没有什么两样!那么问题来了,如何才能一颗真正的原子

制造一颗原子弹有多难呢?如果是在七十年前,那的确是堪比登天,可是现在这个门槛早就已经降低到一个你难以想象的程度,实践证明,只需要两名头脑灵光的大学生,一张规模稍大图书馆的阅览卡,几个笔记本,外加两年时间,就完全可以设计出一颗真正的原子弹!

造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)(1)

两名大学生 两年造出原子弹

1964年,美国五角大楼推出了一项绝密的——“第N国计划,目的就是测试一个没有任何核经验的国家,制造一颗原子弹的难度究竟有多大?很快两名刚走出校门不久的大学生被砸中了,他们的实验条件仅仅是一个办公室,严禁向任何有原子弹研发知识的人请教,另一方面,他们俩经手的任何东西,画有图表的笔记本,写在信封背后的小便条,全都是“最高机密”。

具有讽刺意味的是,这两个年轻的“门外汉”,毫不费力就找到了一个免费的资料来源,美国“核和平利用计划”公开出版物。这些公开出版物让两位年轻人如同阿里巴巴进了四十大盗的宝库,利用公开信息,一步步完善设计计划。

1966年底,也就是两位年轻人参加这一绝密行动两年半之后,一份虽然简明但绝对可操纵性的报告诞生了,这份报告以十分专业的语言,详细说明制造原子弹要用哪些东西,以及如何进行生产,专家评定后认为,美国的原子弹军工厂完全可以照单抓药,直接进行原子弹的生产,爆炸的强度跟当年投放到广岛的“小男孩”没有什么两样!

那么问题来了,如何才能一颗真正的原子弹呢?接下来我们就来一步步的复盘,或许看了之后你也可以创造奇迹。

原子弹的制造原理

首先来说说原子弹的制造原理,核燃料铀—235的原子核由143个中子和92个质子组成,铀—235在中子的轰击下发生裂变,产生两个新粒子钡和氪,同时又释放出2—3个中子和200兆电子伏特的能量,而释放出来的中子又进一步的撞击核燃料铀—235,释放更多的能量,如此反复产生“链式反应”,释放巨大的能量,从而产生核爆炸。

造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)(2)

据测算,一克完全裂变的铀—235,就相当于20吨TNT炸药,摧毁120米范围内的建筑物,不过在实际中,铀—235一般很难完全裂变,往往伴随着大量的浪费。

虽然铀235具有极强的放射性,可是简单地把核燃料堆放在一起却不会引发爆炸,最多也就是辐射加强,并不会成为真正的武器,就像你把炸药简单的堆放在一起不会爆炸一样,所以,你需要把核燃料集中在一个狭小的空间,然后再引燃或者猛烈的撞击,以此引发核裂变。

因此,根据引燃方式不同,原子弹又分为枪式原子弹和爆破式原子弹。前者是利用猛烈的撞击引燃核燃料;而后者爆破式就是利用引燃剂引燃核燃料。

枪式原子弹

二战时期日本广岛的原子弹就是枪式,顾名思义,这种武器的也有一根类似“枪管”的结构,核燃料被分为两半,一半固定在枪管的一端,作为“母弹”,另一半放在另一端,可以沿着枪管向“母弹”滑动,像当于“子弹”,在“子弹”的尾部装上传统的炸药,当传统炸药被引爆后,“子弹”核燃料会沿着枪管猛烈撞击另一端的“母弹”,于是核爆炸就发生了,这就是原子弹。

造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)(3)

枪式原子弹听起来非常简单,但这里有一个明显的“缺点”,就是“子弹”和“母弹”撞击速度必须足够快,这就需要把“枪管”造的足够长。如果撞击速度稍微慢一点,“链式反应”释放的能量会把两块核燃料重新分开,导致反应终止。

造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)(4)

另外,枪式原子弹对于核燃料的利用率极低,比如广岛原子弹只有1.2%,虽然携带了64公斤的核燃料,但是TNT当量却只有1.5万吨,因此这种方法可以说是极其原始。

爆破式原子弹

爆破式原子弹一般被设计成多层的球形,第一层是普通的炸药,第二层是能被压缩的挤压剂,第三层才是核燃料,比如钚—239,最里面一层是引燃剂,由铍和钋组成,可以释放出中子,爆炸时,外围的炸药首先起爆,产生环形冲击波,再冲击第二层的挤压剂,挤压剂在冲击和挤压下,会强力挤压核燃料,达到合适爆炸发生的紧密程度,这时候,最里层的引燃剂释放的中子,轰击核燃料就可以引燃核燃料,从而产生核爆炸,二战时期日本长崎的原子弹“胖子”就是爆破式原子弹。

造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)(5)

“胖子”相比“小男孩”就要先进不少了,只是携带6.1公斤的钚—239,爆炸当量却达到了2.2万吨TNT,核燃料利用率达到了17%。

爆破式原子弹原理也不复杂,但制造起来并不简单,首先外围爆炸所产生的的冲击波必须是完美的球形冲击波,否则不均衡的爆炸会使内层脆弱的地方炸裂,从而导致核泄漏,为了制造完美的圆形冲击波,炸药的分布和形状必须非常规整,而且必须在同一时间引爆所有的外围炸药,哪怕只有一小块炸药引爆迟缓,就会产生冲击波孔洞,从而导致核泄漏。

原子弹制造的难题

原子弹的制造的原理并不难,可为什么世界上大多数国家都没有核武器呢?这主要是因为核燃料的提取程序繁杂且极其昂贵,原子弹的核燃料主要是铀—235和钚—239,而铀—235在自然界中含量极少,只有不到1%,99%为铀—238,而原子弹的铀—235含量必须达到90%以上,而通过同位素铀—238提炼铀—235难度极大。

互为同位素的铀—238和铀—235,差别在于铀—238多出了3 个中子,尽管只是看上去极小的差别,铀—238的特性却是不容易裂变,也就造不了核武器。

造原子弹其实并不难(手把手教你造原子弹)(6)

想要分离出铀—235,就必需两个条件,一个是大量的电力,另一个是离心机,因此从某种意义上说,离心机也算得上一种战略物资。

再说了,就算你设备全部齐全,还有一个最大的难题,就是铀矿在自然界含量极低,目前全世界的产铀国只有21个,其中澳大利亚和加拿大占了一半。

中国的铀矿产地主要集中在湖南,1964 年,中国在罗布泊成功爆炸的第一颗原子弹,其中的铀,大部分就来自郴州的 711 矿和衡阳的 712 矿。

钚在自然界含量更少,所以一般采用中子轰击铀—238的方式得到,而且钚是毒性最剧烈的放射性元素之一,5克的钚就可以毒死全人类,所以钚的制造和存储都是难度极大。

就算你突破原料和技术的难关,还有一个关键问题,就是投射,因为原子弹总不能就地引爆吧,因此又牵涉到导弹技术,核武器必须要搭载在导弹上,才能实现远程打击,

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