莫兰德构形剖析

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1、莫兰德构形剖析泰勒■乌拉姆构形已发表在《美国百科全书》1974年版上。而莫兰徳1979年写的文章却涉及到“氢弹秘密”案。说明莫兰德写的文章比泰勒■乌拉姆构形表达了关于氢弹更多的内容。莫兰德勾画的氢弹如图4.7,它比泰勒■乌拉姆构形画得详细些。莫兰德构形把释放能量的两个阶段分开，第一个阶段是原子弹释放能量，用它來产生聚变反应高温高压所需的条件；笫二个阶段是聚变材料燃烧，释放出比笫一个阶段更多的能量。这就像一般炸弹一样,先由雷管引爆，雷管输出的能量使炸药起爆，炸药爆炸的能量形成炸弹的威力。原子弹也一样，先用炸药爆炸的能量来造成链式裂变反应的条件，链式裂变反应放出的能量形

2、成原子弹的威力，它比炸药能量大得多。莫兰德构形的氢弹，就是用原子弹爆炸的能量来造成聚变反应自持进行的条件，聚变材料燃烧起来放出比原子弹多得多的能量，这才显出氢弹的威力。能量放大通过一级-•级地实现，看来是一个普遍规律。你想在一个过程里释放差別很大的两种能量，看来很难作到。氢弹设计开始把裂变材料和聚变材料夹在一起，总是放不出多少聚变的能量。因为原子弹爆炸的温度就是儿百万度，小心极短时间可达儿千万度，如把聚变材料包在里面，它的温度也就是儿百万度，极少数的轻核达到儿千万度，所以发生聚变反应的很少。比如你把一块钢铁放进炉子里烧，怎么也不可能把钢铁的温度烧得比炉温还高。要是你

3、把钢铁拿出来，用高频辐射给它加热，可以把这块钢铁加热到比高频辐射源更高的温度。一•张纸晒在太阳光下，纸的温度怎么也高不起来；如果把太阳光通过光学透镜聚焦在纸上,纸就会燃起来。这些简单的常识说明，要把一级能源通过一次转换，提高它的功率密度和耦合效率，才能造成下一级能源释放的条件。化学炸药铀・235引爆管铀・238ffl-235氛和锂泡沫塑料中子发生器图4.7莫兰徳氢弹构形示意图莫兰徳弄明白了两级过渡的窍门。因此他设计的盘弹上半部的圆球部分，是一个小型原子弹，用以提供能量去点燃第二级；下面部分是第二级，这是聚变放能的主要部分。从顺序上一般称第一级为“初级”，称第二级为“

4、次级”。莫兰德己经指出原子弹爆炸的能量以辐射形式传输给次级，这种辐射能就是心动次级工作的能源。图中的泡沫材料是辐射通道，初级裂变的辐射能以软X射线形式经过辐射通道迅速传给次级，对次级的氛化锂进行压缩。这种用辐射能进行的向内压缩称为“辐射内爆压缩”，它的作用类似于“初级”采用的“炸药内爆压缩”。注意到图屮氛化锂的川心还有一个铀・235“裂变芯”,也称“火花塞”。笊化锂受到辐射压缩作用后，进而压缩“火花塞”，将铀・235压缩到超临界状态，再由初级爆炸进入的中子点火而使“火花塞”发生裂变爆炸。这个爆炸能量再一次向外推压氛化锂层，使它遭受内外夹击而达到更高的温度和密度，从而

5、点燃聚变，产生聚变爆炸。“火花塞”裂变不仅放出能量，而且放出大量中子。这些中子射入氛化锂层，与其中的锂-6反应，造出大量的氟，加强了反应循环。从而使氛化锂・6烧得更充分，增加更多的聚变威力。关于辐射内爆原理和“火花塞”的作用，丘克•汉森在叙述泰勒■乌拉姆构形的文章里有更详细的解说。我们知道，热的东西是难压紧的。在一级构形中，裂变、聚变材料夹在一起，裂变反应后聚变材料的温度己经很高，裂变能很难对它进行有效的压缩。而在两级构形中，先把聚变材料放在另i级，处于“冷”的状态，初级来的辐射能温度很高，这样热的压冷的就可以压得很紧。而且正当它向内收缩吋，又遇到“火花塞”裂变能向

6、外压的夹击，所以造成危化锂・6达到了聚变燃烧的高温高密度等离子体状态。这一系列过程是在若干微秒内完成的，此时外壳还没破。因为铀・238很重，质量惯性很大，破裂飞散还来不及。正好铀・238对気就反应放岀的14.1兆电子伏高能中子感兴趣，它吸收这种高能中子就会发生裂变。外面这层铀壳所占的质量份额很大，铀・238又无临界质量的限制，因而它对增大氢弹的威力起着关键的作用。正如上节讲到的“肮髒”氢弹，裂变威力竟占到了80%°莫兰德作为一个局外人，不是核武器设计的实际参与者，能够把氢弹构形的原理和爆炸过程写得很详细，这很不简单。但是要真止造出氢弹也不是那么简单的。按照莫兰德的图

7、还是不能进行设计加工。第一级是原子弹，它的关键技术前面己讲过。第二级是氢弹主体，构形原理是有了，但具体采取什么形状，尺寸怎么定，与第一级如何搭接，如何兀配，能量如何充分利用，仍然还有许多理论问题、结构问题和复杂的技术诀窍问题。核武器设计者还有很多工作要做，而且还有许多各显神通Z处。丘克•汉森在收集官方公开文件及引用出版物资料的基础上，1974年出版了《核武器数据手册》一书，1988年又出版了《美国核武器揭秘》一书（中译本1992年2月）。这两本书资料丰富，技术性更强，它揭开了美国核武器的秘密。但其中许多科学性技术性的术语,一般人看不懂，它不是科普性的读物。美国总