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横扫世界的航母军团-第1585章

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“请换上衣服吧!”潘泽康站在一扇玻璃门前向谈仁皓他们招手,“里面是无尘环境,都要换衣服。”
谈仁皓与杜兴都领到了一套白大褂,经过了两轮高压空气冲洗后,他们才跟着潘泽康进入了基地内部。
“我先带你们去住的地方,然后给你们介绍一下这里的情况。”
这次给谈仁皓居住的地方就比较“穷酸”了,而且看样子,这基地里也不怎么在乎人员的生活,反正那些科研人员也不会把日常生活当会事。在去放下了行李之后,谈仁皓与杜兴就跟着潘泽康,由潘泽康为他们介绍了这里的基本情况。
这座地下科研基地是在“盘古计划”正式启动之后就动工修建的,主要就是由陆军的工程兵负责,这就花了足足两年的时间。基地总共有十二层,谈仁皓之前看到的只是最核心的地区,即安放核反应堆的地区。在下面还有十一层,另外四周还有好几十条通道,连接着上百个实验室,以及供十多万研究人员居住的几万个房间。
如果认为“盘古计划”仅仅只是制造原子弹的计划,那就太肤浅了,如果认为核反应堆就是整个原子弹的核心机构的话,那也太肤浅了。“盘古计划”本身是一整套的计划,从原子弹的原理,设计,制造,到投掷,几乎设计到了每一个环节,是一套完整的军事计划。同时,重水反应堆只是该计划的一个核心,除此之外,在基地的最下面几层还安装了十多万台离心机,另外还有一个爆炸实验室。可以说,这些机构都是“盘古计划”的重要组成部分。
在“盘古计划”才提出来的时候,大部分的科学家都认为铀235是唯一可以用来制造原子弹的原料。而在建立了重水反应堆之后,科学家才发现,钚239实际上也是用来制造原子弹的理想材料,而且其利用效率应该比铀235还要高,也就是说,用钚239制造原子弹应该更为理想。可是,钚239在自然界中是不存在的,只能在重水反应堆里产生,即铀238在受到中子轰击之后发生质变,最后得到的产物就是钚239。
为了保证能够尽快制造出原子弹,帝国的科学家采用了两手并举的办法,一是大量生产离心机,用以提纯铀235,另外就是利用重水反应堆生产钚239。当时,除了谈仁皓所到达的这个试验基地之外,帝国还另外建造了四座重水反应堆,为了保险期间,这四座重水反应堆都是分散的,没有集中到一起。
这里就不得不提到高速离心机。因为铀235在铀元素的同位素中所占到的比重是想当小的,而且其化学性质与铀238几乎完全一样,也就是说,无法通过化学的方式进行分离。当时科学家找到的唯一办法就是利用两种同位素的质量差,用高速离心机来分离这两种元素,准确的说,是这两种元素的化合物。而离心机的工作效率并不高,而且需要经过多道,甚至是上百次分离之后,才能够得到纯度为80%左右的铀235,而要达到原子弹的标准,其纯度必须要在95%以上(实际上这仍然不够)。因此,通过离心机来提取高纯度的铀235的效率是相当低的,就算当时有几万台离心机在不停的工作,也需要至少一年的时间才能够得到制造一枚原子弹所需要的核原料。也就是说,如果用铀235作为原子弹的核原料的话,其工业生产效率就直接影响到了原子弹的生产规模,这就迫使科学家转为用钚239来制造原子弹。
原子弹的设计也相当关键,其中最重要的就是起爆部分。
原子弹的爆炸原理其实并不复杂,简单的说,就是链式核反应。铀235原子核在受到中子轰击的时候,会分裂成为两个,或者是多个原子核,同时释放出两个,以及两个以上的中子,这些中子再轰击其他的铀235原子核,产生链式核反应。而在此分裂的过程中,铀235原子核的质量会减少,根据爱因斯坦提出的相对论,即能量等于物质质量与光速平方的乘积,损失的质量就全部转发为了光能,热能,辐射能等种种能量,从而产生巨大的破坏效果。
在这个原理上,最重要的就是要让链式反应持续的进行下去,而不能中断,这样才能够使原子弹起爆成功。实际上,正个反应过程相当快,几乎就是一瞬间的事情,持续时间用毫秒,纳秒计算。而要保证链式反应完成,就必须要使核物质的数量达到一定的限度,这就是“临界质量”。只要达到或者是超过了临界质量,原子弹才能够成功引爆,如果达不到临界质量,就不会发生核爆炸,或者是爆炸威力降低很多,达不到设计要求。
准确的说,临界质量实际上是一个相对数,即质量与核反应材料的密度有直接关系。这正是引爆原子弹的关键技术,科学家在这上面花了很长的时间进行理论研究。而且,最终找到了两种比较可靠的引爆方式,一种叫“枪式”,另外一种叫“内爆式”。而这两种引爆方式都还没有进行过任何的试验,仍然停留在理论研究的基础之上,当然,在第一枚原子弹真正引爆之前,谁也不知道这些理论到底能不能变成事实!

第十二章 万事俱备

“照你的意思说,不能像普通炸弹那样,用雷管引爆?”
“引爆装置就是原子弹的雷管,当然里面装的并不是雷汞。”
谈仁皓朝四周看了一下,这个爆炸实验室非常大,空间也很高,看样子,在怎么引爆原子弹的问题上,科学家还真是费了不少的力气。
“那么,你提到的那两种引爆方式有什么区别呢?”杜兴也很是好奇,本来他只有听的权利,没有提问的权利。
“你说的是‘枪式’与‘内爆式’?”
谈仁皓转过了头来,他也很好奇。
“其实,这两种引爆方式……”
总体来说,“枪式”引爆法的原理是最为简单的,即首先将两块核原料分开,每一块的质量都低于临界质量,其中一块固定,另外一块可以活动,并且在活动的一块后面安装高能炸药。在需要引爆原子弹的时候,就直接引爆炸药,将活动的核材料射向固定的那一块,两块核材料融合后,其质量就超过了临界质量,随即引发链式反应,发生核爆炸。
“内爆式”引爆法的原理就要稍微复杂一点,准确的说,是制造难度要高得多。其基本原理就是利用炸药爆炸时产生的压力,将一块没有达到临界质量的核材料进行高度压缩,使其密度迅速提高,迅速超过临界质量,随即引发链式反应,发生核爆炸。
总体而言,“枪式”原理的制造难度并不大,对制造工艺的要求也不是很高,比较容易实现。可是其主要问题是对核材料的利用率并不高,至少都需要20公斤的铀235才能制造一枚原子弹,而这需要几万台离心机工作一年以上的时间。相反,“内爆式”对高能炸药的爆炸时间一致性的要求相当高,必须要将环绕在核材料外的高能炸药分成许多小块,每一块的安装位置都要有严格的要求,而且引爆时间上也有着严格的要求,甚至对连接炸药用的电线的长度都是有严格要求的。而其优点就是对核材料的利用效率高,纯理论计算,6公斤钚239就可以做成一枚原子弹了,而实际使用量也不会比20公斤多,大概在8到12公斤之间。另外,“内爆式”还可以控制原子弹的当量,也就是威力,这是比较重要的。
“那我们现在的研究工作进展得怎么样了呢?”听完了潘泽康的介绍,谈仁皓心里也有数了,很明显,仅仅只有核理论是不够的。
“‘枪式’这边基本上已经没有问题了,我们做过几次模拟实验,都比较成功。只是现在‘内爆式’这边还有点问题,主要就是炸药的起爆时间没有掌握好,正在抓紧研究。”潘泽康一边说着,一边朝门外走去,“我们的第一枚原子弹将采用‘枪式’引爆法,这主要是为了保险,如果各方面进展顺利,那么第二枚原子弹就将采用‘内爆式’。现在我们到下面的离心机房看看。”
还没有走进离心机房,谈仁皓就被那巨大的噪音给震住了。高速离心机的旋转速度是相当惊人的,根据潘泽康介绍,这些离心机的寿命都很短,有的工作几个小时就会出故障,而且其耗电量非常惊人,几万台离心机一起工作的话,其需要的电能相当于一座20万人口的中等城市。为此,还专门在几十公里外建了一座燃油发电站呢。而当时帝国大部分的发电站都是烧煤的,或者是水力发电站,恐怕也只有在“盘古计划”中才会不惜工本的用燃油来发电吧。
离心机房对谈仁皓没有太大的吸引力,毕竟那些离心机的样子都差不多,而且只是规模很庞大而已,更让谈仁皓受不了的是其产生的巨大噪音,听着很让人心烦。
“现在,我带你们去看看原子弹的模型。”
“你们不是造出真的原子弹了吗?”
“那只是实验装置,等下我也会带你们去看的,而真正的原子弹现在还在制造之中。”
谈仁皓跟着潘泽康进了电梯,很快他们就到了上面放着原子弹模型的房间里。这个方面里一共摆设了三个模型。
第一个模型是试验装置的缩小模型,从外观上看,根本就不是一个炸弹,有点像是一个巨大的木制酒桶,而且因为只是用来实验的,所以外面没有装弹体,电线这些都是直接暴露在外面的。
“明天我们要实验的就是这个爆炸装置。”
“明天?”谈仁皓惊讶的看了潘泽康一眼。
“对啊,明天下午,不然我也不会急着赶回来,好不容易去了趟莫斯科,进了克里姆林宫,我连里面是个什么样子都还没有搞清楚呢。”
“那下次有机会我带你去。”谈仁皓笑了起来,看样子,杜兴招待客人的时候并不是很积极。
“再说吧,而且什么时候能够离开这里,我还不知道呢。”潘泽康转移了话题,“这只是一个爆炸模型,而且一百比一的微缩模型,真正的要大得多。”
谈仁皓又是一阵惊讶,这模型本身就不小了,比得上一枚250公斤的航空炸弹呢,如果只是个百分之一的微缩模型的话,那么真正的爆炸装置就要大得多,而且不是任何轰炸机可以
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