【转帖】制造核弹 --- 理论和现实的差距

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【转帖】制造核弹 --- 理论和现实的差距

自从玛丽居里证实放射性元素（活性元素）的存在，爱因斯坦揭示质能方程式至今
已经过去很多年了，其中早就没有什么秘密可言。

  ---- 当初的物理学家并未掌握比现在一个有关专业的大学生更多的知识。

理论上要制造一个核弹是很容易的，只需要

1、获得 铀-235 或者 钚-239。
   这需要
        a、获得矿石或者其它核废料来源
        b、用化学手段提纯金属单质
        c、用物理手段分离同位素
2、引爆它。

但是事实上呢？

首先必须知道，U-235 的丰度是千分之七，也就是说一公斤的化学纯铀里面只有七克
是 U-235 同位素，其余的几乎都是 U-238 同位素。而 U-238 的存在无法发生不可
控链式反应，必须让纯铀中的 U-235 丰度达到 90% 以上才行。U-235 的临界质量是
52,773 克，这意味着需要七千五百四十吨纯铀才可能获得这么一点 U-235。而自然界
中的铀矿石，即使品质最高的也不过 24% 的丰度，这意味着需要大约 32 万吨的矿石
来提取铀。实际上没有这么高的品质的矿石的，需要的矿石大约是 80 到 300 万吨。
这不仅和矿石成色有关，还和工艺有关。具体的工艺也会产生不同的效率。

几十万到数百万吨的矿石，这么大的工程，自己一个人很难秘密进行的。就算是国家机
构进行，也难免被军事卫星发现。中国、美国和日本的军事卫星每天都在窥视世界各地
以揣摩谁在制造核武器。对于这几个世界上进行过核试验的国家（尽管拥有核武器的国
家可能比较多，但是自给自主进行过实际上的核试验的国家只有 5 个到 6 个）来说其
它国家的核动向至关重要。

所以我们可以知道巴基斯坦根本没有自己的核武器，因为它们根本没有进行这样的工程。
这么浩大的工程卫星看得一清二楚。巴基斯坦的核试验谁在背后捣鬼前台唱戏，全世界
都心知肚明。 用化学手段将矿石变成金属铀并不复杂，这个过程一个普通的大学生就可以完成
其方案设计，然后交由具体的工人完成。根据实际情况，可以考虑防护也可以不。
根据可靠消息表明，中共的核试验和所谓的文革是交错的 ---- 而有资料表明，
尽管当时的科学家们强烈要求工人进行防护，但是无知的群众并未听取科学家们
的善意劝告  ----  反而认为他们是蓄意破毁革命的走资派。

比较困难的是分离 U-235 和 U-238。其工艺、手段直接关系到成品的质量、浪费
的多少、效率的高低以及最终爆炸的效果。要构成方案需要一定的物理知识，但是
今天拥有这些知识的大学生还是很多的。

U-235 和 U-238 的质量不同，因此物理上是可以分离的。怎么做？氧化或者氯化
氟化成盐，研磨成粉末，用风吹、用电荷吸取、用激光提供阻力都能把这些质量大
小不同的颗粒分离出来，只是效率时间上的问题罢了。分离完成再还原成金属即可。

这个过程需要建立一个非常巨大的工厂，除非你不介意用几十万年时间。

因此这也是需要大量人力物力财力的，而且这种规模巨大的工厂不可能不被卫星看
到。届时工厂里面高度的铀存在也会改变周围的射线强度，屏蔽这些辐射的特殊材
料也是有限的，你需要购买大量的铅和镉、硼。铅很常用，单是镉、硼嘛，大量购
买这两样东西的话
好了，现在你获得了足够的 U-235 了，那么如何让它爆炸？

把几块 U-235 放在一起，让它超过临界质量就好了吗？事实上并非如此的。比如你
非常散乱地把几块 U-235 放到空气中然后随意堆砌在一起，即使超过临界质量很大
也可能不会有什么事情发生，因为 U-235 可能氧化了。

丰度纯度的改变会影响高临界质量，形状也会。最好是球体。

那么现在你在氮气室里面制造了两个 U-235 半球，每一个都是 30 公斤，因此当这
两个半球合并的时候，确实，链式反应会发生，你会看到合并的缝隙中发出幽冷的蓝
光，然后，铀球融化了，铀水流到地上......

于是很遗憾的链式反应停滞了。 为了使得链式反应确实、持续发生，把核燃料用最快的速度凑成一个达到甚至超过
临界质量且体积、形状令人满意的球体，说起来容易，做起来难。理论上，产生链
式反应的 53 公斤 U-235 和 106 万吨 TNT 炸药的威力相当，但是实际上能够达到
其中的 20% 就很伟大了。

为了获得当量更大的原子弹，需要更多的核燃料。可是如果一块核燃料本身体积质
量太大，自己就链式反应去了，所以大当量的原子弹需要把一个铀球切割成很多块，
显然部分越多，如何尽快合理的把它们凑成一个球的现实难度越大。而且，把分散
的核燃料凑成一个球的速度越快，能够释放的威力的百分比也就越大。

因此使用高强度炸药来把这些铀块凑成一个球是必要的，现实难度也是很大的。当
然一个熟悉力学的大学生可以设计出一个好的方案。