在南安州的码头上,金吾右卫的指挥使和督军,与羽林右卫的指挥使和督军,新元素工程卫戍和实验部队的总督军朱昭燮,一起简单的碰了个面。
在朱昭燮的见证下,羽林右卫向金吾左卫说明了此次任务的目的,通报了携带的主要物品。
最重要的就是总计六枚原子裂变能量炸弹,简称为“yuán • zǐ • dàn”,代号为“茶叶蛋”。
按照朱靖垣前世的分类法,这六枚yuán • zǐ • dàn都是内爆式的yuán • zǐ • dàn。
类似“胖子”和“邱小姐”,整体外观上就是圆滚滚的,所以代号就成了茶叶蛋。
由于大明有朱靖垣的指路,在枪式弹和内爆弹两种yuán • zǐ • dàn基本设计选项之中,大明直接选择了更加复杂但是效率更高的内爆弹。
不去探究深层的原子裂变逻辑,单纯的从基本的裂变原理上解释。
核燃料有一个临界质量。
聚在一起的核燃料质量,超过自然状态下临界质量,内部就会自然而然的发生原子裂变。
进而放出异常巨大的能量,也就是所谓的核爆炸。
不过这个临界质量并不唯一,有自然状态下的临界质量,还有特殊环境下的临界质量。
枪式弹的设计思路,就是利用自然状态下的临界质量。
将超过临界质量的核燃料分成两部分,放在类似封闭枪管的筒子两端。
一端的核燃料做成中间有个圆孔的球体,另一端的核燃料做成契合球体圆孔尺寸的圆柱。
在圆柱型核燃料的后方装上化学炸药,发射的时候引爆这些化学炸药。
当时的实际效果类似于火炮发射炮弹。
化学炸药作为发射药,燃烧瞬间产生巨大的燃气压力,推动着核燃料圆柱向前飞出。
狠狠地撞进对面的核燃料球中间的洞里。
这样两块核燃料就契合在了一起,总质量超过了自然状态下的临界质量。
于是最简单的原子裂变核爆炸也就发生了。
原理简单粗暴,非常容易实现。
只需要控制一部分化学燃料的爆炸,和传统枪炮发射dàn • yào过程高度高度类似。
又像是在用锤子打铆钉。
原本历史上美利坚的第一枚枪式弹是“小男孩”,它的外形就像个完全封闭的短粗圆筒。
由于当时的情况格外紧急,美利坚要努力避免红色露西亚直接参与日本战场。
所以原理简单的“小男孩”没有做爆炸实验,直接用在了实战上。
枪式yuán • zǐ • dàn的缺点也很明显。
核燃料总共就分成了两份,或者可以说是两大坨。
发射药的作用仅仅是将两坨燃料推到一起,爆炸近乎完全依赖于自然临界状态引发的核裂变。
所以制造一枚枪式yuán • zǐ • dàn,使用的核燃料的总质量必须超过其自然临界质量。
燃料内部的裂变一旦发生,燃料球体就会被炸的四分五裂。
质量下降,核裂变也就无法继续维持了。
所以枪式yuán • zǐ • dàn的绝大部分核燃料都会被浪费掉。
铀在自然状态下的临界质量是四十八公斤,美利坚的“小男孩”装了五十一公斤的铀二三五。
最终只有大约百分之一点五的质量,也就是七百六十五克发生了裂变。
总共释放出了相当于一万五千吨标准炸药的能量。
其他绝大部分都变成了残留物。
内爆式yuán • zǐ • dàn的设计思路,是将核燃料分成很多份,排布在球形外壳的内表面。
每一份核燃料背后,都要装一块化学炸药。
引爆这种yuán • zǐ • dàn的时候,将所有的化学炸药同时爆炸,将所有核燃料同时推向球心位置。
这样能够利用发射药提供的推力,为聚集在球心的核燃料增加压力。
让核爆炸的能量不会立刻向外扩散,能够让裂变反应维持的时间尽可能略微增加一些。
这其实是常规炸弹爆炸的原理。
燃料在封闭的环境中燃烧,燃气膨胀产生的巨大压力,将所在弹壳撑的四分五裂。
在弹壳裂开之前,内部的燃烧都将持续。
虽然这个时间在人的感知中仍然很短,但是相比自然开放状态下燃烧已经增加了“很长”。
更关键的效果,是这股压力还能压缩原子核和中子之间的距离,进而增加中子击中原子核的概率。
基于这些原理,内爆弹使用的核燃料的重量,可以低于核燃料自然状态下的临界质量。
钚在自然状态下的临界质量是十六公斤,但是美利坚的“胖子”却只装了六点二公斤的钚二三九。
最终大约有百分之二十的质量,也就是一点二四公斤的钚发生了裂变。
最终释放出了相当于两万吨标准炸药的能量。
内爆式核弹的优点很明显,缺点或者说是难点当然也很明显。
关键是让分散的核燃料,被炸药推到球体中心的时间,能够尽可能的接近。
按照美利坚的经验,炸药爆炸时间相差不能超过七毫秒。