原理早已公佈,初中生都懂,為何絕大多數國家還是搞不出原子彈?_風聞
科大二助-2019-09-19 07:16
作者| 科羅廖夫
來源| 科羅廖夫的軍事客廳
原子彈是一種威力極大的核武器,在當今這個羣雄割據的時代,哪個國家擁有原子彈那一定會大大提升綜合國力與威望。雖然在原子彈之後有威力更為巨大的氫彈和中子彈,但這些核武器的原理大致相同,就是通過核裂變或者核聚變而產生能量。
當年為了製造出原子彈,許多科學家可謂是絞盡腦汁。但在今天,好不誇張的講,原子彈的原理簡單到一個初中生都可以聽懂。而且只要去網上搜索一下,原子彈等核武器的製造原理都會被大量搜索出來。
事實上,只要有原料有技術有資金,現在搞出原子彈已經不算什麼很難的事情,例如伊朗巴基斯坦這些國家都有能力搞原子彈,假如沒有什麼外界限制的話。核武器的理論技術和設備,對類似日本、德國、以色列等工業科技強國,技術上根本就不是問題。
既然原理都已經公佈了,但為什麼依舊只有少數國家有能力研發出原子彈等核武器。因為,原子彈的製造過程和所需原料遠遠比原理難多了。
實際上,原子彈的製造理論僅僅只是物理學上的問題,但將其從原理理論變為現實卻不那麼簡單了。首先如何獲取高純度的原料就是一個難倒大多數國家的難題,就拿原子彈來説吧,鈾-235和鈈-239是用於製造原子彈最重要的兩種原料。鈾235在自然界中的量非常的稀缺,更重要的是鈾235還經常和類似的同位元素混合在一塊。在上初中的時候我們大概就已經知道了,想要把這種混合的東西分開只有分離這種辦法,鈾235有個同位素兄弟鈾238是需要分離掉的,要分離出鈾-235則需要離心機,利用離心機將鈾-235從鈾-238中甩出來。
聽着好像不是那麼難,因為離心機本身製造並不是一件非常難的事情,普通國家要搞出來還是可以的。問題在於一兩台離心機對提取鈾-235來説起不了太大作用,提出合適量的鈾-235至少需要數千台離心機,也有説法是需要將近一萬台離心機共同工作。成千上萬的離心機恐怕不是一個普通國家可以弄好的,非大國不可。
幾萬台每分鐘六萬轉的離心機,將鈾礦中百分之零點七二的鈾235分離出來,一級級要一直提純到90%以上,才能成為武器級別濃縮鈾。偷偷摸摸造幾台離心機藏起來開工,一點用都沒有。而想造上萬台離心機,這動靜、這耗電瞞得過誰啊?伊朗那麼硬氣頂着美國的壓力苦幹了10年,最多時有1.9萬台離心機,最後得到的濃縮鈾是50公斤,而濃度是多少呢?還不到5%。
另外一種原料鈈-239的提取也是很費腦筋的事情,其提取方法是通過快中子轟擊鈾-238才能夠最終得到,真的是很難的。對於百分之九十五以上的國家來説,提取合適原料就已經是很難的事情。原料都搞不出來,談何製造原子彈。
有原料就可以製造原子彈了?現實恐怕要狠狠打一巴掌了,對製造原子彈這樣龐大的工程來説,這僅僅是冰山一角,一小步而已。後邊如何讓鈾-235和鈈-239在碰撞中發生裂變,才是核心。不要以為原子彈就簡單像手榴彈那樣一扔就完事了,美國人當年給日本投擲原子彈時候貌似確實是這麼一種操作。要促使核裂變的發生,必須要在高温高速的情況下衝擊原子核,從而誘發裂變。一般用高爆炸藥實現高温條件,但問題關鍵在於核裂變差一絲一毫都不可以,所以所有高爆炸藥必須在萬分之一秒內全部爆炸完成。
中國當年為了搞出超級可靠和精確的多點起爆原子彈內爆裝置和核扳機,造了1000個戰鬥部用於實爆試驗,最後達到可靠性9後面無數個9,才裝到原子彈上面。搞武器級能打戰的核彈,跟玩票爆個核彈聽個響,完全是兩回事。
光是有了核試驗只是擁核的第一步,剩下的路還很長。要想擁有核武器,就必須核武器實戰化、中國在攻克了原子彈這一難關後,就開始對這一實戰化領域進行研究。
首先需要將核彈小型化,以便能安裝到導彈上或者由戰機來攜帶投射。幾十噸的核裝置是一回事,幾百公斤的核彈頭就是另外一回事了。重量和體積降下來了,但爆炸當量和起爆可靠性不能降低,原子彈還好説,核聚變彈的次級裝置就難於上青天,要解決比威力與重量尺寸的權衡問題。例如美國的W88核彈頭,是美國現役最先進的核彈頭,彈頭重量在360公斤左右,爆炸當量在4萬噸左右,威力與美國當年在日本廣島投下4.9噸的小男孩原子彈相當。這是一種超高殺傷力的裝備,美國在1989年才研製成功,中國在90年代研製了與W88類似的核彈頭。可以説,核武器小型化的難度絕不亞於研究核武器。
要想核武器實戰化,就必須進行大量的核試驗和模擬實驗,美國進行了1032次核試驗,蘇聯和俄羅斯進行了715次核試驗,法國進行了210次核試驗,英國進行了45次核試驗。中國也進行了45次核試驗,包括23次地上核試驗和22次地下核試驗。回頭看看,每個核大國都是一步一步踏踏實實走過來的,沒有一個彎道超車的,沒有一個隨隨便便就形成了實戰化的核力量。
核武器不裝到導彈彈頭裏,不裝到飛機彈倉裏,毫無意義。運載火箭打上天的過程其實是最簡單的,但是彈頭分離和下落,包括整流罩耐高温技術,這才是導彈最重要的部分,更不要説機動變軌等突防技術。核武器實戰化是一個體系問題,日本這一套體系基本等於零,實驗彈打出去了,難道問中國掉到哪兒了嘛。這些方面沒有相關的技術儲備,空投試驗,導彈全程載彈試驗一個也沒做,誰敢保證導彈是否能打到目標,打過去一定響?
中國在當年爆炸原子彈和氫彈以後,就迅速進入兩彈結合試驗與核武實用化的階段,並取得了成功,小型化和實戰化的核彈頭被安裝到東風2/3導彈,以及配備給轟6轟炸機。通過二十餘次核試驗完成了從第一顆原子彈到第一顆氫彈,從東風二號導彈到東風五號導彈等第一代核武器的研製。上世紀80年代開始,我國用了不到20次核試驗,就突破了核彈頭小型化的關鍵技術,在核武器設計的核心技術上達到了世界先進水平。
這樣的技術要求,又有幾個國家敢拍胸脯説可以完全做到。從以上分析不難看出,成功製造原子彈等核武器並不容易,非實力一般國家所能完成。