1900：游走在欧洲的物理学霸 第1373节

　　这就是曼哈顿计划的保密性和严格性。

　　真实历史上，一共只有12个人了解曼哈顿计划的全貌。

　　甚至于连后来新上任的杜鲁门总统都不知道这个计划具体干什么。

　　加州大学校长看见奥本海默去了那里，还以为对方在研究“死光”武器呢。

　　总之，铀分离工厂、芝加哥一号堆等这些都是前置工作。

　　最终的目的就是要在洛斯阿拉莫斯实验室设计和制造原子弹。

　　奥本海默成为实验室主任。

　　CP-1也从芝加哥转移到实验室，并且被重新改进优化为CP-2，满足实验所需。

　　刚开始，奥本海默信心十足，霸气地说道：

　　“我只需要6名物理学家和100多名技术工程师，就能造出原子弹。”

　　然而，原子弹的难度还是超越了他的想象。

　　很快，研究团队就超过了1000人，当时美国几乎所有物理学家都参与进来了。

　　实验室中最重要最核心的就是理论部，费曼、费米、玻尔、泰勒、冯·诺依曼等大佬都在这里。

　　该部门负责研究和计算原子弹的爆炸原理，部门主任为37岁的贝特。

　　贝特是索末菲的博士生，因为犹太血统被迫从德国逃到美国。

　　他在量子力学、核物理、粒子物理、天体物理领域都有突破性贡献，获得1967年的物理诺奖。（非常牛逼的一个人，但是他的牛逼不好写，过于专业）

　　理论部的第一项任务，就是计算铀235的临界质量。

　　所谓的临界质量，就是指能维持链式反应所需的最小裂变材料的质量。

　　因为如果铀的质量很小，意味着体积也很小，那么中子就很容易穿透材料，跑到外面去，导致裂变停止。

　　因此，原子弹内的铀材料质量必须超过临界质量。

　　此外，铀材料的形状、纯度等性质，都会影响临界质量的数值。

　　而要想做成原子弹，铀材料肯定会经过各种结构设计，因此临界质量也会发生轻微的变化。

　　所以，理论部的物理学家们就计算了一种最简单的情况：完美球形铀材料。

　　海森堡当时凭借自己一己之力算错了。

　　但是理论部有十几位超级大佬，几十位大佬，算错的可能性为零。

　　最后得出结果为50公斤。

　　就算因为最后的结构设计不同，导致临界质量变化，也不过是增减几公斤而已。

　　看到这个结果，奥本海默等人顿时心凉了半截。

　　根据橡树岭铀分离工厂传来的数据，三年之内，他们只能提纯70多公斤的铀235。

　　换言之，铀材料只够制造出一枚原子弹！

　　那还怎么试爆呢？

　　不试又怎么能确定理论和设计正确呢？

　　万一投了一个哑弹，那估计会被樱族给笑死。

　　就在众人一筹莫展、焦头烂额之际，西博格（不是西拉德哈）忽然想到自己曾创造的94号元素钚。

　　“钚239同样能发生核裂变。”

　　“为何不用它试试？”

　　众人大喜。

　　经过计算，钚239的临界质量只有区区5公斤。

　　而且制造钚239的工艺很成熟，所用的原材料正是之前铀分离工厂不需要的铀238。

　　中子照射铀238即可得到钚239。

　　很快，西博格按照费米的经验，带领团队制造出钚反应堆，验证了钚链式反应的机理。

　　接着，美国政府大笔一挥，耗资3.9亿美元，在华盛顿州汉福特城又建造了一个钚239制造工厂⑥。

　　顺便提一下，后来橡树岭铀分离工厂也开始提纯钚239。

　　根据汉福特城工厂的进度反馈，钚239的量足够制造出2枚原子弹的。

　　至此，奥本海默等人终于放下心来。

　　紧接着，理论部要攻克第二项任务，也是最关键的任务：

　　“原子弹的结构到底怎么设计？”

　　如果不考虑任何因素，左手拿一块30公斤的铀235，右手也拿一块30公斤的铀235。

　　双手只要一合并，核链式反应就启动了。（因为空气中也存在游离中子，可能引发核反应。）

　　这种方式估计是恐怖分子最爱。

　　但是要想制造成原子弹这种可控的武器，那么要考虑的东西就复杂了。

　　随着大佬们的深入研究和计算，这时，出现了两种截然不同的设计方法。

　　奥本海默思考后，大手一挥：

　　“理论部划分为两个小组，同时研究这两种设计原理！”

第699章 枪式！内爆式！核弹小型化！【瘦子】【胖子】【小男孩】！

　　原子弹的基本原理很简单。

　　只要铀235的质量超过临界质量，“点火”中子源释放中子，就能启动链式反应。

　　基于这个原理，洛斯阿拉莫斯实验室理论部的诸多大佬们，很快就想到了一种简单结构。

　　这种结构被命名为【枪式】，属于简单粗暴的物理拼装。

　　枪式原子弹一般是细长圆柱形，整体结构和炮弹很类似。

　　枪式的核心原理是：

　　“通过高能炸药产生的冲击波，将两块亚临界质量的核材料在毫秒级时间内拼接在一起。”

　　“然后在合并的一瞬间，启动点火中子源，释放中子，发生链式反应。”

　　在枪式原子弹中，两块核材料被分别置于钢管的两端，后端核材料的后面装有高能炸药。

　　起爆后，冲击波使后端核材料以300m/s的速度撞击到前段核材料，从而引爆。

　　这种方式很像寻常枪械中火药的推动过程，所以被命名为“枪式”，也称为“子弹法”。

　　这种方式的优点就是结构非常简单，技术门槛很低，甚至不需要复杂的核试验就能制造。

　　然而，枪式原子弹的缺点也很明显。

　　第一，威力有上限。

　　前后两端的核材料的质量必须低于临界质量。

　　也就是说，原子弹中核材料的总质量最多是临界质量的2倍，上限被锁死。

　　第二，材料利用率极低。

　　两块核材料中，能够发生裂变的材料只占1.5%，剩下的材料来不及反应就被炸飞了。

　　第三，“早燃”现象。

　　不管是铀原子核还是钚原子核，自然状态下都会自发地裂变，并释放出中子。

　　因此，有可能出现一种巧合的现象：

　　即两块核材料在充分接触之前，点火中子源还没开始发射中子时，就因为核材料的自发裂变，从而启动链式反应。

　　如此一来，爆炸效率将大大降低。

　　当然，这种情况很罕见。

　　正是由于这个原因，所以枪式结构只适用于铀235，而无法适用于钚239。

　　因为钚239的自发裂变概率远远大于铀235。

　　然而，当时铀235的量只够制造一枚枪式原子弹，无法进行这种结构的试爆试验。

　　换言之，枪式到底行不行，必须要验证一下。

　　于是，奥本海默大手一挥：

　　“利用钚239再制造一枚枪式原子弹，必须确保铀弹的可行性。”

　　这里大家可能纳闷：

　　“不是说枪式不适合钚239吗，怎么还要硬做？”

　　这里的不适合只是风险大而已，并不是一定不行的意思。

　　有了奥本海默的死命令，理论部的大佬们很快拿出了解决方案。