先说点严肃的:核武器,是整个人类文明的最高机密!外界流传的各种说法(包括本文),全是媒体学者连猜带蒙的推测,权当茶余饭后的谈资,当不得真。
本文内容取材于教科书、中国工程物理研究院官网、公开文献,管理员实在没必要大惊小怪,以至于本僧修改了十几次还是不让发。
不是你记忆中的原子弹
说起原子弹,大多人记忆中的关键词是“毁灭世界”。其实吧,煮个茶叶蛋哪有这般危险,实际情况与媒体宣传相去甚远。为了区分原子弹和氢弹的本质分别,先
带大伙温习一下中学课本。
原子弹的原理很简单:铀原子裂变,释放能量的同时再放出中子,中子分别再击中铀原子核,再次释放能量和中子,依次类推,谓之链式反应。
但这里有个问题,中学课本讲过:原子如果有足球场那么大,原子核只有芝麻大小,中子恐怕比蚂蚁还小了。蚂蚁要击中足球场中的芝麻难度可想而知,怎么办呢?需要足够多的足球场紧密排列,蚂蚁一路往前飞,总有一个芝麻会被击中。
这就是所谓的临界质量,
小于临界质量意味着足球场不够多,大部分蚂蚁打不中芝麻就飞到铀块外面了,反应无法倍增,铀块只会发热不会爆炸:
大于临界质量,蚂蚁就会不断击中芝麻,能量迅速倍增,产生核爆:
简单的原理决定了
原子弹简单的结构,首先把核原料分开,使之小于临界质量,要炸的时候合到一起,使之大于临界质量。
铀235和钚239自然状态的临界质量分别为48kg和16kg,
而实际上,不浪费中子的话,临界质量可以做到更小,比如利用中子反射层把跑到外面的中子反弹回来,或者
额外提供中子源,
加个中子点火什么的,诸多措施一上,临界质量可以达到原来的三分之一,这就是所谓的原子弹小型化。
小型化可以让一枚导弹装更多的核弹头,了解一点核大战模式的小盆友就能明白小型化的意义,核威慑比的不是当量,而是数量。
原子弹主要有两种结构,上图这种结构叫“内爆-压紧型”,多个铀块分开,
中间摆个中子源,
起爆时用炸药把小铀块挤到一起,压缩的很致密,提高“蚂蚁击中芝麻”的概率,再由中子点火,使裂变更充分。
这种结构的优点是可以多放铀块,自然意味着威力更大,但对厨艺还是蛮讲究的,比如,用炸药把那么多铀块挤压致密的同时,还得保持良好的几何外形,炸药的爆炸速度7000米/秒,相差百万分之一秒就是7毫米,这种误差是绝不允许的。
美帝扔长崎的那颗“胖子”便是此类,塞
了6.2千克钚239,由铀238包裹并充当中子反射层。美帝担心厨艺不精,先于
新墨西哥州煮了一颗名为“小玩意”的同款茶叶蛋
,
最终长崎的“胖子”大约只有20%的钚发生了裂变,而剩下的近5千克钚飘散在地面上。
对于厨艺不精的人,还有一种偷懒的做法:
“枪法-压拢型”,注意看下图划红线的重点,炸药把铀块炸进球里,合并之后就达到了临界体积,中子反射层把飞到外面的“蚂蚁”再反射回来继续撞击“芝麻”。
这结构有多简单呢?美帝扔广岛那颗“小男孩”就是这种“枪法原子弹”,煮好之后都没试验,直接就扔脚盘里了。这么重要的军事行动,居然不提前试验,这得是多有把握!
当然了,这种粗活肯定不如细活干得好,“小男孩”装了51公斤铀235,
消耗了当时
橡树岭工厂的大部分产量,最终
大约只有1.5%发生了裂变,余下部分到处飘散毫无用处(呃,其实也有点用)。
这种干法
实在太浪费,后来部署
这玩意儿消耗了美帝大部分的铀235,再
后来美苏互削茶叶蛋,首先削的就是枪式弹。从外形上,可以明显看出两种结构的区别,一个长条形,一个圆滚滚。
这么看起来,煮个茶叶蛋,也不是什么稀罕事,为啥某些小流氓会憋那么久?原因无他,
食材难得!
丰度(可理解为浓度)超过90%才可以煮蛋,而自然界中铀矿仅有0.3%。你想想,蚂蚁击中芝麻本就不易,丰度不够的铀235相当于在足球场之间又塞了无数观众台。
所以
最核心的煮蛋技术就是
铀浓缩离心机,
其转子材料极其特殊,和发动机叶片类似,
只有几个国家可以生产,有啥
动静都
躲不过五大流氓的眼睛。
铀浓缩的过程非常细微,离心机一堆一堆运转才能挤出一点点铀235。所谓的
输送核技术其实就是送离心机,至于其他的,教科书上看看也大差不差了。
美国浓缩铀厂的离心机
只要搞到食材,
很多小流氓也陆陆续续煮了茶叶蛋,但是为什么五大流氓还是不着急呢?
因为铀235
裂变是自发进行的,这意味着铀块体积不能过大,所以
威力也不能无限大。历史上最大威力的茶叶蛋当量也到不了50万吨,普通的也就在10万吨左右,这在大流氓面前和鞭炮差不多。
大国挨上几发茶叶蛋不会伤筋动骨,当年扔脚盆的那颗2万吨之所以破坏力如此之大,是因为脚盆全是木结构的房子。换到现在,这种货色早已上不了台面,毛子的导弹据说在飞行时可以抗住500米外的小当量核爆炸,何况重要军事设施。
上甘岭战役,美帝向3.7平方公里的志愿军阵地扔了190万发炮弹,折合当量少说也顶得上一颗茶叶蛋,结果也没怎么着。
大流氓之间用茶叶蛋对轰,顶多算常规战争的升级版,到最后都是靠核原料的放射性去杀伤,会打得很累。
大流氓们追求的是一击必杀的技能!
物理学家又指出了一条明路:氢弹。
不是所有核武器都叫氢弹
氢弹是聚变原理,就是把原子核拧到一起释放能量,
这要极高温极高压才能办到,所以
也叫热核反应,氢弹也叫“热核武器”,但凡把“热”和“核”两个字放一起,就是指氢弹。
这茶叶蛋一加热可就牛逼啦!
拧原子核是个技术活,不会自发进行,通常利用原子弹爆炸一瞬间形成的高温高压实现,所以
聚变燃料平时可以塞无限多,相对应的,热核武器的威力理论上可以无限大。毛子当年煮了一颗1亿吨的热蛋,结果找不到地方试验,削成了5000万吨。同理,如果有人煮100颗10亿吨当量的热蛋,在家门口自high,也能把桌子全掀了!
套用“国家利益”原则,这已经不止利益问题了,而是道德问题了,这涉及到人类文明的存亡。这种风险再小,也不是各方可以承受的,这种技能,才是大流氓的标配。
热茶叶蛋的详细结构,据说全世界能说清楚的不超过50人,本僧显然不是其中之一。
结构的关键就是
协调好“X射线”和“冲击波”在爆炸这一瞬间的相互作用关系。
这手艺巨难无比,
好比用炸药把鸡蛋炸熟,但不能先炸碎,实际情况经常是鸡蛋炸的稀碎,炸熟的只是很小一部分。
煮热蛋,
需要用纳秒为单位逐步拆分核爆的整个过程。比如,裂变
最先释放出来的是X射线,
X射线
被捕捉到一个对辐射不透明的通道中,
使通道中填充的泡沫塑料变成等离子态,而它对X射线是透明的,
于是X射线穿过之后把外层烧蚀掉,并对
聚变燃料施加巨大压力,这时中子也追上了X射线,与聚变材料反应提供足够的氚,接着聚变燃料发生內爆(如果中子在內爆后达到,温度会不一样,反应就不会持续,这也是美帝第一试验失败的原因)。再然后,聚变燃料中间塞着的裂变
燃料被点燃,继续为聚变提供能量,
裂变和聚变二者之间不停的交换中子,提升两者的效率,最终可以提供相当大的爆炸当量。
这一切,在几十微秒的时间内完成,不能有分毫差错。
如果小盆友看迷糊了,那就对了!所有关于热茶叶蛋煮法的资料,全是胡扯,作为人类文明最高级别的机密,保密程度可不是吹的。
当年美帝有两个宝贝,泰勒和乌拉母,公开发表文章讨论热茶叶蛋煮法,把美帝吓傻了,然后这两人就消失于公众视野,再然后美帝的热茶叶蛋就煮好了,结构就叫“泰勒-乌拉母”构型(T-U构型)。
这枚W88热核弹头被用于三叉戟-II型洲际导弹,是美国核武库设计的最后一种核弹头,也可以认为是美帝最先进的核弹头,这张图因为间谍事件公之于众(猜猜是哪个大流氓的间谍)。
T-U构型虽然复杂,但美帝小型化玩的相当厉害,W88弹头据说直径仅55cm,重量不超过360kg。
更多的资料就没有了,不如瞻仰一下美帝“民兵”核导弹的发射钥匙。别嫌土,人类科技里,还是机械结构最靠谱,电子器件靠边站。
核不扩散
既然会煮热蛋就能掀桌子,那大伙还不抓紧练啊!第一,这厨艺真心难。第二,
五大流氓狂煮茶叶蛋,把自己也吓得够呛,于是达成共识,对着小弟说,谁练弄死谁!哎,就是这么流氓,于是就得了个
“五大流氓”的雅号。
换个文雅的说法,《不扩散核武器条约》规定,有核武器国家系指在1967年1月1日前制造并爆炸核武器或其他核爆炸装置的国家。
换个通俗的解读,就是说,除了五大流氓,其他人都不准煮茶叶蛋。所以理论上说,阿三、小巴、三胖属于“非法拥核国家”,以色列、伊朗据说是有了,但死不承认,阿尔及利亚、阿根廷、巴西、南非属于弃核国家,大流氓发了奖状。
后来大流氓也觉得不好意思,于是默认了几个小流氓,但明面上,公开承认合法拥核的只有五大流氓。小流氓耐不住寂寞,偷偷煮煮茶叶蛋,大流氓勉强还能忍,但如果谁想玩热茶叶蛋,各位看着,无论大流氓之间有什么深仇大恨,保证联合到一起,不带二话,直接摁死!