提前說明：本章涉及到的相關知識，大部分來自於中國工程物理研究院官網、對外公開資料。

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李察閱讀，目光在書頁上移動。

「鈾235提純的第一種方法，是電磁分離法，利用質譜儀的原理進行同位素分離。

其中質譜儀是實驗室用來分析帶電粒子質量的一種儀器，能夠讓質量不同而帶電量相同的粒子，進入磁場發生偏轉的半徑不同，從而分離。

詳細解釋的話，那就是粒子以速度v進入磁場(假設朝上)，帶正電荷粒子運動所產生的磁場磁力線沿運動方向的左邊朝上、右邊朝下。因而運動帶電粒子左邊的磁場被加強，右邊的磁場被減弱，形成一個磁場梯度，產生一個從左向右推的磁壓力。

這個力與速度方向垂直，雖然不能改變運動帶電粒子速度值的大小，但是卻能改變粒子運動的方向，形成一個向心力。

又因為磁場是均勻的，對運動帶電粒子產生的磁壓力處處相等，所以使運動的帶電粒子在磁場中作勻速圓周運動。

按照電磁學公式，可知，磁場的作用力等於qbv，向心加速度等於v2r。

所以，能導出：qbv=mv2r→qbr=mv。

公式中，q為粒子電量，v為粒子運動速度，m為粒子質量，b為磁感應強度，r為粒子作圓周運動的偏轉半徑。

又因為粒子電量q、磁感應強度b都是確定的，由此運動粒子的動量與偏轉半徑成正比。

帶相同電荷q而質量不同的離子，通過相同的加速電壓u，獲得的電勢能是相等的，且等於進入磁場時的動能為：qu=(12)mv2。

前面已知粒子的動量mv=qbr，兩式消去v，即得m＝qb2r22u。

對於質量等於(m＋dm)的粒子，(m＋dm)＝qb2(r+dr)22u。

由此可得出dmm＝2drr，即質量的相對偏差，是半徑相對偏差的2倍。

由於入射粒子的質量不同，它們經過相同電壓加速後獲得的能量相等，但動量不同。進入磁場後，動量大的彎曲半徑大，動量小的彎曲半徑小。

如果同一種動量的離子進入磁場的角度存在偏斜，導致它們共同聚焦在d的范圍。那么d的范圍與入射角的關系，經過計算可得到如下公式：drr≈0.5q2。

當q小於50時，r的相對誤差是41000，可能引起的質量偏差為81000。而鈾235與鈾238的相對質量差等於131000，從而讓質譜分離法的用於實際……」

李察讀完，挑了挑眉毛。

這顯然是一種很淺顯易懂的方法，原理就是：質量不同而帶電量相同的粒子，經過相同電壓加速後動量不同，從而導致進入磁場發生偏轉的半徑不同。

舉個例子的話，這就像是軌道上行駛的火車，在一個彎道處，速度適宜的火車能夠正常通過。而速度過快的火車，則因為受力不平衡，會帶著車廂直接沖出軌道，導致出軌。

用這種方法，鈾235便是速度合適的火車，鈾238則是速度過快的火車，讓兩者得以分離，從而得到高純度的鈾235。

這種方法技術含量是相對較低的，因此地球上，1938年德國化學家哈恩和斯特拉斯曼發現核裂變，邁特納和弗里施提出了核裂變的理論解釋。僅僅過了兩年，也就是1940年4月，明尼蘇達大學的尼爾，就用質譜儀制造出微量的濃縮鈾235。

之後1942年，地球上首次制造核武器的曼哈頓計劃開始，勞倫斯等人，開始利用電磁型同位素分離器進行提純鈾235。

這是一種經過論證的方法，是完全可行的。

不過，它也有一個小小的問題。

那就是投入太大。

在地球上的曼哈頓計劃中，為了用這種方法提純鈾235，特意在橡樹嶺建造一座超級電磁裝置。投入人力近25000人，分離器超過1100台，光是繞制線圈用的銀就有15000噸之巨。

15000噸！

而得到的結果，只是每天僅僅生產幾克鈾235，用了數年時間，得到的鈾235數量，才剛剛能夠制造一枚原子彈而已。

李察抿嘴。

他現在可沒有數萬人的手下，也沒有一萬五千噸白銀，真的想要用這個方法生產，他得先解決前置條件。

如果這是唯一的方法，他也許真的要考慮提前創建私人勢力了，不過還好，這並不是唯一的方法，他還有其他的選擇。

繼續往下看。

「鈾235提純的第二種方法，是氣體擴散法。

顧名思義，這個方法應用的原理，是常見得氣體擴散。

舉一個例子，在卧室一角灑一滴香水，香水分子會快速擴散，不一會整個房間都能聞到香水得氣味。

而把一滴香水替換成一滴醋，在相同條件下，撒在卧室得同一角落，想要整個房間都能聞到醋味，所需要得時間要更長。

這是因為，醋分子要比香水分子重，因此擴散速度慢。

相對應的，在一個氣球中裝滿氫氣（相對分子質量為2）和氮氣（相對分子質量為28，是氫氣得14倍）。當氣球漏氣時，氫氣要比氮氣泄漏得更快，因為氫氣分子小，重量更輕。

把氣體擴散法用於鈾元素中，就可以根據相同得遠離來分離鈾235和鈾235這兩種同位素。

具體操作得話，可以這么進行：把六氟化鈾置於64.8c(338.0k)以上的環境中，六氟化鈾會升華成氣體。然後把氣體狀態的六氟化鈾向著多孔得薄膜壓送，根據氣體擴散原理，含有鈾235得六氟化鈾氣體分子，會比含有鈾238得六氟化鈾氣體分子更快速的通過薄膜，其擴散速率會和它的氣體分子量平方根成反比。

這樣，把多孔膜的孔徑設置成一個氣體分子與其他氣體分子發生兩次碰撞之間所走過的平均距離小時，就得到了氣體擴散得最佳條件。讓輕分子比重分子速度快，更容易通過膜孔。

通過數據收集，可以確定，在氣體加料連續進行的狀態下，把多孔膜的孔徑控制在0.02微米以下，把六氟化鈾維持在85c。這樣擴散通過膜的氣體（濃縮流），會比加料氣體（入料）中的鈾235濃縮大約0.2%的含量……」

閱讀完第二個方法後，李察思考。

這第二個方法的原理也很簡單易懂，不過是氣體擴散涉及到的分子移動速率差異罷了。只要能抓住這一點，就能讓鈾235的含量不斷提升。

唯一的問題是，按照數據顯示，每一次經過多孔膜，鈾235濃度提升的程度，僅僅為0.2%左右。

這樣要想讓鈾235的含量提升成一定的高度，提升到能夠真正制造核武器的水平，需要把眾多分離級串聯起來。

而且單單一級、兩級串聯，是沒有多少效果的，需要幾千級的串聯才行。

實際上，地球上曼哈頓計劃中，就采取過這種方法。為此，專門在橡樹嶺建造了龐大無比的工廠，組裝了高達幾千級的分離設備。

這樣以來，規模顯然是巨大的，和第一個方法的規模不相上下，另外為了保證擴散氣體沿著同一方向不斷擴散下去，還需要強大的動力。