ps:本人所在學(xué)校沒有物理課，不懂核工程與核技術(shù)，本文僅做探討、娛樂、聊天之用，如有錯(cuò)誤請(qǐng)指出。文章放到現(xiàn)實(shí)有一定危險(xiǎn)性，擅自模仿本文任意實(shí)驗(yàn)受到傷害后果自負(fù)。 上期我們討論了改進(jìn)型核彈“Mk-4”的構(gòu)型，如果沒有看前兩篇專欄的同志們可以看看主頁投稿。今天我們討論真正的增強(qiáng)（也可以稱之為助爆）型核彈和它相對(duì)具體的構(gòu)造。 人類早在曼哈頓計(jì)劃前就發(fā)現(xiàn)了核聚變的存在以及人為引發(fā)核聚變的可能性。等到造出原子彈后，不可避免的想為炸彈不增加太多重量的情況下大大增加其威力。增強(qiáng)型核彈應(yīng)運(yùn)而生。氫彈是熱核聚變彈，那如果說常春藤-麥克世界上第一顆熱核炸彈，是正確的，但如果說常春藤-麥克是第一顆含有熱核聚變的炸彈，則錯(cuò)誤——因?yàn)闊岷司圩兛梢栽诤藦梼?nèi)部發(fā)生，只要往其內(nèi)部某些區(qū)域添加熱核裝藥，讓它變成增強(qiáng)型核彈，裂變產(chǎn)生的高溫高壓便會(huì)引發(fā)熱核裝藥的聚變，聚變產(chǎn)生的快中子又會(huì)增加裂變效益，讓威力大大增強(qiáng)，這是改進(jìn)型核彈無可比擬的。

增強(qiáng)型核彈分為兩種：氣體增強(qiáng)和固體增強(qiáng)。氣體增強(qiáng)是在引爆前于核裝藥核心注入聚變氣體，如氘氚混合氣，固體增強(qiáng)是把固體聚變?nèi)剂戏旁诤诵模蛘叨鑼樱炎兒诵暮椭凶臃瓷溏R之間的空間），使用氘化鋰，氘化鈾等。

美國首先開始著手于增強(qiáng)型核彈的研究。在一次核試驗(yàn)（代號(hào)溫室行動(dòng) Operation Greenhouse）中，試爆了世界上第一顆增強(qiáng)型核彈：?jiǎn)讨巍讨蔚臉?gòu)型不屬于任何mk系列核彈，它是一次探究增強(qiáng)型核彈是否可行的理論實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明它確實(shí)可行——在一顆能產(chǎn)生4萬噸當(dāng)量的核彈中芯注入以克計(jì)的氘氚混合氣體，產(chǎn)生了22.5萬噸的當(dāng)量，猩紅漫天，流光溢彩。 喬治核試驗(yàn)彩照：

科學(xué)家并不滿意喬治的當(dāng)量，他們制造了另一顆核彈：條款。條款是一顆mk-6型核彈，比上期介紹的mk-4更加先進(jìn)。科學(xué)家把氘氚混合氣體注入條款的核裝藥內(nèi)，取得了4.45萬噸的威力，雖然同樣不如人意，但這也許是世界上第一顆便于實(shí)戰(zhàn)實(shí)用的增強(qiáng)型原子彈。

與此同時(shí)，蘇聯(lián)也在研究聚變材料對(duì)核裝藥的助爆實(shí)驗(yàn)。這里不得不提到一種蘇聯(lián)的增強(qiáng)型核彈，或者是早期氫彈：千層餅。我們先來討論這個(gè)構(gòu)型。 核彈就好端端擺在那兒，把聚變材料放在裂變材料的哪個(gè)部位，是放在肚子里還是變成衣服裹在外面，成了當(dāng)時(shí)全世界科學(xué)家探討的問題。蘇聯(lián)傾向于把聚變?nèi)剂螸iD和U-238單質(zhì)一層一層裹在初級(jí)核裝藥外面，成為千層蛋糕一樣的構(gòu)型。兩個(gè)版本如圖所示，個(gè)人認(rèn)為第二個(gè)版本是正確的。

在這個(gè)設(shè)計(jì)中，每一層氘化鋰-6的重量都是每一層U-238單質(zhì)的1~2％，外面的黑色大殼則是氧化鈹和U-238。

蘇聯(lián)方面說到：并沒有給這樣的核彈設(shè)計(jì)關(guān)鍵尺寸，可以制造為任意大小，允許任意增加氘的用量來增加爆炸的當(dāng)量，這不可避免地與啟動(dòng)氘氚聚變的難度有關(guān)。氘化鋰受熱變?yōu)殡皻怏w，引發(fā)核聚變，這也只能使用傳統(tǒng)的钚炸彈（或鈾）進(jìn)行，即使使用如此強(qiáng)大的扳機(jī)，產(chǎn)生聚變也非常困難，聚變啟動(dòng)問題對(duì)整個(gè)項(xiàng)目至關(guān)重要。 千層餅構(gòu)型有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1.便于制造。它屬于一種使用氘化鋰-6和U-238的混合聚變?nèi)剂系墓腆w增強(qiáng)核彈，比氣體氚更便于制造和儲(chǔ)存，同樣，這些聚變?nèi)剂喜挥梅旁诤搜b藥內(nèi)部，只需要裹在外面即可發(fā)揮作用。 2.氘氘和氘氚聚變，產(chǎn)生14MeV的快中子，這種速度的中子可以引發(fā)夾層中的U-238裂變，裂變產(chǎn)生的高溫高壓又會(huì)助力聚變，增加了能量釋放。 3.層狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致氘層的壓縮比純氚（或與鈾均勻混合的氘）壓縮得多。 4.鈾中光子的小平均自由程大大減小了爆轟區(qū)的寬度。 當(dāng)然，它也有非常顯著的缺陷：核裂變產(chǎn)生的高溫高壓首先會(huì)把外圍的聚變?nèi)剂蠜_散，只有極小一部分聚變?nèi)剂戏磻?yīng)掉了，核彈相對(duì)比較笨重，有當(dāng)量但不大。蘇聯(lián)在后續(xù)核試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)確實(shí)如此，這個(gè)缺陷甚至讓整個(gè)世界都放棄了千層餅構(gòu)型，接下來我們逐漸步入在核裝藥內(nèi)部區(qū)域放置聚變?nèi)剂系脑鰪?qiáng)型核彈構(gòu)型。

英國看著美國和蘇聯(lián)的競(jìng)爭(zhēng)，自然不甘落后，核計(jì)劃如火如荼進(jìn)行著。當(dāng)時(shí)英國對(duì)于氫彈的研究被分為兩個(gè)路子：A型熱核炸彈、B型熱核炸彈。其中A型熱核炸彈是大型助爆裂變彈，也就是增強(qiáng)型核彈，B型熱核炸彈是真正的兩級(jí)構(gòu)型的氫彈，B型放到下幾期講。 英國對(duì)于A型增強(qiáng)型核彈的目標(biāo)是百萬噸級(jí)別。首先他們要制造一種叫“綠竹”的增強(qiáng)型核彈，思想是使用惰層助爆，也就是蘇聯(lián)千層餅構(gòu)型。一開始，他們計(jì)劃使用U-235作為彈芯，用U-238作為中子反射層，在兩者中間填充氘化鋰-6，希望能夠大大增加當(dāng)量，后來分析了美國增強(qiáng)型核彈試驗(yàn)的核塵埃，發(fā)現(xiàn)惰層里除了要填充氘化鋰，還要填充U-238。最終確定的綠竹構(gòu)型為：

內(nèi)部中子源，裂變核素為87kg或者98kg的U-235彈芯，外面包覆氘化鋰-6和U-238的大型惰層包層，包裹中子反射鏡temper，推體，和72鏡的炸藥透鏡。

壓縮時(shí)，必須把氘化鋰-6高密度化，讓它的體積縮小十倍以上，才有可能發(fā)生聚變。

這種構(gòu)型的核彈被運(yùn)送到澳大利亞進(jìn)行試驗(yàn)，行動(dòng)被命名為Mosaic。科學(xué)家們拆掉了第一發(fā)的鈾中子反射鏡，換成了鉛，他們擔(dān)心聚變惰層外部的鈾反射層也會(huì)產(chǎn)生裂變，導(dǎo)致當(dāng)量不可控。第一發(fā)的當(dāng)量為1.5萬噸，試驗(yàn)第二發(fā)的時(shí)候，他們重新安上鈾反射層，結(jié)果爆發(fā)力為9.8萬噸。當(dāng)時(shí)英國宣傳的是6萬噸，因?yàn)榘拇罄麃喺畯牟辉试S如此當(dāng)量的核彈在本土爆炸。即便如此，當(dāng)量仍然不盡人意，包裹厚厚的一層惰層聚變?nèi)剂?，才達(dá)成了百萬噸目標(biāo)的十分之一。 可以看出每個(gè)國家研究增強(qiáng)型核彈時(shí)都是首先考慮了在裂變裝藥和中子反射層中間填充聚變?nèi)剂系臉?gòu)型，得益于這種核彈計(jì)算簡(jiǎn)單，制作方便。 第二發(fā)試驗(yàn)后，科學(xué)家意識(shí)到惰層助爆的增強(qiáng)型核彈沒有發(fā)展前景，于是除了再制造了幾只綠竹外，就取消了惰層助爆的研究計(jì)劃，轉(zhuǎn)而放到中心助爆上去。 中心助爆核彈的威力的確高于惰層助爆核彈，新制造的橘色先鋒就是一個(gè)百萬噸級(jí)別的中心助爆型核彈，設(shè)計(jì)為：

117kg或者125kg的U-235內(nèi)芯最中心放置熱核材料，使用32個(gè)炸藥透鏡，使用外部中子源。

內(nèi)核助爆的增強(qiáng)型核彈設(shè)計(jì)和制造極為困難，

外部中子源被安置在炸藥透鏡外，不直接由爆轟波擊碎釙和鈹之間的金箔，而是類似一種中子管的設(shè)計(jì)，需要毫秒級(jí)，極為精確地在核裝藥達(dá)到臨界質(zhì)量后射入正確數(shù)量范圍的中子，才能引發(fā)核爆炸。目前不清楚內(nèi)核助爆是否必須搭配外部中子源。

下面是一些可能的，猜想中的增強(qiáng)型原子彈設(shè)計(jì)：

下期討論熱核炸彈。別忘了點(diǎn)個(gè)關(guān)注哦