利用率就很小。這與反應堆超臨界事故爆炸時的情況有些相似。
中華帝**方核子工程實驗室其實早在1935年研發成功核反應堆的同時,就已經掌握了這種槍法型原子彈的理論論證資料,但是經過一連串的試驗後,專家們發現槍法式核彈的鈾原料的利用率太低,平均不足1。3%,而且鏈式核反應經常因為爆炸力量不均勻而終止,這對於軍方要研究的具有穩定作戰能力的核武器相差太遠。
於是,中華帝**方在研發槍式核彈的同時,也展開了另外一種被稱之為內爆式的核彈。但內爆式核彈同樣面臨同時向一個方向釋放能量的技術,工程師們需要時間研發。
歐洲的局勢越來越不穩定。中華帝**方希望儘快拿出核武器,因此不得不繼續在槍式核彈上面加大研發力度。
關鍵問題是要使它們能夠極迅速地合在一起。將一部分鈾放在一端,而將另一部分鈾放在“炮筒”內,藉助於烈xìng炸藥,極迅速地將它們完全合在一起。造成超臨界,產生高效率的爆炸。為了減少中子損失。核裝藥的外面有一層中子反shè層。為了延遲核裝藥的飛散,原子彈具有堅固的外殼。
中華帝國在馬蘭核試驗基地試爆的第一顆原子彈紅孩兒便是槍式結構,“紅孩兒”彈重約4100公斤,直徑約71厘米,長約305厘米。核裝藥為鈾235,爆炸威力約為14000噸梯恩梯當量。
在槍式結構中,每塊核裝藥不能太大,最多隻能接近於臨界質量,而決不能等於或超過臨界質量。因此當兩塊核裝藥合攏時,總質量最多隻能比臨界質量多出近一倍,這就使得原子彈的爆炸威力受到了限制。另外在槍式結構中,兩塊核裝藥雖然高速合攏,但在合攏過程中所經歷的時間仍然顯得過長,以致於在兩塊核裝藥尚未充分合並以前,就由自發裂變所釋放的中子引起爆炸。
這種“過早點火”造成低效率爆炸,使核裝藥的利用率很低。
一公斤鈾235。但第一顆原子彈紅孩兒爆炸後,帝國工程師們經過評估爆炸當量後發現。“紅孩兒”的核裝藥利用率還不到百分之五。
這充分說明槍式核彈的核裝藥利用率太低。是一種極大的浪費。不適合用作帝國戰略部隊的核武器儲備,因為太耗費資金了。
於是,帝國的核武器研發專家們迅速放棄槍式核彈的研發,集中力量攻關內爆式核彈的研發。
鈾在正常壓力下的密度約為19克厘米。在高壓下,鈾可被壓縮到更高的密度。研究表明,對於一定的裂變物質,密度越高,臨界質量越小。
根據這一特xìng,中華帝**方成立了內爆式核彈研發小組。在槍式結構中,原子彈是在正常密度下用突然增加裂變物質數量的方法來達到超臨界。而內爆式結構原子彈則是利用突然增加壓力,從而增加密度的方法達到超臨界。
所謂“內爆”型是將大量炸藥起爆的能量壓向內心,產生高溫、高壓,使內心裡的核材料產生裂變。釋放出大量核能。但是困難的問題在於炸藥起爆後,能量並不是完全向內心壓縮,而是向四周擴散,這就無法實現核裂變。
在內爆式結構中,將高爆速的烈xìng炸藥製成球形裝置,將小於臨界質量的核裝料製成小球,置於炸藥中。透過電雷管同步點火,使炸藥各點同時起爆,產生強大的向心聚焦壓縮bō,使外圍的核裝藥同時向中心合攏。使其密度大大增加,也就是使其大大超臨界。再利用一個可控的中子源,等到壓縮bō效應最大時,才把它“點燃”。這樣就實現了自持鏈式反應,導致極猛烈的爆炸。
內爆式結構優於槍式結構的地方,在於壓縮bō效應所需的時間遠較槍式結構合攏的時間短促,因而“過早點火”的機率大為減小。這樣,內爆式結構就可以使用自發裂變幾