原理早已公布，为何绝大多数国家还是搞不出原子弹？

 

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原子弹太难，你先把这个科技树点了：

 

 

这个叫“自锻成型战斗部”，就是拿一块儿空心锥形炸药，去崩特定的一坨锥形/其它形状金属，让它瞬间形成一个特定的、你想要的形状，想要什么形状就能崩成什么形状。

 

 

黄色那一坨就是“空心锥形装药”，现在你知道怎么造了吧？60年前的“40火”就有。

 

然而到了今天世界上真的能够造出“自锻成型战斗部”的国家，两只手就能数得过来；想要真的达到“先进”的程度，一只手就够了，这一只手，恰好就是中国、美国、俄罗斯、英国、法国。

 

惊喜不惊喜？意外不意外？

 

这技术就是造原子弹的前置技术。没有靠谱的自锻成型技术，你连最简单、最low的原子弹——枪式原理原子弹都造不出来。 

 

 

为什么说空心装药/自锻成型技术是造原子弹的前置技术呢？

 

 

这个掩蔽所是中国青海“221”工厂的一个工位，就是用来做这个爆轰试验的，用来做空心装药/自锻成型技术研究和验证，墙上那些坑坑洼洼就是炸药爆炸后崩飞的包装皮、金属射流溅射以后打出来的。当然这个掩体也经过了脱密处理，上面可能存在放射性的物质已经刮去，那些平行的划痕就是做脱密处理的痕迹。不排除该掩体做过含铀/钚材料爆轰试验，包括带有放射性的铀-235、钚-239等。

 

很多人都听说过一个很明显的、半真半假的谣言：

 

 

百度一搜全都是，都用的是一个耸人听闻的标题“徒手掰开原子弹”，这个吓死人的标题引出一个问题：两块核材料放在一起就是原子弹？这个认识是错误的，哈里·达格里安掰开的也远远算不上“原子弹”，它顶多顶多能够称为“脏弹”。

 

很多媒体、自媒体在转述这个故事中都添加了不少添油加醋的东西，比如“把洛斯阿拉莫斯夷为平地”等等，其实他掰开的这玩意儿最严重的后果也就是造成区域性核沾染，核事故等级大概不会超过切尔诺贝利核事故的水平，比真正的原子弹爆炸差了很远很远。

 

这里有两点需要注意：

 

一是缺乏中子源；

二是撞击速度不够。

 

缺乏中子源会导致链式反应的速度达不到要求，只会在接触面附近发生一些核裂变；撞击速度不够则会导致两块核材料在发生短暂裂变后炸开，链式反应停止。

 

这就是原理和工程之间的巨大差异。原理大家都懂，一说就通，但是工程上落实还需要做天量的工作， 质能方程大家都知道怎么算，但是工程上还需要做很多工作才能让这个方程式以可以接受的程度发挥作用。质能方程、链式反应这些原理层面的东西，你想让它在现实中以你希望的方式发生，你需要天量的工程师，花天量的时间和金钱，最终才会变成现实。 

 

因此，哪怕给你两块核材料，撞在一起就达到了临界质量，你也做不出“原子弹”，而只能做出一枚脏弹。我们就不讲铀矿的采矿、提纯，去离心机里花天量的电力甩出足够的铀-235，反应堆里制造钚-239这些复杂的事情。

 

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制造一枚合格的原子弹，你需要的工程至少要有：

 

一、铀矿探矿采矿工程，下含：

 

1、道路施工工程，采矿得有道路；

2、交通运输工程，运输你得要有车，至少得会修车养车；

3、地下挖掘施工工程，采矿你要能够在地下打隧道、做支护、巷道运输；

4、探矿工程，物探、实地勘探都是要技术的；

5、采矿选矿工程，矿石得采出来，还得把无用的矿渣给剔除出去；

6、化学法浸出萃取工程，用化学溶剂泡矿石，把铀元素提取出来；

7、结晶沉淀工程，最终把铀元素沉淀下来。

 

到这一步你就得到了“黄饼”——重铀酸铵。 

 

 

骚瑞，是这个：

 

 

二、同位素分离工程，下含：

 

1、电力工程，你要有大量的电力；

2、输配电工程，你要把电力送去核工厂；   

3、气体扩散法/气体离心法同位素分离工程，用气体扩散法或者气体离心法，把铀-235跟别的铀同位素分开，武器级核材料里面铀-235纯度高得吓人，这个工程可不容易。

 

到这一步你才能得到金属铀，里面铀-235的含量还得看你的技术水平。

 

 

三、原子弹制造工程，下含： 

 

1、金加工，里面包括：

 

1）核装药加工，你需要把金属铀加工成你想要的形状，别怕，金属铀的放射性并不大，这玩意儿半衰期长得吓人，剂量没多大，手捧着都没问题，但是特别的硬、密度超级大，你必须要先铸造，然后用机床给加工成精密的形状；

2）常规装药加工，你还得加工常规装药的容器，加工原子弹上面别的部件，壳体、管道等等。

 

2、核装药引爆工程，里面包括：

 

1）核装药的爆轰成型试验，核材料做成特定形状以后需要以非常快的速度撞到一起，这样才能在链式反应把核装药炸开从而导致链式反应中止之前，有足够的核装药发生了链式反应，你的原子弹威力才大。否则的话你费了半天劲儿搞来的核材料就那么浪费掉了，这玩意儿可是天价！

 

2）炸药精密引爆试验，枪式原理的原子弹还好，内爆式原理的原子弹则必须要精密控制好几坨常规装药的引爆时间、爆速，否则你造出来的还是一枚脏弹：

 

 

枪式原子弹只需要一块常规装药，内爆式需要好多块，这些常规装药都必须要同时爆炸，误差在微秒以下级别，没有一开始提到的爆轰试验是做不到同步的，这里也需要相当高的计时/电子技术。

 

3）中子源，中子源这东西在原子弹里面至关重要，但公开资料极少极少，而且里面含有大量虚假信息。这东西大致上是一坨自发衰变的放射性物质，在原子弹中起到“雷管”、“起爆药”的作用，在核装药达到临界质量的时候提供初始的中子轰击原子核，制造足够的链式反应产生维持链式反应的中子，就可以让链式反应持续一段时间。

 

 

四、全系统集成。

 

把上面所有东西最终装配到一块儿。

 

所谓的“原理都懂，初中生都知道”，指的就是这最后一步，有核装药，有常规装药，有中子源，给装到一起完事儿，咔，炸了。至于前面那么多林林总总的事情其实没几个人知道。

 

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比较巧合的是我国核工业起步阶段搞过一段时间的“全民办铀矿”，准备打一场核工业的全民战争，为了让最普通的老百姓也能够参与核工业，为孱弱的中国基础工业提供一剂“强心针”，尽快在严峻的国际形势下搞出核武器，上海市科学技术协会主编了一套叫做《原子能知识小丛书》，技卫生出版社在1958年底至1959年初相继出版： 

 

 

比较扯淡的是这套丛书现在网上居然还可以买到！某宝有售！这套丛书才是可以跟《赤脚医生手册》、《军地两用人才手册》等等并列的“穿越神书”！

 

 

这套书就是你穿越时空、回到过去、手搓核弹之必备资料，来赶紧加入你的末日知识储备豪华套餐吧！

 

这套书就把上面手搓一枚核弹的过程讲了个七七八八，当然，真的要手搓其实还有几个无法克服的困难，但看完这套面向大众的科普读物还是能增加不少核科学知识。前段时间中核搞了个“重走核工业之旅”的活动，实际上造核弹这事儿更多是一个工程问题，不是说造核弹不需要理论，而是理论是很完备的，需要解决的问题并不多，但是工程上怎么实现才是主要的挑战，面对的实际工程问题多如牛毛。这套丛书就简要讲述了这些工程上的问题和“土法”解决途径，其实相当厉害。

 

这就是绝大多数国家搞不出原子弹的原因：缺乏工业基础。

 

也不是说“土法”手搓就不需要工业基础，你得最起码有点儿基础，才能用“土法”手搓弥补。

举几个简单的例子：

 

1、你最起码要有简单的电子/无线电工业，能够制造最基本的仪器设备。

 

 

这是一台频率发生器；

 

 

这是一台晶体管特性图示器和一台频率特性测试仪。

 

这三个家伙凑起来，你才能有可靠的时频脉冲信号。为啥要有这个信号呢？同步几个引爆管一起引爆用的。

 

 

每个引爆管有一个脉冲计时器，接受到一定数量的脉冲信号就起爆，比如说1000个。这边脉冲信号发生器按照1秒一个的频率发脉冲，那么这些引爆管就会在刚好1000秒以后一起引爆，一个都不会早、一个都不会晚。

 

要有以上设备，你又得有最起码的显像管/示波器、各种电表/电极、各类电子管/晶体管，以及后续一系列电子工业基础。

 

2、你要有最起码的军事工业，能够制造爆轰部件。

 

 

这是一台很“古老”的超高速摄影机，帧率才“区区”100万帧/秒，现在据说有上亿帧的，但是我问了中核集团的人，他们既不说有、也不说没有。

 

为什么要这东西呢？两个用途，一个是做爆轰实验，拍自锻成型的效果；一个是做原子弹起爆实验，拍裂变弹起爆过程来做分析。

 

 

这是一张国外原子弹起爆瞬间的超高速摄影照片，是不是跟我们印象中的“蘑菇云”完全不一样？这张照片揭示了原子弹起爆瞬间，有多少核材料参与了链式反应，有多少核材料仅仅是被简单的炸飞了，是改进核材料利用率的重要依据。

 

这些超高速连贯照片是造出能用的原子弹的重要参考，无论是常规装药爆轰，还是链式反应核爆炸，过程远比理论重要，不了解具体的过程，光知道个原理是没用的。

 

 

超高速摄影机背后的技术含量就高了，镜头、胶片、胶片驱动机构、快门机构，一起参观这些老家伙的时候刚好@平老虎老师跟我在一块，我问了一句：平老师，这个镜头好还是你那镜头厉害？平老师笑了笑不说话，这是摄影圈子里一个经典笑话，民用镜头跟这些专用镜头是没法比的。能做出精巧耐用便宜的民用照相机镜头是一码事，能做出这种大家伙则是另一回事，所以有的人以为尼康、佳能、索尼在民用镜头市场呼风唤雨就以为日本在专业摄影领域也厉害，这是明显的误解。

 

此外，起爆药、主装药的化学合成与提纯，药型罩的铸造、修整，核装药的铸造、车削，这些都属于是军事工业基础性的问题。

 

3、机械制造业，你得能够制造专用机床。

 

 

 

这是一台四川夹江909厂（核潜艇陆上模式反应堆厂）使用过的球面车床，用来加工专用球面外形金属构件。这些车床在别的领域可能没什么用，但是做原子弹、核反应堆说不定就必须要用到，你得有从头到尾就生产这么一台机床的能力。

 

4、材料工业，最起码你要能够自己研发需要的材料。

 

 

请忽略旁边那只熊掌，那是你龙哥的神之右手。这是秦山核电站使用过的核燃料棒，30万千瓦（300MW）反应堆，1985年开工、1991年建成投产，压水堆。

 

核燃料做成筷子粗细、一厘米左右长短的圆柱体，塞在这些密密麻麻的“钢管”里就是核燃料棒，插入堆芯之后达到临界状态发热，再把这些热量通过蒸发器、换热器带到第二回路去驱动蒸汽轮机发电。

 

说是“烧开水”，都是“烧开水”，但是这只是一个梗而已，当真你就输了。

 

这些“管子”，那个巨大的“不锈钢”圈，都是GH3536铬钼合金，耐高温、耐辐射、耐腐蚀、耐中子轰击，需要的材料工业基础不是你拿铁锅铝壶烧开水能比的。

 

 

这是221基地最终把原子弹装载到火车上的车站，叫“上星站”。站台非常简单，就是一个站台加一个桁吊。

 

有些话说来搞笑、自嘲是没问题的，比如“一切现代工业不过是烧开水”之类的俏皮话，那是那些脑子很聪明、读书很多的专家说出来帮助你理解的；你要是当了真，那就搞笑了。

 

比如你觉得你也会打混凝土，你有钱也能买个火车头，你也能搞个桁吊，那你也能搞个原子弹拉着跑，这就非常搞笑了。

 

最后讲个笑话：

 

有人穿越成了刘禅，有一天跟诸葛亮一块儿泡茶的时候看到水壶盖子在蒸汽驱动下一上一下的跳，于是说道：“丞相，你看这个水壶盖……”

 

丞相说：“陛下，工业基础不够，造不出蒸汽机的。”

 

作者：龙牙 ；来源：龙牙的一座山微信号