第1028章 核爆速度:震顫時間(科普向,不喜(2 / 2)

科技巫師 孫二十三 1279 字 2021-10-27

原子彈具體要做的,就是讓彈體中的核原料分成數塊,使用時,能夠通過內部裝置把數塊核原料瞬間積壓在一起,達到超臨界,然後提供中子源激活持續核連鎖反應,產生核爆炸。

這其中的最主要的一個字,就是快。

必須快,必須非常快。

因為核爆炸發生的時間很短,所以要保證引爆極快,不然就會還沒有完全引爆,就被爆炸提前炸開彈體,浪費了剩余的珍貴核原料。

一般來說,引爆要在萬分之一秒內完成,不同核原料被擠壓到一塊更是要把時間差別縮短到幾百萬之一秒,這樣才不會讓原子彈的爆炸出現較大差異。

如果能夠做到這一點,那么接下來原子彈會在三個震顫中,完成自己的使命,釋放出毀滅的蘑菇雲。

震顫是當初制造第一枚原子彈時發明的術語,一個震顫只有一秒的億分之一,光線在這一段時間中也不過才堪堪走過三米的距離。

三個震顫,光在真空中走過九米,一枚原子彈就完成了從開始到結束的一切。

就這么短暫。

短暫到極致,所以才讓威力恐怖到極致。

……

制造合格的原子彈內部裝置,要涉及到爆轟物理、流體力學、沖擊波動力學、高溫高壓凝聚態物理等多種知識。

一般這種內部裝置是由引爆控制系統,高能炸葯,反射層,含有核原料的核部件,中子源五部分組成。

引爆控制系統負責引爆高能炸葯層,之後借住爆炸的沖擊力,推動、擠壓反射層和核部件,讓核原料達到超臨界狀態。中子源這時提供「點火」用的中子,讓核原料開始進行持續核連鎖反應,成功引發核爆炸。

常規意義上,內部裝置分為兩大類型:槍式,和內爆式。

槍式內部裝置比較簡單,一般只需要兩塊次臨界質量的核原料就可以。

整個裝置看上去就像是一個圓筒,或者說是一個鐵管。在鐵管的中部,有中子源,鐵管的兩端則是會各放置一塊半球形核原料——平面向內,球面向外。

半球形核原料的外部球面,包裹上一層反射中子的反射層(用來反射中子,提高持續核連鎖反應效率),然後在反射層外依次安裝著高速炸葯、傳爆葯、雷管、起爆器。

一旦裝置激活,在炸葯爆炸威力下,兩塊半球形核原料會向著中央移動,在極短時間內發生碰撞,擠壓成一個扁球形,達到超臨界狀態。這時中子源會釋放出大量中子,讓核原料產生持續核連鎖反應,引發核爆炸。

這種裝置,優點是技術含量比較低、便於制造,缺點是對核原料的利用率也同樣低。因為到達超臨界狀態時,核原料沒有受到過度擠壓,是常態密度。換句話說,原子不夠密集,就像是把操場上兩個百人隊伍的學生突然推到了一塊,雖然達標了,但也只是達標罷了,持續核連鎖反應不夠快。

地球上,某大國用於實戰的第一顆原子彈,就是這樣的槍式裝置。因為技術簡單,連核試驗都沒有做,直接使用。效果很感人,核原料裝填高達64公斤,利用率只有1.2%——是的,1.2%,剩下的百分之98.8%都被浪費了,tnt威力當量只有1.5萬噸。

注1:本文涉及的原子彈制造所有技術知識,均來自於中國工程物理研究院官網、維基百科等網絡公開資料,以及《驚天核網》等公開出版書籍。