1900：游走在欧洲的物理学霸 第1374节

　　他们把钢管的尺寸加长，这样一来，两个钚块距离更远。

　　而且后端钚块起爆后能获得更高的速度，降低自发裂变的影响。

　　最后，科学家一共制造出两枚枪式原子弹，它们的代号就是大名鼎鼎的【小男孩】和【瘦子】。

　　后者的长度是前者的2倍。

　　——

　　【小男孩】

　　类型：枪式铀弹；

　　装载核材料量：64kg铀235；

　　尺寸：长3米，直径0.71米，重量4.4吨；

　　TNT当量：理论2万吨，实际1.5万吨。

　　定位：实战弹，投放樱族广岛；

　　【瘦子】

　　类型：枪式钚弹；

　　装载核材料量：6.2kg钚239；

　　尺寸：长6米，直径0.61米，质量3.4吨；

　　TNT当量：理论3万吨，预计5000吨，实际2万吨。（远超预期）

　　定位：试爆弹；

　　——

　　小男孩一共装有64kg的铀235，但只有不到1kg的铀235发生了核裂变。

　　甚至更是只有不到1g的铀235真正转换为能量。

　　枪式结构的材料利用率确实低到令人心疼。

　　不然的话，樱族的投降或许还能更早点。

　　枪式原子弹的设计原理敲定后，计划还在继续，因为钚239还有剩余，不能浪费。

　　但把钚239用于枪式，毕竟还会有隐患在。

　　因此，奥本海默需要为钚239设计一种新的引爆结构，再制造一枚原子弹。

　　于是，他把目光看向了第二种设计方案：内爆式。

　　这是一种精密控制的向心压缩引爆方法。

　　其核心原理是：

　　“中心有一个低于临界质量的大块核材料，然后在其周围均匀环绕着偶数个小块核燃料。”

　　“每个小块核燃料的后面都有等量的高能炸药。”

　　“接着，同时点燃高能炸药，产生的向心冲击波将所有小块核燃料全部挤到中心，与那个大块核燃料合并，超过临界质量。”

　　“然后点火中子源释放中子，启动链式反应。”

　　由于采取了环绕式的结构，所以内爆式原子弹的外形像一个身体大头脚小的大胖子，并不是笔直的结构。

　　根据原理就能看出，内爆式设计的技术复杂度极高。

　　需要精确控制小块核燃料的起爆时间和方向，形成均匀压缩波。

　　这个过程需要大量且复杂的数学计算，主要是各种偏微分方程。

　　后世大家经常听到“算盘打出原子弹”的说法，算的就是这些东西。

　　前面说过，不管是美国还是后来的华夏，其实采用的都是计算机计算。

　　只有几个关键方程和参数，才需要人工仔细核对，算盘用途没有想象中大哈。

　　而且改动其中任何一个尺寸参数，都需要重新计算。

　　比如，把8个小块改成10个小块，原子弹的威力是提高了，但小块的动力学模型又变了。

　　洛斯阿拉莫斯实验室理论部中，冯·诺依曼、泰勒、费曼等大佬负责的就是这部分的计算。

　　而且研究内爆式的小组足足有600名成员，可见其难度。

　　虽然内爆式原子弹的设计非常复杂，但是优势也显而易见。

　　第一，内爆式设计可以同时适用铀235和钚239。

　　因为相比枪式的两块核材料相撞，内爆式是好几块甚至十几块同时相遇才会爆炸。

　　就算某一块自发裂变了，也不影响整体的功能。

　　因此，“娇气的”钚239可以放心采用这种结构。

　　第二，材料利用率高。

　　内爆式的材料利用率可以达到20%以上，这大大减少了核材料的浪费。

　　第三，内爆式可以制造小型化核弹。

　　枪式中，两块核材料的体积是机械相加，即是利用正常密度下增加裂变物质数量的方式来超越临界质量。

　　但是在内爆式结构中，由于高能炸药更多，因此能产生更高的压力，核材料的密度可以进一步被压缩。

　　而根据核理论，核材料的密度越高，则临界质量就越小。（应该比较好理解）

　　内爆式可以制造更小当量的原子弹，相应的重量也会减轻，能够搭载到导弹上。

　　所以在后世，内爆式成为了原子弹的主流设计，它标志着核武器小型化的开端。

　　当然，以上所说的只是内爆式最浅显的原理，真正的设计极其复杂，要用到很多知识。

　　为了不被请去喝茶，这里就不详细赘述了。

　　原理敲定后，奥本海默对于内爆式原子弹有着十足的信心。

　　格罗夫斯问他：

　　“这枚原子弹的设计原理无法试爆怎么办？”

　　奥本海默霸气地说道：

　　“我以人格担保，内爆式不需要试验，可直接用于实战！”

　　格罗夫斯连喊666。

　　因为他知道，就算反对也没用，剩下的钚239只够制造出一枚内爆式原子弹。

　　想试验也没材料了。

　　他只能选择相信奥本海默，相信对方背后1000多位科学家的智慧。

　　而这枚原子弹，就是后世大名鼎鼎的【胖子】。

　　——

　　【胖子】

　　类型：内爆式钚弹；

　　装载核材料量：6.4kg钚239；（铀弹的十分之一）

　　尺寸：长3.3米，直径1.5米，重量4.5吨；

　　TNT当量：理论3万吨TNT，实际2万吨TNT。

　　定位：实战弹，投放樱族长崎；——

　　至此，曼哈顿计划历时三年，耗费无数财力物力，最终制造出3枚原子弹。

　　而最后一步，就是真正的试爆了！

　　经过多方考察，原子弹试爆的地点选择在洛斯阿拉莫斯实验室以北200公里的阿拉莫戈多沙漠地带⑧。

　　这里是美国的一处空军基地，试验场长38公里、宽29公里。

　　由于这个试验场名为“三一试验场”，所以本次爆炸又被称为“三位一体爆炸”，代号“三一”。

　　1945年7月15日，试验前一天，【瘦子】组装完毕，它被放置在一个高103米的铁塔上，准备引爆。

　　这里大家可能疑问：

　　“为什么不放在地面上引爆呢？”

　　这是因为通过理论计算可知，原子弹只有在高空爆炸才能产生最大的破坏力。

　　原子弹的破坏性主要体现在四个方面：

　　1、冲击波：巨大能量在瞬间释放后挤压空气形成的波动。

　　2、光热辐射：原子弹的能量50%以上都转化为了热量和光。

　　3、粒子辐射：一瞬间产生的包括α射线、β射线、γ射线、中子射线在内的各种辐射，危害极大。

　　4、放射性尘埃：部分放射性物质以尘埃的形式飘散在空气中，由于半衰期较长，能够持续地释放辐射。

　　3和4就是所谓的“核辐射”。