海魂 第二十一節 橙子
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帝國製造的第二枚原子彈的代號為橙子這與其外形有很大的關係,與雪茄不一樣。橙子採用的是內爆式結果,而不是槍式結構。另外所用的核材料為鈈239,而不是鈾235。
最初的時候,帝國科學家是被迫才用鈈239為原子彈的核材料的,一個最主要的原因就是,鈾235的提純效率相當低。按照當時的鈉生產能力,所有的離心機每天24小時不停的工作,一年才能夠生產出製造一枚原子彈所需要的鈾235。這其實是整個盤古計劃中最耗時的,用在實驗爆炸裝置,以及雪茄里的近8o公斤鈾,足足生產了近4年的時間,如果不是如此的話,那麼帝國早就造出第一枚原子彈了。而且科學家也不會想到用鈈239來製造原子彈。
鈈239是從核反應堆里生產出來的,而且只能在重水反應堆里得到。
這就是重水為什麼至關重要的原因了。當時美國的曼哈頓工程也是計劃用鈾235做為核材料的,可問題是,美國也面臨着生產鈾235效率低下的問題。雖然美國的科學家也認識到,鈈239很有可能是效率更高,核性能更好的核材料,可問題是,必須要依靠重水來減緩中子度。得到慢中子。從而生產出鈈239。
生產鈈239的基本流程是鈾235裂變釋放出2到3個中子,這些中子轟擊了鈾238之後,鈾238轉變為鈈239。因為鈾239很不穩定,先衰變成為鎿239,而鎿239也不穩定。隨即就衰變成為了最終產物鈈第一座核反應堆建成的時候,唐帝國地核物理學家就現。鈈239實際上是更高效地核材料。從此開始重點研製鈈239的物理與化學性能。
先面臨的問題就是鈈239地生產也需要用鈾235。而且一個鈾235原子只能產出o.8個鈈239原子,也就是說,生產過程中。核原料實際上在損失。可這與製造原子彈所需要的高濃度鈾235不一樣,核反應堆里,所佔的比例是很低地,也就百分之幾而已,因此核反應堆所需要的核材料的提純工作相對簡單得多,這要比武器級鈾235也生產成本低得多,如果從成本上計算。生產鈈239甚至比提純鈾235更便宜。
當時還有科學家提出了一個辦法。即通過鈈239裂變釋放中子,然後轟擊鈾238,從而得到新的鈈239,而且理論計算得出的結論是,這樣地核反應堆後來被成為快中子反應堆簡稱快堆而以前生產鈈239的叫慢中子反應堆簡稱慢堆所產出的鈈239的數量還過了所消耗的鈈239的數量,也就是說,在快堆里,鈈239的數量是在持續增長地。只是,當時受到技術條件限制,特別是鈈239的核敏感性的限制,所以帝國並沒有建造快堆。用做武器,鈈239的最大好處就是臨界質量要比鈾235低得多,理論計算結果是。8公斤的鈈235就可以製造一枚原子彈了,這要比鈾235的用量少得多。可同樣的,鈈239也有很多缺陷,不說別的,鈈239是已知毒性最大的物資,5克鈈239就足以毒死全球所有人,其篤信甚至過了核武器本身也正是這一點,帶來了很多問題。
要生產鈈239,就必須要建立大量的後處理工廠,而這是拖延盤古計劃的另外一個絆腳石,光是建造這一系列的後處理工廠,就花掉了一年多的時間。相對而言,從核反應堆里得到的鈈239在提純方面反而要比通過迴旋加器提純鈉歷容易了許多。
在建立起了鈈239的生產線後,盤古計劃才真正走上了快展的道路,如果僅用鈾235製造原子彈的話,在29年,帝國最多只有兩枚原子彈,而且其中一枚還是在實驗中爆炸的。而且後來。特別是在快中子反應堆投產後。帝國就不再用鈾235作為原子彈的核材料,全用鈈239作為核材料。
橙子的設計工作也正是在鈈239的生產工作正式開始的時候提出來的,而且內爆式的結構也就是在這個時候提出來的,一個重要的原因就是,鈈239的臨界質量小,可以將原子彈的核心做得小一點,為內爆式奠定了基礎,如果用鈾235做核材料的話,用內爆式引爆法的難度就要高得多,這也是為什麼後來的核國家在初期都是用槍式結構,以鈾235為核材料的主要原因。
實際上,內爆式與槍式的基本原理是一樣的。在內爆式結構