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第五零九章 “茶葉蛋上鍋了”(1 / 2)

在南安州的碼頭上,金吾右衛的指揮使和督軍,與羽林右衛的指揮使和督軍,新元素工程衛戍和實驗部隊的總督軍朱昭燮,一起簡單的碰了個麵。

在朱昭燮的見證下,羽林右衛向金吾左衛說明了此次任務的目的,通報了攜帶的主要物品。

最重要的就是總計六枚原子裂變能量炸彈,簡稱為“原子彈”,代號為“茶葉蛋”。

按照朱靖垣前世的分類法,這六枚原子彈都是內爆式的原子彈。

類似“胖子”和“邱小姐”,整體外觀上就是圓滾滾的,所以代號就成了茶葉蛋。

由於大明有朱靖垣的指路,在槍式彈和內爆彈兩種原子彈基本設計選項之中,大明直接選擇了更加複雜但是效率更高的內爆彈。

不去探究深層的原子裂變邏輯,單純的從基本的裂變原理上解釋。

核燃料有一個臨界質量。

聚在一起的核燃料質量,超過自然狀態下臨界質量,內部就會自然而然的發生原子裂變。

進而放出異常巨大的能量,也就是所謂的核爆炸。

不過這個臨界質量並不唯一,有自然狀態下的臨界質量,還有特殊環境下的臨界質量。

槍式彈的設計思路,就是利用自然狀態下的臨界質量。

將超過臨界質量的核燃料分成兩部分,放在類似封閉槍管的筒子兩端。

一端的核燃料做成中間有個圓孔的球體,另一端的核燃料做成契合球體圓孔尺寸的圓柱。

在圓柱型核燃料的後方裝上化學炸藥,發射的時候引爆這些化學炸藥。

當時的實際效果類似於火炮發射炮彈。

化學炸藥作為發射藥,燃燒瞬間產生巨大的燃氣壓力,推動著核燃料圓柱向前飛出。

狠狠地撞進對麵的核燃料球中間的洞裡。

這樣兩塊核燃料就契合在了一起,總質量超過了自然狀態下的臨界質量。

於是最簡單的原子裂變核爆炸也就發生了。

原理簡單粗暴,非常容易實現。

隻需要控製一部分化學燃料的爆炸,和傳統槍炮發射彈藥過程高度高度類似。

又像是在用錘子打鉚釘。

原本曆史上美利堅的第一枚槍式彈是“小男孩”,它的外形就像個完全封閉的短粗圓筒。

由於當時的情況格外緊急,美利堅要努力避免紅色露西亞直接參與日本戰場。

所以原理簡單的“小男孩”沒有做爆炸實驗,直接用在了實戰上。

槍式原子彈的缺點也很明顯。

核燃料總共就分成了兩份,或者可以說是兩大坨。

發射藥的作用僅僅是將兩坨燃料推到一起,爆炸近乎完全依賴於自然臨界狀態引發的核裂變。

所以製造一枚槍式原子彈,使用的核燃料的總質量必須超過其自然臨界質量。

燃料內部的裂變一旦發生,燃料球體就會被炸的四分五裂。

質量下降,核裂變也就無法繼續維持了。

所以槍式原子彈的絕大部分核燃料都會被浪費掉。

鈾在自然狀態下的臨界質量是四十八公斤,美利堅的“小男孩”裝了五十一公斤的鈾二三五。

最終隻有大約百分之一點五的質量,也就是七百六十五克發生了裂變。

總共釋放出了相當於一萬五千噸標準炸藥的能量。

其他絕大部分都變成了殘留物。

內爆式原子彈的設計思路,是將核燃料分成很多份,排布在球形外殼的內表麵。

每一份核燃料背後,都要裝一塊化學炸藥。

引爆這種原子彈的時候,將所有的化學炸藥同時爆炸,將所有核燃料同時推向球心位置。

這樣能夠利用發射藥提供的推力,為聚集在球心的核燃料增加壓力。

讓核爆炸的能量不會立刻向外擴散,能夠讓裂變反應維持的時間儘可能略微增加一些。

這其實是常規炸彈爆炸的原理。

燃料在封閉的環境中燃燒,燃氣膨脹產生的巨大壓力,將所在彈殼撐的四分五裂。

在彈殼裂開之前,內部的燃燒都將持續。

雖然這個時間在人的感知中仍然很短,但是相比自然開放狀態下燃燒已經增加了“很長”。

更關鍵的效果,是這股壓力還能壓縮原子核和中子之間的距離,進而增加中子擊中原子核的概率。

基於這些原理,內爆彈使用的核燃料的重量,可以低於核燃料自然狀態下的臨界質量。

鈈在自然狀態下的臨界質量是十六公斤,但是美利堅的“胖子”卻隻裝了六點二公斤的鈈二三九。

最終大約有百分之二十的質量,也就是一點二四公斤的鈈發生了裂變。

最終釋放出了相當於兩萬噸標準炸藥的能量。

內爆式核彈的優點很明顯,缺點或者說是難點當然也很明顯。

關鍵是讓分散的核燃料,被炸藥推到球體中心的時間,能夠儘可能的接近。

按照美利堅的經驗,炸藥爆炸時間相差不能超過七毫秒。

這一來要求有足夠精確的計算力,知道要怎麼設計和布置以及控製整個係統。

球殼的尺寸和曲率,核燃料的距離和分塊方案,引信和炸藥的質量和釋放的能量。

二來要求有有足夠的技術水平,要實現和確保所有核燃料能夠在七號秒內聚合。

讓炸藥和引信質量足夠穩定,讓球體的外殼足夠的均勻堅固,讓核燃料的分割和安裝足夠精準。

最基本的要求,傳統化學引信是不行的,最起碼要有電子雷管。

美利堅擔心這種設計能否真正成功,所以先在本土的沙漠裡麵試爆了一顆。

內爆式原子彈雖然有困難。

但在二戰以後的技術工藝水平下,對於當時的大國而言也不算是太過困難。

而且這個設計思路還能繼續優化。

繼續減少裝藥量,繼續縮小原子彈的體型和重量,從幾千公斤縮小到幾十公斤重,可以一個人直接扛走。

內爆式原子彈可以算是核武器小型化的基礎。

美利堅最早的“胖子”的重量有四千五百多公斤,爆炸當量兩萬噸。

邱小姐隻有一千五百公斤,爆炸當量卻有三萬噸。

因為邱小姐從一開始設計,就知道要按照正確的方向去優化重量了。

大明也有朱靖垣的經驗,工程管理方式也類似。

大明的新元素工程,從一開始就是直奔內爆式原子彈而去的。

槍式彈相關情況,僅僅在理論研究階段出現,沒有進入實際設計和生產階段。

現在大明新出爐的這批“茶葉蛋”,重量都直接控製在了兩噸以內。

大明現有的輕型艦載攻擊機都能帶得動。

也就是說,它們甫一誕生,就已經具有很強的實戰意義了。

在前世的1953年之前,美利堅服役的MK4型原子彈,隻能算是“胖子”的優化版。

投擲重量高達四千九百公斤,隻能由當時的B29轟炸機攜帶。

MK4型原子彈一共生產了大約550個,戰略值班B29轟炸機隻有三十五架。

在1953年之前,美利堅的原子彈,其實都隻有相對有限的實戰能力。

當時它們在事實上也隻能用於對付日本這種中小國家。


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