如果你稍微熟悉原子弹的相关知识,就一定听说过“核裂变”这个词。它描述的是某些易裂变材料(如铀-235、钚-239)原子核“分裂”后释放巨大能量的过程。这一反应的威力不可小觑,假设你拿出1公斤核燃料,其释放的能量相当于
15,000吨tnt炸药,而传统炸药的威力早已无法与之相比。但其实核裂变的机制本身,并非什么高深难懂的领域。科学家们自从1938年第一次目睹铀“分裂”的过程起,就已经揭示了它的物理本质:一颗中子轰击铀-235的原子核,将其分裂为两个较小的原子核,同时释放新的中子和大量能量,而这些中子又去撞击更多的铀,形成“连锁反应”。简而言之,理论上就两步:找对材料,让这些材料反应失控爆炸。可真正踏上核武研发之路的国家,会很快发现,真正的难点根本不在理论,而是每一步实践中都布满的荆棘与陷阱。
万丈高楼平地起,而原子弹的“地基”,就是它的原材料。没有足够的铀-235或钚-239,这一切只不过是空谈。那么,这些材料真的这么难获取吗?答案让人望而却步。
如果你现在走进一个天然铀矿区,挖出一捧铀矿石,你可能会兴奋:这是不是离核材料更近一步了?可惜现实将冷酷纠正你的美梦。自然界中的铀-235含量仅占天然铀的0.7%,其余的几乎都是“懒惰”的铀-238,它们无法参与链式裂变。为了制造一颗原子弹,需要几公斤甚至几十公斤接近纯度90%的铀-235——这意味着从数万吨铀矿石中,将铀-235一颗颗“挑”出来。
你以为这只是体力活吗?恰好相反,这一提取过程几乎堪称“炼石成金”。最成熟的方法是“气体离心法”,需要将铀分离并浓缩,而离心机需要以每分钟
60,000转以上的速度旋转,稍有误差,整个浓缩过程都将失败。想象一下,要制造一颗实用的核武器,你可能需要上万台离心机连续运作数月至数年。没有一个顶尖工业体系,这根本无从谈起。而对于钚-239来说,问题则更加棘手。钚并非天然存在,而是通过核反应堆人工合成,需要让铀-238在反应堆内吸收中子后转变为钚-239。此过程不仅耗时,而且会产生剧毒废料,科学家在处理时稍有不慎就会危及生命。当初美国开展“曼哈顿计划”时,仅用来生产核材料的费用就超过20亿美元,而全球大多数国家,连造一座反应堆的预算都可能无法支撑。
材料有了,爆炸方式难上加难。
假