大明1805正文卷第五一六章原子能產業的情況大明建設了二三九生產堆,還在繼續提和煉濃縮鈾二三五。
甚至於,大明現在積累的濃縮鈾二三五,比積累的二三九要多好幾倍。
因為大明和當初的美利堅一樣,在核燃料的選擇和生產方式上,準備“兩條腿走路”。
兩條腿走路的原因,是和鈾這兩種裝藥的提煉和生產難度,是展現在兩種截然不同的方向上的。
鈾二三五的提煉和濃縮,在某種程度上可以算是簡單粗暴的類型。
當材料性能已經足夠,造出了足夠強的離心機之後,就勉強可以算是大力出奇跡的模式了。
反正現在沒有人能夠幹涉大明新天府的用電量。
隻要造的離心機足夠多,電力供應足夠的充沛,就可以持續穩定生產。
但是二三九的生產,就需要小心翼翼的精工細作了。
二三九的生產,看似不需要像鈾二三五那樣搞鈾濃縮,可以通過專用的生產堆增值生產出來。
反應堆的原料甚至可以直接用天然鈾,不需要專門去分離鈾二三五和鈾二三八。
但是二三九的生產和提煉的難點,就比搞濃縮鈾要複雜的多了。
首先,生產堆本身的設計和建設以及控製的問題。
生產堆的邏輯,本質上是讓天然鈾中的鈾二三五發生裂變,釋放出的中子去轟擊鈾二三八。
把鈾二三八變成鈾二三九,再經過兩次伽馬衰變後,轉化成二三九。
最後再把生成的二三九從原料堆麵分離出來。
這個過程本身就是難點重重了。
然後,這個生產過程會同時生成二四零。
二四零自發裂變比率很高,有可能會讓二三九炸彈失控。
關鍵是,被生產出來之後,想要再分離出麵的二四零,就比去做鈾濃縮還要麻煩了。
二四零濃度超過兩成,就直接可以算是廢料了。
二四零的濃度要求低於百分之七,才能用於作為原子彈的核裝藥。
介於兩者之間的產品可以用於核電站發電。
所以必須在生產的過程中,就控製好二四零的比例。
必須使用重水慢化堆,而重水的生產同樣麻煩,還要不斷的定期換料。
在二四零富集到臨界點之前,把生產好的二三九提取出來。
這個反複提取的過程中,必然會形成相對規模的廢料。
所以實際上,後世的二三九的生產堆,通常會用鈾二三五的乏燃料去當原料,也就是用“爐渣”去煉。
最後,二三九的生產,實際上也在消耗鈾二三五。
驅動生產堆反應的就是鈾二三五。
在目前的技術水平下,消耗掉的鈾二三五的總數量,比最終生成的二三九的數量,是要多很多的。
經過這一係列的折騰,看著這一係列的過程和難點,就已經可以想象得到一種情況了:
“早期的生產方式,生產二三九的速度,肯定是快不起來的。”
在朱靖垣前世的曆史上,美利堅在曼哈頓工程的後期,生產出來的全部二三九,總共隻有十公斤出頭。
而鈾二三五就有五十多公斤了。
這還是他們用效率更低的氣體擴散法去搞鈾濃縮的效果。
在大明有能力,可以大力出奇跡的情況下,想要快速獲得更多的核燃料,其實隻能依靠鈾濃縮。
同時,大明現在對燃料的需求也並不迫切。
燃料最大的優勢在核武器小型化上。
相比二三九,鈾二三五的臨界質量更大了幾倍。
所以製作一枚鈾彈,所消耗的核燃料的質量,肯定會比彈要大很多。
最終的結果,必然是整個鈾彈的重量,超過整個彈的重量。
隻不過,現在的技術水平有限,現在的裂變炸彈的投擲重量,還保持在以噸為單位的時代。
核燃料是幾十公斤還是幾公斤意義並不大。
而且,大明從一開始就走的就是內爆式原子彈路線,無論鈾彈還是彈,都是內爆式的設計。
內爆式的鈾彈所需的核燃料質量,實際上還不到前世的槍式彈“小男孩”的一半。
兩者所需的核燃料差距,實際上是幾公斤和十幾公斤的差距。
以後核武器會不斷地小型化,最終肯定能做到了幾百甚至幾十公斤的級別。
但是到了那個時候,對核裝藥臨界狀態的控製能力,肯定也會同步提升的,也就是需要的核燃料會更少。
兩種燃料消耗量的差距,就會變成了三四公斤和七八公斤的差距。
這是朱靖垣前世的經驗。
在對於戰鬥部的重量不是特別敏感的情況下,純鈾彈方案也仍然是可行的。
大明在天南大陸的兩次核試驗中,所引爆的兩枚裂變炸彈,就是一枚彈,一枚鈾彈。
朱昭燮護送到本土的四枚炸彈,是三枚鈾彈,一枚彈。
這些炸彈的投擲重量上基本沒有差距,都非常的接近於兩噸的這個整數。
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實際上,無論是用離心機搞鈾二三五濃縮,還是重水生產堆二三九,都是大規模的重工業。
兩條道路雖然是各有千秋的,但都不是小國能夠輕易實現的。
甚至於,在朱靖垣的前世,絕大部分國家根本沒得選,能實施一套方案就不錯了。
能像大明這樣兩條腿走路的,也就是美利堅和露西亞這種大國了。
露西亞早期都沒有能力兩條腿走路,按照獲得的情報首先完成了彈的試爆,然後又補全了鈾彈的技術。
不過大明比他們兩個加起來搞得都更大。
報告的第二部分,是裂變武器相關的後續研究的情況。
在爆炸實驗已經圓滿成功,現有的研究和生產體係也基本完善的情況下。
相關研究機構接下來的重點任務,已經轉到了裂變炸彈的升級和優化工作,以及更多類型的炸彈設計上。
也就是裂變武器的小型化和實用化。
繼續縮小炸彈的投擲重量,繼續提升核裝藥的反應比例,繼續提升炸彈的實際當量。
預計在兩到三年的時間,將炸彈的總重量降低到一噸以內,把爆炸當量提升到五萬以上的級別。
純裂變的原子彈的爆炸當量,其實也能夠做到五十萬噸的級別。
隻是屆時的效率和重量都會很難看。
不過在兩萬噸的基礎上,繼續提升到五到十萬噸的級別,還是非常的有必要的。
這個研究肯定比聚變炸彈的研發速度快。
就算是迅速的研發成功了,早期聚變炸彈肯定也會更大更重。
就算是朱靖垣知道再多的竅門,但是使用原子彈當初級的原理,就決定了聚變彈始終會比原子彈更大更重。
繼續“精煉”原子彈本身就是核武器小型化的基礎。
必須持之以的不斷研究和改進。
至於所謂的實用化,就是開發更多類型直接列裝的裂變炸彈。
包括適合不同轟炸機的炸彈,使用現有的和即將投產的導彈投射的炸彈,以及能夠作為火炮炮彈的炸彈。
就如前世的早期核武器開發一樣,有了威力足夠巨大的新武器,人們傾向於將它應用到戰爭的方方麵麵。
報告的第三部分,是船用動力核動力反應堆的情況。
核裂變反應堆,是人類目前可以確定能夠獲得的,最為強大的持續可控的能量源。
就算是核動力的航母和核電站,還有可能因為費效比和環境安全方麵的問題,在業內和民間形成與否要繼續使用的討論話題,但是核動力潛艇是沒得討論的。
核裂變反應堆,是目前人類能夠獲得的,讓潛艇真正長期潛航的唯一能量源。
而核潛艇又是戰略核打擊中必不可少的一環。
所以船用核動力反應堆是必須研究的。
朱靖垣也是深知道這一點的。
所以大明的新元素工程,從一開始就是有炸彈與動力兩個目標。
船用反應堆的研究是與裂變炸彈同步開始的。
研究二三九的生產和後處理反應堆的時候,就在同步研究用於輸出熱量的壓水反應堆了。
裂變炸彈的實驗現在已經完成了。
船用動力用反應堆的方麵,現在也已經完成了全部的理論研究,已經開始了陸上試驗堆的建設。
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