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這可以通過(guò)臨界質(zhì)量或臨界尺寸的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，從原理上講，最簡(jiǎn)單的原子彈采用的是所謂槍式結(jié)構(gòu)，兩塊均小于臨界質(zhì)量的鈾塊，相隔一定的距離，不會(huì)引起爆炸，當(dāng)它們合在一起時(shí)，就大于臨界質(zhì)量，立刻發(fā)生爆炸。

但是若將它們慢慢地合在一起，那么鏈?zhǔn)椒磻?yīng)剛開(kāi)始不久，所產(chǎn)生的能量就足以將它們本身吹散，而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)停息，原子彈的爆炸威力和核裝藥的利用率就很小，這與反應(yīng)堆超臨界事故爆炸時(shí)的情況有些相似，因此關(guān)鍵問(wèn)題是要使它們能夠極迅速地合在一起。

這可以將一部分鈾放在一端，而將另一部分鈾放在“炮筒”內(nèi)，借助于烈性炸藥，極迅速地將它們完全合在一起，造成超臨界，產(chǎn)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射層；為了延遲核裝藥的飛散，原子彈具有堅(jiān)固的外殼。

1945年8月，美國(guó)投到日本廣島的那顆原子彈（代號(hào)叫“小男孩”）采用的就是槍式結(jié)構(gòu)，彈重約4100公斤，直徑約71厘米，長(zhǎng)約305厘米。

核裝藥為鈾235，爆炸威力約為14000噸梯恩梯當(dāng)量，在槍式結(jié)構(gòu)中，每塊核裝藥不能太大，最多只能接近于臨界質(zhì)量，而決不能等于或超過(guò)臨界質(zhì)量。

因此當(dāng)兩塊核裝藥合攏時(shí)，總質(zhì)量最多只能比臨界質(zhì)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(jié)構(gòu)中，兩塊核裝藥雖然高速合攏，但在合攏過(guò)程中所經(jīng)歷的時(shí)間仍然顯得過(guò)長(zhǎng)，以致于在兩塊核裝藥尚未充分合并以前，就由自發(fā)裂變所釋放的中子引起爆炸。

這種“過(guò)早點(diǎn)火”造成低效率爆炸，使核裝藥的利用率很低，一公斤鈾235（或钚239）全部裂變，大約能釋放18000噸梯恩梯當(dāng)量的能量，一顆原子彈的核裝藥一般為15～25公斤鈾235（或6～8公斤钚239），以此計(jì)算，“小男孩”的核裝藥利用率還不到百分之五。

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(duì)于一定的裂變物質(zhì)，密度越高，臨界質(zhì)量越小。根據(jù)這一特性，在發(fā)展槍式結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還發(fā)展了一種內(nèi)爆式結(jié)構(gòu)。

在槍式結(jié)構(gòu)中，原子彈是在正常密度下用突然增加裂變物質(zhì)數(shù)量的方法來(lái)達(dá)到超臨界，而內(nèi)爆式結(jié)構(gòu)原子彈則是利用突然增加壓力，從而增加密度的方法達(dá)到超臨界。

在內(nèi)爆式結(jié)構(gòu)中，將高爆速的烈性炸藥制成球形裝置，將小于臨界質(zhì)量的核裝料制成小球，置于炸藥中。通過(guò)電雷管同步點(diǎn)火，使炸藥各點(diǎn)同時(shí)起爆，產(chǎn)生強(qiáng)大的向心聚焦壓縮波（又稱內(nèi)爆波），使外圍的核裝藥同時(shí)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(gè)可控的中子源，等到壓縮波效應(yīng)最大時(shí)，才把它“點(diǎn)燃”。這樣就實(shí)現(xiàn)了自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致極猛烈的爆炸。

內(nèi)爆式結(jié)構(gòu)優(yōu)于槍式結(jié)構(gòu)的地方，在于壓縮波效應(yīng)所需的時(shí)間遠(yuǎn)較槍式結(jié)構(gòu)合攏的時(shí)間短促，因而“過(guò)早點(diǎn)火”的幾率大為減小。這樣，內(nèi)爆式結(jié)構(gòu)就可以使用自發(fā)裂變幾率較大的裂變物質(zhì)，如钚239作核裝藥；同時(shí)使利用效率大為增。

美國(guó)投于日本長(zhǎng)崎的那顆原子彈（代號(hào)叫“胖子”），采用的就是內(nèi)爆式結(jié)構(gòu)，以钚239作核裝藥。彈重約4500公斤，彈最粗處直徑約152厘米，彈長(zhǎng)約320厘米，爆炸威力估計(jì)為20000噸梯恩梯當(dāng)量。

原子彈的進(jìn)一步發(fā)展就是氫彈，或稱為熱核武器。氫彈利用的是某些輕核聚變反應(yīng)放出的巨大能量。它的裝藥可以是氘和氚，也可以是氘化鋰6，這些物質(zhì)稱為熱核材料。

按單位重量的物質(zhì)計(jì)，核聚變反應(yīng)放出的能量比裂變反應(yīng)更多，而且沒(méi)有所謂臨界質(zhì)量的限制，因而氫彈的爆炸威力更大，一般要比原子彈大幾百倍到上千倍。

不過(guò)熱核反應(yīng)只有在極高的溫度（幾千萬(wàn)度）下才能進(jìn)行，而這樣高的溫度只有在原子彈爆炸時(shí)才能產(chǎn)生，因此氫彈必須用原子彈作為點(diǎn)燃熱核材料的“雷管”。

氫彈爆炸時(shí)會(huì)放出大量的高能中子，這些高能中子能使鈾238發(fā)生裂變。因此在一般氫彈外面包一層鈾238，就能大大提高爆炸威力。這種核彈的爆炸，經(jīng)歷裂變一聚變—裂變?nèi)齻€(gè)過(guò)程，所以稱為“三相彈”。它的特點(diǎn)是成本低、威力大、放射性污染多。

還有一種新型核彈，即所謂中子彈，中子彈實(shí)際上可能是一種小型氫彈，只不過(guò)這種小型氫彈中裂變的成分非常小，而聚變的成分非常大，因而沖擊波和核輻射的效應(yīng)很弱，但中子流極強(qiáng)。

它靠極強(qiáng)的中子流起殺傷作用，據(jù)稱能做到“殺人而不毀物”，原子彈是用鈾制造的，也可以用钚制造，但钚是通過(guò)鈾而制得的。

而氫彈則必須用原子彈來(lái)引。因此，歸根結(jié)幫，核武器、熱核武器的制造都離不開(kāi)鈾。

因此，在過(guò)去，在今天，在今后相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi)，最重的天然元素之所以重要，首先在于軍事上的需要。

制造原子彈，既要解決武器研制中的一系列科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，還要能生產(chǎn)出必需的核裝料鈾235、钚239，天然鈾中同位素鈾235的豐度僅0.72%，按原子彈設(shè)計(jì)要求必須提高到90%以上。

趙衛(wèi)東根據(jù)研制和試驗(yàn)的需要，對(duì)此項(xiàng)工作進(jìn)行系列安排，除鈾235、钚239等核材料的生產(chǎn)外，核戰(zhàn)斗部本身的研制，必須與整個(gè)核武器系統(tǒng)的研制程序協(xié)調(diào)一致。

具體的研制過(guò)程大致安排如下：

從計(jì)劃階段開(kāi)始；經(jīng)過(guò)關(guān)鍵技術(shù)課題和部件的預(yù)先研究或可行性研究，形成包括重量、尺寸、形式、威力、核材料、核試驗(yàn)要求、研制工期、經(jīng)費(fèi)等內(nèi)容的幾種設(shè)計(jì)方案。

再經(jīng)過(guò)論證比較和評(píng)價(jià)，選定設(shè)計(jì)方案，確定戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)；然后進(jìn)行型號(hào)研究設(shè)計(jì)、各種模擬試驗(yàn)。

工藝試驗(yàn)與試制，通過(guò)核試驗(yàn)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，最后達(dá)到設(shè)計(jì)定型、工藝定型與批準(zhǔn)生產(chǎn)。

進(jìn)行這些工作，要秘密組織招聘專門(mén)的科技隊(duì)伍,并配備必要的試驗(yàn)場(chǎng)所，包括核試驗(yàn)場(chǎng)。

武器交付部隊(duì)后，研制和生產(chǎn)部門(mén)還要提供維護(hù)、修理、更換部件等服務(wù)工作，按反饋的信息進(jìn)行必要的改進(jìn)，并負(fù)責(zé)其退役處理或更新。

要做好核戰(zhàn)斗部的設(shè)計(jì)，必須深入了解其反應(yīng)過(guò)程，弄清其必須具備的條件與各種物理參數(shù)，掌握其中多種因素的內(nèi)在聯(lián)系與變化規(guī)律。

為此，要進(jìn)行原子核物理、中子物理、高溫高壓凝聚態(tài)物理、超音速流體力學(xué)、爆轟學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)和材料科學(xué)等多學(xué)科的一系列科學(xué)技術(shù)問(wèn)題的研究，而核戰(zhàn)斗部的研制實(shí)踐又會(huì)反過(guò)來(lái)帶動(dòng)和促進(jìn)這些學(xué)科的發(fā)展。

趙衛(wèi)東還提出在研制過(guò)程中，要特別注意以下環(huán)節(jié)：

要安排自己在美國(guó)的紐約計(jì)算機(jī)有限公司，馬上著手研制用于核反應(yīng)計(jì)算模擬用的快速、大容量電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行反應(yīng)過(guò)程的理論研究計(jì)算,這種計(jì)算應(yīng)盡可能接近實(shí)際情況,以便從多種設(shè)想或設(shè)計(jì)方案中找出最優(yōu)方案，從而節(jié)省費(fèi)用與減少核試驗(yàn)次數(shù)。

當(dāng)然，盡量減少核試驗(yàn)次數(shù)，并非只是為了節(jié)省費(fèi)用，更主要的是世界上各大強(qiáng)國(guó)虎視眈眈，盡量避免不必要的沖突，他們肯定是不樂(lè)意又多了一個(gè)掌握核力量的國(guó)家。

有關(guān)部門(mén)要按照方案或指標(biāo)要求，反復(fù)進(jìn)行多方面的模擬試驗(yàn)，包括化學(xué)炸藥爆轟試驗(yàn)，材料與強(qiáng)度試驗(yàn)，環(huán)境條件試驗(yàn)，控制、點(diǎn)火與安全試驗(yàn)等，這些都是為達(dá)到核武器高度可靠和安全所必不可少的。

要進(jìn)行必要的核試驗(yàn)，不管是電子計(jì)算機(jī)上的大量計(jì)算，還是相應(yīng)的模擬試驗(yàn)，是不能達(dá)到百分之百地符合核武器方案的真實(shí)情況。

……

趙衛(wèi)東把后世所了解到的，所有有關(guān)技術(shù)都詳細(xì)告知了笪鈴君，她在認(rèn)真聽(tīng)講的同時(shí)，也把所有的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)記錄。

笪鈴君在記錄完后，看到不知不覺(jué)把手中厚厚的記錄本，已經(jīng)記錄了差不多一本，看到手中密密麻麻的記錄，她知道這本記錄本內(nèi)技術(shù)的巨大價(jià)值。

她想到核技術(shù)都是各大國(guó)的最高機(jī)密，而且是高技術(shù)，專業(yè)性極強(qiáng)，他現(xiàn)在僅是一個(gè)大一的學(xué)生，難道自己這個(gè)弟弟是核技術(shù)專家，否則怎么能有如此掌握如此高尖精的專業(yè)知識(shí)。

而且，這些技術(shù)公開(kāi)的資料不多，有的只是一些科學(xué)論文，一些新聞報(bào)道，根本沒(méi)有弟弟講的內(nèi)容具體、可操作性強(qiáng)。

并且有對(duì)核技術(shù)發(fā)展中的得失利弊開(kāi)行分析，恰如其分，為核武器的研制提出了非常切實(shí)可行的方案，這對(duì)于嚴(yán)密封鎖核武技術(shù)的大環(huán)境下，是根本沒(méi)有人能做得到的。

不知道弟弟到底是如何做到的？自己這個(gè)弟弟的神奇，沒(méi)有人比自己更了解，可是自己跟他接觸越久越覺(jué)得他更深不可測(cè)，當(dāng)然從他辦公室和家里的大量各國(guó)科技書(shū)籍也可以看出一定的端倪。

她慶幸能夠有這么一個(gè)出色的弟弟，自己是無(wú)論如何也想象不出來(lái)，會(huì)有人有此無(wú)與倫比的天賦，可能這就是天才吧。

這可以通過(guò)臨界質(zhì)量或臨界尺寸的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，從原理上講，最簡(jiǎn)單的原子彈采用的是所謂槍式結(jié)構(gòu)，兩塊均小于臨界質(zhì)量的鈾塊，相隔一定的距離，不會(huì)引起爆炸，當(dāng)它們合在一起時(shí)，就大于臨界質(zhì)量，立刻發(fā)生爆炸。

但是若將它們慢慢地合在一起，那么鏈?zhǔn)椒磻?yīng)剛開(kāi)始不久，所產(chǎn)生的能量就足以將它們本身吹散，而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)停息，原子彈的爆炸威力和核裝藥的利用率就很小，這與反應(yīng)堆超臨界事故爆炸時(shí)的情況有些相似，因此關(guān)鍵問(wèn)題是要使它們能夠極迅速地合在一起。

這可以將一部分鈾放在一端，而將另一部分鈾放在“炮筒”內(nèi)，借助于烈性炸藥，極迅速地將它們完全合在一起，造成超臨界，產(chǎn)生高效率的爆炸。