第五一六章 原子能產業的情況
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大明建設了鈈二三九生產堆,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,比積累的鈈二三九要多好幾倍。
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,是鈈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。
但是鈈二三九的生產,就需要小心翼翼的精工細作了。
鈈二三九的生產,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。
但是鈈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,轉化成鈈二三九。
最後再把生成的鈈二三九從原料堆裏麵分離出來。
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鈈二四零。
鈈二四零自發裂變比率很高,有可能會讓鈈二三九炸彈失控。
關鍵是,鈈被生產出來之後,想要再分離出裏麵的鈈二四零,就比去做鈾濃縮還要麻煩了。
鈈二四零濃度超過兩成,就直接可以算是廢料了。
鈈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,就控製好鈈二四零的比例。
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。
在鈈二四零富集到臨界點之前,把生產好的鈈二三九提取出來。
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,後世的鈈二三九的生產堆,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,鈈二三九的生產,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,比最終生成的鈈二三九的數量,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,生產鈈二三九的速度,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,生產出來的全部鈈二三九,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,大明現在對鈈燃料的需求也並不迫切。
鈈燃料最大的優勢在核武器小型化上。
相比鈈二三九,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,肯定會比鈈彈要大很多。
最終的結果,必然是整個鈾彈的重量,超過整個鈈彈的重量。
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,無論鈾彈還是鈈彈,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,就是一枚鈈彈,一枚鈾彈。
朱昭燮護送到本土的四枚炸彈,是三枚鈾彈,一枚鈈彈。
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。
實際上,無論是用離心機搞鈾二三五濃縮,還是重水生產堆鈈二三九,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鈈彈的試爆,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。
必須持之以恒的不斷研究和改進。
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。
研究鈈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。
現在已經可以開始著手設計建設核動力船舶了。
如果陸上試驗堆的運行正常,那麽就可以開始生產真正的船用反應堆,在幾年後直接上艦。
如果一切順利,預計五年左右的時間之後,大明核動力船舶就能下水。
這個速度比前世的美利堅人要快很多。
前世的核潛艇項目,也是在曼哈頓工程完成之後,才另外啟動的工程項目。
第一艘核潛艇服役,比曼哈頓工程完成,晚了九年的時間。
大明這邊很可能要把這個時間也縮短一半。
其實和整個新元素工程一樣,並不是說大明的研究速度會比前世的美利堅人快。
而是在大明皇帝的主導下,大明所有相關項目都是緊鑼密鼓的執行的,一個接一個甚至甚至同時執行的。
美利堅人的項目是一個一個的半獨立的執行的。
每一個新項目的啟動,都可能有一大堆的扯皮問題等著相關人員。
科學家就算是有了成熟的想法,也要能夠說服官員和軍方推動立項,官員和軍方還要去推動國會撥款。
然後才能開始組織人員開始具體的研究。
這個過程中還會存在大量的商業問題,負責生產的廠商的選擇和配合問題。
他們會有大量的時間浪費在這些沒辦法節省的環節上。
就像現在,陸上試驗堆還沒有建完,朱昭燮的報告上就已經提出:
“可以提前開始設計建設核潛艇設計了。”
反應堆都沒驗證的呢,怎麽能夠去設計使用這種反應堆的核潛艇?
邏輯上很簡單,反應堆設計團隊給出反應堆要求的空間,給出反應堆的主要參數。
核潛艇設計的時候,按照反應堆的參數設計動力和傳動係統,同時為反應堆留出足夠的安裝空間。
等核潛艇建好了船殼和框架,把裝反應堆的地方暫時空著。
反應堆驗證完成後拉過來裝船。
當然,前提是反應堆的陸上實驗,真的能夠按時正常的完成。
不然的話,到了最後關頭,反應堆設計有問題,要大幅度的修改,那建好了殼子的潛艇也要大改。
雖然現有的產品不會完全廢掉,但是肯定要浪費大量的金錢和時間。
所以更關鍵的問題是,要有一個擁有足夠權威的人,給這種工程管理方式背書和負責。
這個人隻能是皇帝了。
而朱靖垣的決定就是:“可以”。
如果成功了,三年之內核潛艇下水,如果失敗了,浪費上千萬銀鈔,核潛艇可能要五年之後才能下水。
這個代價朱靖垣還是承擔的起的。
關鍵是,目前的研究方向,也是朱靖垣給出的,大體上是正確的。
成功的概率本來就很大。
在十幾年前,大明的高速戰列艦和航母的設計,實際上也是采用的這種其實很常見的項目管理方式。
最終大體上獲得了成功。
雖然相關的管理人員和工人們都很辛苦,中間也有很多次反複修改設計和調整的情況。
但是也讓大明的戰艦設計迅速換代了。
報告的第四部分,聚變炸彈的相關研究進展。
大明的聚變炸彈的相關研究,是在裂變炸彈的理論研究中後期啟動的。
這其實又是典型的項目並行方案。
也是基於朱靖垣的先見之明,理所當然的給出的合理安排。
要用裂變武器作為聚變武器的引爆級。
不一定要等到裂變武器做出來,然後再去從頭設計聚變武器。
在裂變武器的基本原理弄清楚之後,就能夠以“已經有了裂變武器“為前提,開始聚變武器方麵的研究。
朱靖垣前世的本國也是這麽做的。
所以才可以在裂變武器完成之後,隻過了短短不到三年的時間之後,就把聚變武器也做了出來。
如果留意一下宣傳口徑,就能夠發現報紙上說的話,不是用了不到三年時間完成氫彈。
而是反複強調,在“原子彈爆炸之後”,隻用了兩年多的時間,就引爆了氫彈。
這種宣傳口徑實際上避開了本國氫彈的實際研究時長的準確數字。
美利堅的原子彈爆炸,到聚變彈爆炸,隔了七年多的時間。
因為美利堅當時本來就是先行者,全部的路徑和方法都要他自己去摸索。
曼哈頓工程開始的時候,雖然已經有人提出了方向,用裂變炸彈的能量引發聚變反應。
但這個方向並沒有成為正式的研究方向和目標。
甚至於,在紅色露西亞搞出原子彈之前,美利堅官方對這個研究的熱情都不算高。
畢竟,他們是唯一擁有原子彈的國家。
當時原子彈已經是淩駕於常規武器之上的雷霆之劍了。
同時他們對氫彈路線的認知存在誤差,早期的千層餅設計方案的威力,相比當時原子彈的提升並不明顯。
他們覺得沒有必要花大力氣去研究。
是確認了露西亞完成了原子彈的消息之後,美利堅人才在聚變炸彈研究加大了投入。
所以美利堅兩彈之間花費的時間更長也就完全正常了。
說白了,他們是沒有重點的。
但是反過來說,他們不想要快速完成嗎?他們是根本沒有那個條件。
美利堅朝廷的本質上是一個商人協會。
關鍵是沒有擁有絕對權威的話事人,總統並不能直接命令所有人員配合自己,說服國會都要讓他們看到利益。
在沒有感受到競爭壓力的情況下,他們是不會拿出足夠的成本投資看不到收益的項目的。
現在的大明,雖然也是先行者,但卻是有重點的模式。
朱靖垣給出了正確方向,讓相關研究直接跳過了千層餅設計,直接摸索x射線照射和氘化鋰6的用法。
皇帝和皇莊提供了絕對資金和環境以及人才支持,讓他們的工作效率高於正常的探索者。
所以他們的速度雖然可能不如前世作為追趕者的本國那麽快,但卻肯定會比前世的美利堅人快。
到目前為止,相關研究的進展都頗為順利,理論研究以及配套生產工藝的準備,現在都在重點攻關階段。
研究人員給出的完成預估時間是三年。
朱靖垣知道這個三年肯定是保守估計,大明的官方人員都不敢說大話。
同時,這個三年之後能夠做出來的成品,也應該是具有一定的實戰意義的聚變炸彈。
就像朱靖垣前世本國的第一枚氫彈,重量就並不比第一枚原子彈總多少,直接用飛機空投完成的實驗。
很顯然,未來三到五年的時間裏麵,整個新元素項目將會迎來一輪大的收獲期。
裂變炸彈其實隻是第一個收獲,不過它也開啟了一個新時代的大門。
朱靖垣對新元素工程項目的情況基本滿意。
看完了報告之後,除了做出了批準之後,還給了一個很高的評價:
“很好,項目的進度明顯超過了最初的預期,十三年的時間完成了當初十五年的計劃。
“更可喜的是,如果不出意外的話,原本三十年的目標,應該會在二十年內完成。
“這都是諸位和所有的工匠們的大功勞,是諸位十三年來堅持不懈的努力,才有了現在的收獲。
“所以,現在開始,所有工程相關人員,全部加兩級工錢。
“所有在項目中有實際突出貢獻的人,以及所有從十三年前參與項目到現在的人,全部加一級榮譽爵位。”
朱昭燮聽了連忙帶著所有軍官一起躬身道謝:
“謝陛下。”
朱靖垣微微頷首之後,朱昭燮馬上開口:
“都是陛下指點了正確的方向,所有的研究才能如此的順暢,末將等真的不敢居功……”
朱靖垣聽到這些恭維,並沒有去客氣什麽。
朱昭燮說的也不能算錯。
況且作為皇帝,也不能太過謙虛,有損於威嚴。
所以朱靖垣也就直接承受了,然後帶著他們開始討論禁軍的安排。
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