具体的研制过程大致安排如下:
从计划阶段开始;经过关键技术课题和部件的预先研究或可行性研究,形成包括重量、尺寸、形式、威力、核材料、核试验要求、研制工期、经费等内容的几种设计方案。
再经过论证比较和评价,选定设计方案,确定战术技术指标;然后进行型号研究设计、各种模拟试验。
工艺试验与试制,通过核试验检验设计的合理性,最后达到设计定型、工艺定型与批准生产。
进行这些工作,要秘密组织招聘专门的科技队伍,并配备必要的试验场所,包括核试验场。
武器交付部队后,研制和生产部门还要提供维护、修理、更换部件等服务工作,按反馈的信息进行必要的改进,并负责其退役处理或更新。
要做好核战斗部的设计,必须深入了解其反应过程,弄清其必须具备的条件与各种物理参数,掌握其中多种因素的内在联系与变化规律。
为此,要进行原子核物理、中子物理、高温高压凝聚态物理、超音速流体力学、爆轰学、计算数学和材料科学等多学科的一系列科学技术问题的研究,而核战斗部的研制实践又会反过来带动和促进这些学科的发展。
赵卫东还提出在研制过程中,要特别注意以下环节:
要安排自己在美国的纽约计算机有限公司,马上着手研制用于核反应计算模拟用的快速、大容量电子计算机进行反应过程的理论研究计算,这种计算应尽可能接近实际情况,以便从多种设想或设计方案中找出最优方案,从而节省费用与减少核试验次数。
当然,尽量减少核试验次数,并非只是为了节省费用,更主要的是世界上各大强国虎视眈眈,尽量避免不必要的冲突,他们肯定是不乐意又多了一个掌握核力量的国家。
有关部门要按照方案或指标要求,反复进行多方面的模拟试验,包括化学炸药爆轰试验,材料与强度试验,环境条件试验,控制、点火与安全试验等,这些都是为达到核武器高度可靠和安全所必不可少的。
要进行必要的核试验,不管是电子计算机上的大量计算,还是相应的模拟试验,是不能达到百分之百地符合核武器方案的真实情况。
……
赵卫东把后世所了解到的,所有有关技术都详细告知了笪铃君,她在认真听讲的同时,也把所有的内容进行详细记录。
笪铃君在记录完后,看到不知不觉把手中厚厚的记录本,已经记录了差不多一本,看到手中密密麻麻的记录,她知道这本记录本内技术的巨大价值。
她想到核技术都是各大国的最高机密,而且是高技术,专业性极强,他现在仅是一个大一的学生,难道自己这个弟弟是核技术专家,否则怎么能有如此掌握如此高尖精的专业知识。
而且,这些技术公开的资料不多,有的只是一些科学论文,一些新闻报道,根本没有弟弟讲的内容具体、可操作性强。
并且有对核技术发展中的得失利弊开行分析,恰如其分,为核武器的研制提出了非常切实可行的方案,这对于严密封锁核武技术的大环境下,是根本没有人能做得到的。
不知道弟弟到底是如何做到的?自己这个弟弟的神奇,没有人比自己更了解,可是自己跟他接触越久越觉得他更深不可测,当然从他办公室和家里的大量各国科技书籍也可以看出一定的端倪。
她庆幸能够有这么一个出色的弟弟,自己是无论如何也想象不出来,会有人有此无与伦比的天赋,可能这就是天才吧。
这可以通过临界质量或临界尺寸的控制来实现,从原理上讲,最简单的原子弹采用的是所谓枪式结构,两块均小于临界质量的铀块,相隔一定的距离,不会引起爆炸,当它们合在一起时,就大于临界质量,立刻发生爆炸。
但是若将它们慢慢地合在一起,那么链式反应刚开始不久,所产生的能量就足以将它们本身吹散,而使链式反应停息,原子弹的爆炸威力和核装药的利用率就很小,这与反应堆超临界事故爆炸时的情况有些相似,因此关键问题是要使它们能够极迅速地合在一起。
这可以将一部分铀放在一端,而将另一部分铀放在“炮筒”内,借助于烈性炸药,极迅速地将它们完全合在一起,造成超临界,产生高效率的爆炸。
为了减少中子损失,核装药的外面有一层中子反射层;为了延迟核装药的飞散,原子弹具有坚固的外壳。
1945年8月,美国投到日本广岛的那颗原子弹(代号叫“小男孩”)采用的就是枪式结构,弹重约4100公斤,直径约71厘米,长约305厘米。
核装药为铀235,爆炸威力约为14000吨梯恩梯当量,在枪式结构中,每块核装药不能太大,最多只能接近于临界质量,而决不能等于或超过临界质量。
因此当两块核装药合拢时,总质量最多只能比临界质量多出近一倍。这就使得原子弹的爆炸威力受到了限制。
另外在枪式结构中,两块核装药虽然高速合拢,但在合拢过程中所经历的时间仍然显得过长,以致于在两块核装药尚未充分合并以前,就由自发裂变所释放的中子引起爆炸。
这种“过早点火”造成低效率爆炸,使核装药的利用率很低,一公斤铀235(或钚239)全部裂变,大约能释放18000吨梯恩梯当量的能量,一颗