第1450章 未來啟示 橙子[第二更,求月票]
2023-11-04 12:45:09 作者: 閃爍
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帝國製造的第二枚原子彈的代號為「橙子」,這與其外形有很大的關係,與「雪茄」不一樣,「橙子」採用的是「內爆式」結果,而不是「槍式」結構,另外所用的核材料為鈽239,而不是鈾235。
最初的時候,帝國科學家是被迫才用鈽239為原子彈的核材料的,一個最主要的原因就是,鈾235的提純效率相當低。按照當時的鈾生產能力,所有的離心機每天24小時不停的工作,一年才能夠生產出製造一枚原子彈所需要的鈾235。這其實是整個「盤古計劃」中最耗時的,用在實驗爆炸裝置,以及「雪茄」里的近80公斤鈾,足足生產了近4年的時間,如果不是如此的話,那麼帝國早就造出第一枚原子彈了,而且科學家也不會想到用鈽239來製造原子彈。
鈽239是從核反應堆里生產出來的,而且只能在重水反應堆里得到。這就是重水為什麼至關重要的原因了。當時美國的「曼哈頓工程」也是計劃用鈾235做為核材料的,可問題是,美國也面臨著生產鈾235效率低下的問題。雖然美國的科學家也認識到,鈽239很有可能是效率更高,核性能更好的核材料,可問題是,必須要依靠重水來減緩中子速度,得到慢中子,從而生產出鈽239。
生產鈽239的基本流程是鈾235裂變釋放出2到3個中子,這些中子轟擊了鈾238之後,鈾238轉變為鈾239,因為鈾239很不穩定,首先衰變成為錼239,而錼239也不穩定,隨即就衰變成為了最終產物鈽239。早在第一座核反應堆建成的時候,唐帝國的核物理學家就發現,鈽239實際上是更高效的核材料。從此開始重點研製鈽239的物理與化學性能。
首先面臨的問題就是鈽239的生產也需要用鈾235,而且一個鈾235原子只能產出0.8個鈽239原子,也就是說,生產過程中,核原料實際上在損失。可這與製造原子彈所需要的高濃度鈾235不一樣,核反應堆里,鈾235所占的比例是很低的,也就百分之幾而已,因此核反應堆所需要的核材料的提純工作相對簡單得多,這要比武器級鈾235的生產成本低得多,如果從成本上計算,生產鈽239甚至比提純鈾235更便宜。
當時還有科學家提出了一個辦法,即通過鈽239裂變釋放中子,然後轟擊鈾238,從而得到新的鈽239,而且理論計算得出的結論是,這樣的核反應堆(後來被成為「快中子反應堆」,簡稱「快堆」,而以前生產鈽239的叫「慢中子反應堆」,簡稱「慢堆」)所產出的鈽239的數量還超過了所消耗的鈽239的數量,也就是說,在快堆里,鈽239的數量是在持續增長的。只是,當時受到技術條件限制,特別是鈽239的核敏感性的限制,所以帝國並沒有建造快堆。
用做武器,鈽239的最大好處就是臨界質量要比鈾235低得多,理論計算結果是,8公斤的鈽239就可以製造一枚原子彈了,這要比鈾235的用量少得多。可同樣的,鈽239也有很多缺陷,不說別的,鈽239是已知毒性最大的物資,5克鈽239就足以毒死全球所有人,其篤信甚至超過了核武器本身!也正是這一點,帶來了很多問題。
要生產鈽239,就必須要建立大量的後處理工廠,而這是拖延「盤古計劃」的另外一個絆腳石,光是建造這一系列的後處理工廠,就花掉了一年多的時間。相對而言,從核反應堆里得到的鈽239在提純方面反而要比通過回旋加速器提純鈾235容易了許多。
在建立起了鈽239的生產線後,「盤古計劃」才真正走上了快速發展的道路,如果僅用鈾235製造原子彈的話,在29年,帝國最多只有兩枚原子彈,而且其中一枚還是在實驗中爆炸的。而且後來,特別是在快中子反應堆投產後,帝國就不再用鈾235作為原子彈的核材料,全用鈽239作為核材料。
「橙子」的設計工作也正是在鈽239的生產工作正式開始的時候提出來的,而且「內爆式」的結構也就是在這個時候提出來的,一個重要的原因就是,鈽239的臨界質量小,可以將原子彈的核心做得小一點,為「內爆式」奠定了基礎,如果用鈾235做核材料的話,用「內爆式」引爆法的難度就要高得多,這也是為什麼後來的核國家在初期都是用「槍式」結構,以鈾235為核材料的主要原因。
實際上,「內爆式」與「槍式」的基本原理是一樣的。在「內爆式」結構的原子彈中,其核心是一個低於臨界質量的鈽239球體,四周有多塊未與中心球接觸的鈽239,通過引爆設置在外面的炸藥,將外面的鈽239金屬塊推向中央的球體,使核材料超過臨界質量,隨即就引發了核爆炸(只是「內爆式」的一種結構,後來還大有改進)。因為爆炸會急劇壓縮鈽239,提高了核心材料的密度,因此可以進一步的減少質量,這就大大節約了昂貴的核材料。
因為核爆炸的時間相當短暫,幾乎是瞬間完成,因此就必須要嚴格控制各炸藥塊的起爆時間,要做到同時引爆,而炸藥的燃燒速度是肯定比不上核爆炸的速度的,因此包裹在核材料四周的炸藥分成了成百上千塊,這麼多的炸藥塊要同時起爆,而且誤差時間在納秒之內,這是「內爆式」最大的技術難題之一,這甚至對連接著炸藥塊的導線長度都有著極高的要求,同時每一塊炸藥的質量必須要非常精確,不然爆炸能量不等,射出去的鈽239的速度就不等,到達的時間就不等。如果不能做到所有的鈽239同時射中中心圓球的話,那麼原子彈的爆炸當量就要降低很多,甚至不會發生爆炸!
為了盡善盡美,數百名爆炸方面的工程師花了兩年的時間來進行設計與實驗,而且後來還花了半的時間進行改進。而這是「盤古計劃」中除了核物理之外,對技術要求含量最高的一塊了。
當「橙子」製造出來的時候,就有人提議,應該進行一次實驗,可問題是,當時帝國還沒有建成「快中子反應堆」,得到了鈽239本來就不多,能夠製造兩枚原子彈就已經相當不錯了,如果再實驗一枚,那就少了一半,誰也捨不得進行實驗。通過數次理論計算,模擬爆炸後,工程師都敢拿性命擔保,他們造出來的原子彈肯定能爆,沒有實驗的必要,也正是在這些工程師的保證下,「橙子」只比「雪茄」晚了5天到達松江港,隨即就被裝上了「渭河」號巡洋艦,送往前線了。
「渭河」號巡洋艦這一路航行並不順利,先是出了幾處小故障,問題還不大,艦長也沒有在意,在到了馬紹爾群島東部海域的時候,一台蒸汽輪機突然停機,而且檢查後確定只能進港維修。這下,艦長有點為難了,在出發的時候,命令是中途不進任何港口,直接前往聖地亞哥。在與隨行的技術人員進行了短暫的商量之後,艦長決定繼續前進,用三台主機,以24節的速度航行,這樣只會晚四天到達,問題應該不大。也就是說,「渭河」號原本應該在八月十五日,也就是哈里斯堡挨炸的當天就到達聖地亞哥的,結果卻在八月十九日才到達,而且在到達了牙買加海峽的時候,已經被後出發的「漢江」號給追上了。
隨同「渭河」號送來的還有一份絕密命令,羅雲沖在接到消息後就去了港口,這份命令是從首相府發出的,而且是直接交給羅雲沖的。當羅雲沖看完了命令內容時,他就立即命令第1152中隊做好新的轟炸準備工作,首相的命令很明確,在美國總統宣布投降之前,還要再投下一枚原子彈!
唐帝國到底準備在大戰期間投幾枚原子彈,也許很多人都沒有異議,因為許多人根本就不知道「橙子」的存在,一直認為唐帝國在大戰期間實際上就只生產了兩枚原子彈,而沒有生產第三枚,直到30年中期,唐帝國在沙漠裡進行了第一次實彈投擲試驗的時候,才生產出了第三枚原子彈。可是,仍然有一部分人堅信,唐帝國在大戰期間實際上製造出了三枚原子彈,而不是兩枚。
「橙子」是在十九日當天晚上就被運送到了機場去的,當天晚上,轟炸行動也安排了下去,上次被吳林糠擠掉的那架轟炸機承擔起了轟炸任務。可當原子彈送到的時候,工程師首先發現了一個問題,之前為「雪茄」設計的裝彈軌道太小了,無法容納「橙子」。
「雪茄」的直徑僅70厘米左右,而「橙子」的直徑達到了150厘米以上,也就是說,提高了一倍多,在加上裝彈車的高度,就算利用下面的裝彈軌道,也無法裝到轟炸機里去。隨即,工程師還發現了一個問題,那就是,轟炸機的彈艙容納不下這麼大的炸彈。
怎麼辦?工程師立即開始想辦法,首先是加深了裝彈軌道的深度與寬度,這還算是比較容易辦到的,找幾十個力氣大點的士兵,幾個小時就能完成。主要的問題還是轟炸機的彈艙容納不下。最後,工程師只能採用了一個笨辦法,那就是拆掉轟炸機彈艙的艙門,將原子彈半掛在彈艙內,也就是說,原子彈有一部分還得暴露在外。為了確定這套辦法的可行性。當天晚上,工程師就做了一個尺寸與「橙子」相近的模型,用另外一架搭載了足夠配重物的轟炸機到天上飛了幾圈,確定沒有問題之後,工程師們才放心了。
準備工作落實到位之後,羅雲沖在八月二十日上午下達了執行第二次核轟炸的命令。首先出發的仍然是氣象偵察機,因為哈里斯堡已經遭到了轟炸,這次新增加了一個目標,即俄亥俄州的克利夫蘭。當時的克利夫蘭只有大概30多萬人,還不算是大城市,而之前沒有遭到過轟炸的費城,以及波茨菲爾德仍然在名單上,而且名列名單的前兩位。
下午一點不到,飛往費城的偵察機就發來了消息,報告費城天氣情況良好,可以投擲原子彈。羅雲沖沒有遲疑,隨即就命令轟炸機前往費城投彈。與前兩次一樣,飛往波茨菲爾德與克利夫蘭的氣象偵察機沒有急著返航,而是繼續在這兩座城市上空盤旋,如果費城那邊天氣有變的話,就將改變轟炸目標。
幾個小時的等待是很讓人難以忍受的,可又不得不耐心的等待。也許,很多人都想知道此時羅雲沖在想什麼。後來,談仁皓在向一名傳記作家講述當時執行核轟炸任務的時候,就格外強調了羅雲沖承受的心理壓力。與以往使用燃燒彈不一樣,使用原子彈的轟炸行動會讓人背負上很沉重的道義負擔,特別是在戰後,在要不要使用原子彈的爭論中,當時執行了核轟炸任務的軍人都被俘著極為沉重的心理與道義負擔。
羅雲沖肯定是最早意識到核武器擁有毀滅一切威力的軍人之一,談仁皓自己都承認,在最初的時候,談仁皓對原子彈是持支持態度的,畢竟一種威力空前的武器對帝國帶來的意義也是空前的,可是羅雲沖從來沒有對原子彈表現出任何的熱情,而且在使用原子彈的問題上,他也只是在盡到一個軍人的職責,而不是從一開始就堅決支持與擁護使用原子彈。這也算得上是當時帝國軍人中少有的一部分吧,畢竟在原子彈出現之後,幾乎所有的帝國軍人都支持,或者是默認使用原子彈。
在任何官方資料中,都沒有關於這次核轟炸的記錄,不管是美國,還是在唐帝國,都沒有任何這次核轟炸行動的記錄,因為這是帝國歷史上第一次「折戢」,是第一次,也是最後一次失敗了的核轟炸!