内爆式原子弹弹芯设计绝密资料

内爆式原子弹弹芯设计绝密资料核弹是利用易裂变元素进行链式反应,将亏损的质量以质能方程:E=MC2转化成如冲击波、辐射等形式的能量,在几百万分之一秒内释放出来,从而造成巨大破坏的武器,下面,我们将详细介绍一枚核弹的设计过程。第一章现代最新内爆式原子弹弹芯设计←先说原子弹,燃料是铀235或钚239,铀235做的原子弹保存期上亿年,钚-239,半衰期为2.41万年,常被用制核子武器,纯度必须90%以上,被分开保存为多个不会发生裂变的亚临界质量,以避免象TNT一样引爆,不是核爆炸。←原子弹制造:钚239原子弹的爆炸临界质量是5千克左右,为半径2厘米的球。←有了核部件、经过精心计算试验验证的常规化学炸药部件,能可靠地把铀-235压缩到临界体积,还是不够引爆原子弹。←还必须有专门设计的点火中子源装置。←不然的话,铀部件临界后开始链式反应。为了使核爆炸能量释放达到最大值,应该使链式反应的代数达到要求。如果在达到的要求的代数之前,核材料由于热膨胀而变为亚临界状态,那么这颗“原子弹”就成了臭弹。万吨级爆炸能量的99.9%以上是在链式反应的最后7代释放出来的,其时间约为0.07微秒。点火装置的作用很关键,它在开始时给裂变材料注入足够多的中子,这样就能使随后产生的中子数足够多,不致造成“臭弹”。要想发生核爆炸,还要有中子源帮忙。←中子源就象一个能引暴核弹的小火源。中子源——铍、钋弹丸球,它是一个铍制的空心金属球,里面填充钋金属,用金箔片隔开。钋210是人工核反映堆中合成,能时刻自发产生大量阿尔法粒子。←←经计算,在我们的设计中,弹芯材料选为钚239,反射层为铍9,弹芯由几层球状的金属壳构成。←中心部位是一个半径为1cm的中子源(铍/钋弹丸);←第二部分为空间3厘米的空间;←第三部分为2cm厚的钚239燃料层球碎片(钚239重量为5KG),我们将1cm厚的铍(重量为0.7KG)布置在紧贴着钚239表面;←然后第四部分是3cm厚的炸药爆轰驱动机构(炸药爆轰装置质量为5kg);←最外层的第五部分是1cm厚的铍(重量为2.1KG)加1cm厚的铀-238金属外壳(重量为2.6KG)。←当然最后不能忘记在弹芯中间插上一根半径约2cm的中子管(具体设计见后文)。←这样我们就完成了弹芯的临界设计,弹芯为总质量大约为14KG、直径22厘米的圆球体,相当于一个篮球大小。←结构示意图如下:←←←第二章综合设计1、驱动装置我们选用一个球形爆轰驱动装置,示意图如下:←该装置的原理是炸药爆炸并制造冲击波。由布置在最外侧的一组炸药透镜均匀地引爆主炸药柱1产生一个向心爆轰波,推动钚239燃料球碎片迅速向中心压缩,当核燃料之间紧密结合时,冲击波驱动铀235或钚239碎片形成一个球。当亚临界质量的燃料块结合时,铀235或钚239碎片撞击位于球心的中子源(铍/钋弹丸)。铍、钋弹丸中的箔片被弄破,钋自发地释放出阿尔法粒子,这些阿尔法粒子撞击铍生成很多自由中子,这些中子将诱发铀235或钚239开始发生剧烈的链式核裂变。←裂变反应正式开始。←核弹爆炸。←2、炸药透镜要取得良好的爆轰压缩效果,我们必须对每个过程及参数进行周密地计算。这样向心压缩时,炸药质量为4kg,材料可以选用JO-9159,该种炸药密度为1.86g/cm3,正常爆速为8.86km/s,爆压为36.8Gpa,Gurney速度为2.85km/S,与美国的PBX-9404炸药性能相当,属于我国军方最好的炸药。我们可以将反射层制成如下图的锥体均匀布置在球面上:在炸药中,爆轰波是以电子雷管为点爆散心的,而我们所设计的装置是一个直径一米多的球体,为了将球面波转化成我们所需的平面波,均匀地投射到主炸药表面,我们可以仿效光学折射原理,利用两种高低爆速的炸药组合成炸药透镜,即平面波发生器。如图(十)所示:在这里,我们以Baratol(TNT/Ba(NO3)2作为低速炸药,铸装TNT/RDX(40/60)作为高爆速炸药,两者交界面处理成圆滑双曲面,锥顶角为53°,为了在球面上保持对称,我们将32个多边形炸药透镜对称装在主炸药的表面,就像一个个突起的足球皮,1945年胖子核弹就是采用类似的炸药透镜,由于对爆炸时间计算的需要,该炸药透镜的工作高度可近似看成是轴线处(即尖顶处)低速炸药Baratol高度的1.4倍左右,所以爆轰波通过炸药透镜...

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