第408章 铀浓缩的微缩化与内爆球体

    第408章铀浓缩的微缩化与内爆球体(第1/2页)
    随着中苏边境的铁路线恢复运转，从欧洲战场腹地拆解下来的德国重工业核心资产，正顺着西伯利亚大铁路，源源不断地跨越乌拉尔山脉，涌入大西北的工业矩阵。
    在满洲里至西京的干线上，重载列车的轰鸣声日夜不息。
    一列挂载着五十节平板车厢的专列正穿过内蒙古高原。车厢上覆盖着厚重的防雨防水帆布。帆布下方，是被拆解的德国法本公司的高压催化反应釜、克虏伯工厂的大型数控镗床组件，以及成箱的蔡司光学玻璃原胚。
    这些代表着旧欧洲最高工业结晶的机械设备，没有在战火中被炸毁，而是在大西北接收团队的精密拆解下，被完好无损地运回。它们将被重新组装在包头、鞍山和西京的新建厂房内，直接填补大西北在某些特定高精尖领域的制造空白。
    在这场宏大的物流调度背后，大西北的最高决策层并没有因为吸收了这些战利品而陷入战略上的停滞。相反，他们面对着一个更为庞大且冰冷的物理威胁。
    西京政务院，最高战略指挥中心。
    巨大的亚洲三维电子沙盘前，李枭背着双手，注视着沙盘北部那片广袤的西伯利亚平原和东欧平原。
    总参谋长拿着一份基于高空侦察和苏联边境物资交接频次汇总的情报分析报告，正在进行战略推演。
    “委员长，根据最近三个月的数据模型。”总参谋长用指示杆在沙盘上划出一道漫长的红线，代表着目前苏联红军的实际控制线。
    “苏联在获得了我们海量的抗生素、高热量食品和卡车轮胎输血后，其战争潜力被强行激发。目前，苏联红军的总兵力已经膨胀到了一个惊人的数字。更值得警惕的是他们的装甲部队规模。”
    “他们在乌拉尔山脉以东的坦克工厂，正在以每天数十辆的速度下线T-34中型坦克和IS系列重型坦克。预计到今年年底，苏联红军装备的装甲车辆总数将突破五万辆。”
    总参谋长放下指示杆，语气中透着焦虑。
    “五万辆坦克，配合数万门大口径火炮。这是一种绝对的质量碾压。我们在常规地面装备上，虽然拥有西北豹这种在单车性能和火控上占据代差优势的平台。但如果未来我们与苏联在西伯利亚平原或者蒙古高原爆发全面冲突，陷入这种几万辆坦克对冲的装甲绞肉机，对我们而言，在热力学和后勤消耗上是不可接受的。”
    “一枚八十五毫米穿甲弹的制造成本和运输成本，乘以五万。再加上我们的装甲兵战损。这种建立在钢铁和血肉交换基础上的传统战争模型，效率太低了。”
    经济规划局局长叶清璇在一旁补充了数据支持。
    “如果要在上万公里的战线上维持一条能够抵御五万辆坦克冲击的防线，我们需要将全国百分之四十以上的钢铁产能转化为反坦克弹药和防御工事。这将严重拖慢我们在喷气式飞机、雷达网络和基础设施建设上的物理增量。”
    李枭的目光在沙盘上那密密麻麻代表苏联装甲集群的红色标识上停留了片刻。
    他转过身，走向会议桌，拿起桌上的一份档案。
    档案的封面上，印着代表核物理研究的原子结构标识。
    “大兵团装甲集群密集冲锋的战术，建立在常规火力无法瞬间造成大面积绝对杀伤的前提下。”
    “两年前，我们在罗布泊引爆了第一枚两万吨当量的天罚核装置。在吴港，我们验证了它对城市和固定工业基地的毁灭能力。”
    “但是。”李枭将档案拍在桌面上。
    “天罚采用的是枪式结构。为了保证铀-235在撞击时达到超临界状态，它使用了一根长达数米的重型合金钢炮管。整个核装置的长度超过三米，重量高达五吨。”
    “这种体积和重量，决定了它只能被挂载在雷霆这种四发重型战略轰炸机的弹舱内。而战略轰炸机从起飞、爬升到飞临战区，需要漫长的准备时间。它无法对战场上瞬息万变的战术目标，比如一个正在集结的装甲军，进行实时的的打击。”
    李枭看向站在一旁的祁连山第零号研究所副所长。
    “我们需要一种能够在一线战场上随时发射、不受机场和气象条件限制、由一线指挥官直接呼叫的核武器。”
    “把两万吨当量的毁灭力量，塞进火炮的炮管里。打到几十公里外的装甲集群头上。”
    副所长深吸了一口气。他知道这个要求在工程学上意味着什么。
    “委员长，要将核武器的体积缩小到能够装入火炮身管，传统的枪式结构走入了死胡同。”副所长展开图纸进行解释。
    “枪式结构需要足够的长度来加速核材料。如果缩短长度，撞击速度不够，就会发生过早点火，也就是俗称的哑炮。大量的核材料会在释放出足够能量前被炸飞。”
    “而且，枪式结构需要消耗几十公斤的高浓缩铀-235。铀的同位素分离是一个耗费海量电能和时间的缓慢过程，我们目前的离心机阵列产量，无法满足战术核武器大规模列装的需求。”
    副所长将一张全新的理论模型图挂在黑板上。
    图纸上画着一个复杂的球体结构。
    “我们必须改变核材料和起爆方式。”
    “在我们在反应堆中用中子轰击铀-238时，产生了一种新的人造元素——钚-239。钚-239的裂变截面比铀-235更大，这意味着达到临界质量所需的材料更少，几公斤就足够了。而且钚可以通过化学方法从反应堆的乏燃料棒中提取，生产速度远远快于铀的物理同位素分离。”
    “但是，钚-239中不可避免地会混入钚-240同位素。钚-240具有极高的自发裂变率，会持续释放大量背景中子。如果使用枪式结构，钚块在滑行过程中还没接触，就会被这些背景中子提前点燃，导致严重的哑炮。”
    副所长的手指重重地敲击在球体模型上。
    “唯一的出路，是内爆式结构。”
    “我们将一个质量略低于临界质量的空心钚球放置在中心。在钚球的外部，包裹一层由高能炸药拼装而成的球形外壳。”
    “当炸药同时起爆时，爆炸产生的巨大向内压力，会在百万分之一秒内将中心的钚球强行挤压。钚的金属密度在庞大的压力下瞬间翻倍。”
    “在核物理学中，临界质量与密度的平方成反比。当密度翻倍时，原本处于次临界状态的钚球，瞬间变成了超临界状态。链式反应被点燃。”
    “内爆式的压缩速度比枪式撞击快得多，完全可以克服钚-240的自发裂变问题。更重要的是，它的形状是一个完美的球体，体积可以缩小到直径不到一米。”
    副所长放下了教鞭，额头上渗出了细密的汗珠。
    “理论上完美。但工程实现难度超越了我们目前遇到过的任何机械加工和流体力学问题。”
    “要让钚球达到超临界密度，外部炸药爆炸产生的冲击波必须是一个绝对完美的球面。如果冲击波在任何一个点快了或者慢了一微秒，内部的钚金属就会像被用力挤压的泥巴一样，顺着压力薄弱的地方喷射出去，导致裂变失败。”
    接下来，大西北的整个高端算力和特种加工体系，围绕着这个完美的球面冲击波，展开了一场没有硝烟的微观战争。
    计算科学研究所。
    恒温的机房内，数十台被压缩成机柜大小的昆仑二号固态晶体管计算机阵列，正在全功率运转。
    与初代电子管计算机相比，晶体管的加入不仅将体积缩小了百分之九十，更将运算速度提升了两个数量级。
    来自全国各地的顶尖数学家和流体力学专家聚集在这里。
    他们的任务，是计算炸药爆炸时的冲击波传播方程。
    在几万个大气压下，固态的炸药和金属不再表现出刚性特征，而是表现出流体的性质。数学家们必须利用纳维-斯托克斯方程的非线性偏微分形式，去模拟几十个不同起爆点产生的冲击波在空间中如何交汇、如何叠加。
    操作员将打满孔洞的数据纸带源源不断地送入光电读取机。
    计算机内部的晶体管矩阵在微秒级的时间内进行着数以百万计的浮点运算。电传打字机不断吐出长长的纸卷，上面印满了表示压力梯度的矩阵数据。
    “要形成球面冲击波，不能只使用一种炸药。”首席数学家看着计算结果，得出了物理结论。
    “必须利用爆炸波折射的原理，就像光学透镜利用玻璃折射光线一样。”
    “我们设计了一种爆炸透镜。它由两种爆速不同的炸药组合而成。外层是爆速高达每秒八千米的高速炸药，内层是爆速在每秒五千米左右的低速炸药。”
    “当起爆点引爆高速炸药后，冲击波在接触到低速炸药的凸面边缘时，传播速度降低，波阵面发生弯曲折射。通过精确计算这两种炸药的几何界面曲率，我们可以在透镜的底面，输出一个完美的、向内凹陷的球面冲击波。”
    数学模型确立后，压力被转移到了特种兵工厂的加工车间。
    要将数学公式转化为实体，需要对高危炸药进行微米级别的机械加工。
    祁连山外围，某特种兵工厂掩体内。
    这里的空气中弥漫着炸药特有的苦杏仁味。所有的设备都进行了严格的防静电和防爆处理。所有的动力源不使用电机，而是使用高压气动马达。
    操作工人们穿着没有任何金属纽扣的防静电纯棉工作服，脚穿软底胶鞋。
    在特制的数控铣床上。
    工人正在对一块由高低速炸药压制而成的混合炸药块进行铣削加工。
    铣刀并不是普通的硬质合金，而是由铍青铜制造的无火花特种刀具。切削液不是机油，而是经过处理的恒温纯净水。水流持续不断地冲刷着切削部位，不仅带走了机械摩擦产生的微小热量，还冲走了极其敏感的炸药粉尘。
    “慢进给。主轴转速设定在最低档。”车间主任紧张地盯着铣刀的运作。
    在炸药上动刀，是对死神的挑衅。任何一次刀具的轻微卡滞导致温度升高，或者产生了一丝静电火花，这块炸药就会连同整个车间和工人一起化为齑粉。
    经过数周的提心吊胆的加工。三十二块呈现出复杂多边形的爆炸透镜被制造出来。
    它们的尺寸公差被控制在了零点一毫米以内。
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    同时，在第零号研究所的深层放射性处理车间。
    机械手在防辐射铅玻璃后方，对提纯出来的钚-239金属块进行最后的合金化处理。
    纯净的金属钚在不同温度下存在六种完全不同的同素异形体，体积变化剧烈，极不稳定，根本无法用于精密加工。
    冶金专家在真空电弧炉中，将少量的金属镓按照精确比例掺入熔融的钚中。镓原子的介入，强行撑开了钚的晶格，将其稳定在密度较低但延展性极佳的δ相状态。
    这使得钚合金具备了类似铝的加工性能。
    数控车床将这块钚-镓合金切削成两个完美的半球体，并在中心预留了放置中子源的微小空腔。
    所有的核心部件准备就绪。
    一九四四年六月。
    在祁连山装配车间。
    工程师们将这三十二块爆炸透镜，如同拼装一个致命的足球一样，紧紧地包裹在内部的钚球和天然铀反射层外部。
    每一块透镜的中心，都插入了一枚由金丝桥丝引爆的高精度电雷管。这三十二枚雷管连接着一台由晶体管控制的超高频电容器起爆台。
    电信号传输的速度接近光速。晶体管起爆台保证了这三十二个起爆点接收到高压电流的时间差，绝对不超过百万分之一秒。
    一个直径不到一米、重量仅为八百公斤的球形核装置——代号雷暴，完成了闭环。
    它不再需要重型轰炸机作为载体。
    与此同时，在内蒙古包头的西北重型机械总厂内。
    为了将这个八百公斤的核球体投射出去，大西北的大口径火炮制造能力被推向了材料学的极限。
    锻造车间内，一台万吨级自由锻造水压机发出沉闷的撞击声。
    一块重达数十吨的高强度镍铬钼合金钢锭，在几千吨液压力的反复锻打下，金属晶粒被彻底压碎重组，消除了内部的缩孔和疏松。
    这根锻件随后被送入一台长达二十多米的巨型深孔钻镗床。硬质合金钻头在冷却液的冲刷下，从钢锭中心掏出一个直径二百八十毫米的圆柱形深孔。
    经过粗镗、精镗、淬火热处理和内膛珩磨。
    一根口径二百八十毫米、长度达到十四米的超重型火炮身管诞生了。
    由于这门火炮在发射重型核炮弹时，会产生高达数百万焦耳的恐怖后坐力，任何传统的轮式底盘都无法承受这种物理撕裂。
    工程师们采用了履带式自行底盘。
    他们将两个经过加固和延长的西北豹坦克底盘首尾相连。前底盘作为驾驶和动力模块，后底盘作为承载和辅助动力模块。那根十四米长的二百八十毫米火炮，就悬挂在两个履带底盘之间。
    整个系统的全重达到了惊人的八十五吨。
    六月二十日。
    这门被命名为W-280的超重型自行核火炮，连同那枚被封装在特殊隔震容器内的雷暴核炮弹，通过铁路专列运抵了塔克拉玛干沙漠边缘的罗布泊测试场。
    罗布泊的戈壁滩上，气温依然炙热。
    但今天的测试场布局，与两年前第一次核爆时那座孤零零的百米高塔完全不同。
    大西北在距离预计爆心零点五公里到三公里的范围内，构筑了一个庞大且真实的战术防御阵地模拟区。
    工程兵们利用从东北和南方战场上缴获的、以及退役的老式坦克，总计超过两百辆，按照典型的苏军装甲旅集结阵型，密集地停放在戈壁滩上。
    在坦克阵列周围，还浇筑了大量厚度达到五十厘米的钢筋混凝土反坦克地堡，里面放置了代表人员的测试假人，以及用来记录超压数据的传感器。
    这不仅仅是一次武器当量的测试，更是一次对传统大兵团装甲集群战术的否决判定。
    早晨七点整。
    在距离目标区域整整三十公里的发射阵地上。
    W-280自行火炮的两个履带底盘已经锁死了液压驻退器。十四米长的粗大炮管在液压俯仰机构的驱动下，高高扬起，指向了四十五度的最佳弹道仰角。
    炮尾那重达几吨的螺式炮闩被机械臂缓缓旋开。
    装填手穿着防静电服，操作着液压推弹机。
    那枚直径略小于二百八十毫米、外壳涂着银灰色防辐射漆的雷暴核炮弹，被平稳地推入了炮膛。
    随后装入的，是三个装满了特种无烟双基发射药的巨大黄铜药筒。
    “炮闩闭锁。发射药桥丝电阻检测正常。”
    “核炮弹雷达空爆引信解锁。起爆高度设定：四百米。”
    发射阵地的指挥官退入了一座半地下掩体中，通过潜望镜观察着那门宛如钢铁怪兽般的巨炮。
    在三十公里外的目标观测区。几十台安装在防爆掩体内的超高速摄影机已经启动了旋转快门。
    “风向西南，风速每秒三米。弹道气象参数修正完毕。”
    “倒计时十秒。”
    “五。四。三。二。一。”
    “发射！”
    指挥官猛地按下了击发盒上的红色按钮。
    电流接通了火炮膛内的底火。
    “轰————————！！！！”
    一声撕裂空气的爆响在戈壁滩上炸开。
    巨量的无烟发射药在炮膛内瞬间燃烧，产生了几千个大气压的恐怖推力。
    重达八百公斤的核炮弹被这股力量强行推出炮口。炮口制退器喷吐出大团耀眼的橘红色火球和白色的冲击波云。
    在发射的瞬间，这门重达八十五吨的超重型自行火炮，在数百万焦耳的后坐力作用下，整个车体向后猛地一退。尽管有液压复进机的缓冲，那两条宽大的履带依然在坚硬的戈壁滩上向后犁出了两道深达十几厘米的沟壑。
    核炮弹以每秒八百五十米的初速脱离炮口。
    在炮管内刻有膛线的物理旋转作用下，炮弹在空中保持着稳定的陀螺自旋，划出一条长达三十公里的巨大抛物线。
    这不再是需要几个小时飞行的战略轰炸机，这是一次飞行时间仅有不到一分钟的瞬间动能投射。
    在三十公里外的目标区域上方。
    核炮弹开始了向下的坠落。前端的多普勒雷达引信不断向地面发送脉冲。
    当距离地面四百米时。
    引信触发。
    在百万分之一秒内。
    核炮弹内部那三十二枚电雷管，被晶体管起爆台输出的高压电流绝对同步地引爆。
    三十二块爆炸透镜中的高速炸药起爆。冲击波在接触到低速炸药层面时发生折射，形成了一个完美的、向内挤压的球面爆轰波。
    这股高达数百万个大气压的向内推力，狠狠地砸在中心那个空心的钚-镓合金球上。
    在极度的压力下，金属钚的晶格发生坍缩，密度瞬间翻倍。
    放置在中心的钋-铍中子源被压碎，释放出初始中子。
    处于超临界状态的高密度钚球，被这些中子点燃了链式反应。
    在这个微观的原子世界里，一切依然遵循着冰冷的物理法则。
    第一代裂变，第二代，第三代……
    在不到一微秒的时间内。
    一团刺眼的、比正午太阳明亮一万倍的等离子火球，在距离地面四百米的半空中猛然绽放。
    强烈的热辐射以光速横扫了下方那片模拟的装甲集群阵地。
    那些停放在爆心正下方和附近的老式坦克。
    它们薄弱的顶装甲和侧面装甲，在几百万度高温的热辐射直射下，表面油漆瞬间气化。履带上的橡胶挂胶和内部的燃油管线在千分之一秒内发生自燃。
    紧随光辐射而来的，是威力几何级数倍增的马赫杆超压冲击波。
    这道呈现出固体气墙状态的波阵面，以超音速狠狠地撞击在那些钢铁机器上。
    物理学在这个瞬间展现出了它最狂暴的一面。
    那些重达十几吨、二十吨的轻中型坦克，在这股庞大的超压面前，如同被狂风卷起的纸盒子。
    位于爆心投影点一公里范围内的坦克，被冲击波硬生生地从地面掀起。车体在半空中发生翻滚。厚重的钢制炮塔在强大的气流剪切力下，被直接从座圈上扯落，飞出几十米远。
    钢筋混凝土的地堡在超压的挤压下，表面出现了密集的网状裂纹，随后轰然坍塌，将内部的测试假人压成粉末。
    火球急剧上升，抽干了这片区域的氧气。地面上被融化的沙土和坦克的金属残骸碎屑，被卷入上升的气流中，形成了一根黑色的尘柱。
    一朵小型的蘑菇云，在戈壁滩上空成型。
    在安全距离外的观测掩体内。
    工程师们通过潜望镜看到了那闪光和升起的蘑菇云。
    几十分钟后，穿着防辐射服的车队进入了毁伤区域。
    现场的惨状让所有习惯了装甲作战的军官感到一阵脊背发凉。
    在爆心半径一点五公里内的所有坦克，全部失去了物理上的结构完整性。车体被挤压变形，履带断裂飞散，发动机舱被高温融化出了大洞。
    如果在真实的战场上，这就意味着一个满编的装甲旅，在不到一分钟的时间内，连敌人的面都没见到，就被彻底气化或变成了一堆扭曲的废钢铁。
    西京政务院。
    李枭看着由电报发回的毁伤评估数据，嘴角勾起了一抹弧度。
    他将这份报告递给总参谋长。
    “把这个数据模型，加入到你们对苏联红军作战的推演沙盘中。”
    总参谋长看着报告上那些被撕裂的坦克残骸照片，呼吸变得有些粗重。
    “两千吨当量的内爆式钚弹。一门可以随时机动、射程三十公里的二百八十毫米火炮。”
    李枭走到巨大的亚洲沙盘前，手指滑过西伯利亚的平原。
    “坦克集群密集冲锋的时代结束了。”
    “任何企图在平原上集结超过一个装甲师的军队，在我们的核火炮面前，都只是一个用来消耗核弹头的昂贵标靶。”
    “大西北的防御纵深，不再依靠步兵的战壕。这门火炮，在亚洲大陆的边境线上，画下了一道任何装甲洪流都无法跨越的绝对温度线。”