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758.我来教你做原子弹吧(1 / 3)

众所周知,这世界上存在着四种基本力,分别是引力、电磁力、强核力、弱核力。

而作用于核子之间的力,则是四种宇宙间基本力中的最强。

核力作用于原子核内,质子由于电磁力而相互排斥,但如果在高压、高温环境中,添加足够的能量,它们就会克服排斥并形成键。

这种结合的力,被称之为强核力,其强大足以克服电磁力。

但这种力只能在短距离内起作用,也就是说,足够短的距离让两个质子粘在一起。

原子核由核子组成,例如质子和中子,这些核子与强大的核力结合在一起。

结合核子的质量小于每个单独核子的总和,这是因为,产生的质量亏损是以能量的形式释放出去。

其能量便是结合能。

众所周知,每个核子的键能最大的元素是铁fe,而核子比铁少的元素,可以通过聚变从而变得稳定,反过来,核子比铁多的元素,则会通过裂变的方式,从而变得稳定。

这就是目前为止,苏联高中所需要学习的知识点,是核聚变与核裂变。

聚变与裂变就是试图增加比结合能的过程变得稳定。

当核子相互结合时,对应于结合能的质量就会丢失,键能越大,损失的原子质量就越多。

例如氢元素,会随着核子发生聚变,从而增加它们的结合能。

核子数比铁要多的铀元素,就是通过裂变的方式,增加他们的结合能。

核裂变期间,每个核子的键能会增加,增加的幅度不大,而分裂出来的元素会失去与这种能量对相应的质量。

这些失去的质量会以能量的方式释放出去。

这就是原子弹的微观层面上的能量释放过程。

目前,苏联所找到的重元素就是铀。

铀的质子数是92,有铀235和铀238,这两种铀的区别是质子数和中子数的总和。

铀235由92个质子和143个中子组成,铀238,则是由92个质子和146个中子组成。

由于铀235比铀238更不稳定,更具有分裂倾向,要让铀238裂变就需要高能中子,所以科学家们选择了铀235。

但是,要将铀238完全排除出去是一件很麻烦的事情,所以科学家们认为,只要保证铀235占据比例是在80%以上,如此一来便足够了。

紧接着就是高中知识的链式反应。

链式反应原子弹的工作原理了。

但了解原理归了解原理,要想如何实现,就得动手去做。

一开始,他们所规划好的几个方案都存在着或多或少的漏洞。

气体扩散法是成本太高,等离子体法是技术要求过高。

最终,科学家们选择了折中方案,采用了离心法。

为了制造出铀浓缩离心机,整个苏联重工业都启动了起来。

这一刻,苏联的重工力量展现无遗。

铀浓缩离心机具有高真空、高转速、强腐蚀、高马赫数、长寿命等特点。

其实可以理解成高高高强度plus版本的洗衣机。

这些要求被提出来后,苏联重工便立即行动起来。

由于这是前所未有的高难度挑战,所以这项任务被约瑟夫纳入到‘第四次五年计划的高度机密核心’。

按照科学家的说法是。

‘在超级强大的离心力场的作用下,输入到离心机的铀的轻分子,会在离心机中央部分加浓,而重分子更多的集中在筒壁,造成铀同位素在径向的部分分离。’

其原理,其实也没那么复杂,就是离心法的分离系数差而已。

离心法的优点是单级浓缩系数大,是气体扩散法的一百倍以上,而且耗能也比气体扩散法要小很多。

但缺点也是有的,那就是需要很多铀浓缩离心机,按照目前的估算,可能需要几万台,甚至是几十万台离心机。

但这种数量的离心机,对于目前的苏联重工业而言,只是有点小难而已。

由于德国战役的暂时性结束,大量的军工费用被转移到了科研上面。

这些军工资金完完全全够‘原子能’和‘火箭研发’的资金使用。

当然,这只是初期的资金使用,后续的研发必然会是无底洞一样恐怖。

政治局内,就有不少人希望可以削减研发部的资金,毕竟这些资金投入实在是太大了。

但因为约瑟夫和玛利亚的强烈推行,最终决定了苏联的走向。

而这个走向,便是‘集中科研发展,避免军工复合体出现’。

只不过苏联的大动作,那是不可能完全瞒得住的。

火箭上的研发,自然是全世界都知道,毕竟架设在意大利那边的火箭研发基地,那是实打实的存在,而且还得到了军情六处的确定。

然而,原子能的研发,却成为了一个迷案的一样的存在。

就在苏联的物理学家库尔恰托夫申请原子弹研发的同时,其实其他国家的物理学家也是如此。

原子内部的强大能量的发现,是在1909年的时候。

物理学家卢瑟,在进行α粒子散射实验时,意外发现原子核,并在1918年的时候,使用α粒子轰击氮原子核发现了质子。

而在1934年的时候,美籍意大利物理学家费米,就利用中子轰击铀原子,从而意外发现钡元素的产生以及能量的减少。

自那时起原子能的潘多拉魔盒被打开了。

几乎所有物理学家都知道,原子能内部蕴含着强大的能量,唯一困难,便是要如何去利用。

最先开启原子弹计划的,正是nazi德国的阿道夫,只不过那时候的nazi德国正在迫害国内的犹太人,以至于以波尔为首的一众犹太科学家都离开了。

有一部分来到了苏联,一部分去了英国,一部分去了美国。

正因此事,美国和英国都不约而同地进行了与原子弹有关的任务,

但是,美国和英国都没有立即开启这项任务,只因战争问题。

德国战役的开启,严重拖垮了英国的经济。

与之形成对比的,是美国那边的情况。

由于了解到原子弹的研发需要天文数字一般的资金,罗斯福确实是犹豫了。

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