制造核武器难度有多大?

武器装备秀


这个问题“天真”也是刚刚看到,看了不少其他作者的回答,发现大家对制造原子弹,真的是……过于的想当然了,有的作者甚至可以说出“个人也可以制造出原子弹,还公开售卖?”的话来,这真的是非常让人无语了🙄🙄🙄


图注:全世界第一个“原子弹”核武器。

其实大家对核武器的制造尤其是原子弹的制造,一直都有一个误区;

那就是偏面的认为:制造原子弹的理论=工程化原子弹,认为制造原子弹的理论简单,所以原子弹的工程化就很简单……这是非常、非常错误的,就像激光陀螺仪一样,原理无非就是一个“环形激光器”,可是全世界有几个能造出来的呢?都清楚电商可以挣钱,可是又有几个成为“马云”呢?这是不能一概而论的!

原子弹也是如此,很多人认为原子弹不过就是让“核装药”产生链式反应就可以了,而原子弹属于纯裂变核武器,属于第一代核武器的设计,这种核武器使用的“核装药”为铀235或钚239,通过爆炸手段将其挤压在一起,使其达到产生链式反应的临界质量,根据挤压和装药的方式,这种方法又可以分为两种;


一一种是“抢式方案”,在这种方案中,一部分核裂变物资在常规炸药的作用下射向另一部分核裂变物质,就像子弹打靶一样,从而使裂变物质达到临界质量,典型的设计有MK-1“小男孩”,MK-2“瘦子”。


还有一种是“内爆式方案”,在这种方案中用常规高爆炸药包裹着核裂变物质,可以是铀235也可以是钚239或者是两者的混合物,当炸药爆炸时,向内挤压核裂变物质从而使核裂变物质达到临界质量,典型的设计有MK3A“胖子”及MK-5等。

内爆式核武器可以使用铀-235或者钚-238作为核装药,而枪核武器只能使用铀-235来作为核装药,这是由于钚的同位素钚240(核装药所采用的钚239中因纯度的关系,会有一部分的钚240掺杂,按美国的标准一般控制在16%以下)会污染核装药,并造成提前起爆,使得其余大量尚未进行裂变的材料被炸开,从而降低核武器的效率。


图注:金属二氧化钚材料。

而这两种方案其实都有困难,一个是“核装药提纯”,天然界中的铀235含量仅占铀3种同位素的0.7%,而按照国际原子能机构的定义,只有浓度超过90%的铀235才能算作是武器级“高浓缩铀”,而国际上通用的铀浓缩方法只有离心法和气体扩散法可行。

而“离心法”就是采用大量的离心机一级、一级的高速旋转将铀235从其他同位素中分离出去。




而“气体扩散法”就是通过铀235比铀238原子少轻1.3%的原理,通过隔膜筛选手段将铀235原子分离出来。



而采用这两种方法首先要将铀材料制备成气体,而唯一合适的气体材料就是“六氟化铀”,而要将铀材料制备成“六氟化铀”还通过一番非常繁琐的手段。

并且这两种方法都有缺点;

“离心法”提纯铀235速度极慢。(一次才能提高百分之零点几,造一颗原子弹需要对高浓缩铀需要上百万台离心机经过上千级的分离)
图注:分离法需要数量庞大的“离心机”

“气体扩散法”提纯铀235耗电量又极大,并不是一般小国可以承受的起的。(根据美国的统计,为曼哈顿计划提供浓缩铀的气体扩散法工厂1942-1945年,3年间的耗电量就相当于纽约的总耗电量,而整个曼哈顿计划的耗电量占美国当时美国总发电量的1/3)

图注:气体扩散铀浓缩工厂耗电量极大。

而“钚239”材料的提取,就需要将进球铀材料放进反应堆里去“照射”产生的同位素经过化学方法分离出钚-239,这种化学分离方法虽然比物理分离铀235容易些,但是必须在两种非常困难的条件下进行;

1,极少量的(几克)的钚,也必须从几吨重的铀燃料棒中分离。

2,钚的毒性极大,防护困难。

这种情况下,说“个人”能造出原子弹,那脑袋要多大啊?

而相对原子弹核装药的提取,原子弹的制造可能是相对比较简单的了,但无论是“枪式”还是“内爆式”原子弹,都需要经过大量的运算、建模,精确的计算出原子弹临界质量的各项压力数值,并完美的工程“复制”出来,工程化制造根本不是大家所想的那么“简单”。

美国“曼哈顿”计划当时集中了全世界最优秀的一大批科学家,有10万人参与共历时3年,花了20亿美元(1942年币值)才造出原子弹,而今天大家就认为随便一个小国,甚至一个“个人”就能造出原子弹!这可能吗?连最基本的科学发展规律都不要了……🙄🙄🙄


天真小科普


如果说世界上有种武器可以让全世界都害怕,那就要算核武器了,核武器自从二战时被美国在日本使用以后,日本被核武器炸过以后惨烈的现场让全世界震惊。从此核武器作为一把利剑悬在了世界人们的脑袋上面,人们时刻警惕着这把达摩克里斯之剑。

核武器如此得厉害世界上很多的国家都想拥有,但是复杂的技术和复杂的制造工艺,一般的国家还真玩不转。核武器一般分为两种,一种是以原子弹为主的裂变武器,一种是以氢弹为主的聚变武器。原子弹原理上并不难造,只要能加工出高浓度浓缩铀或钚原料就能够制造出最低级的原子弹。虽然这种原子弹不安全、难于存储,但是最起码是拥有了核武器。制造核武器的原材料需要进行大量提纯加工才能够使用,制造核武器最大的难点是高纯度的铀和钚的原料获取。高纯度的原料获得方式主要有是气体扩散和离心法两种方法。气体扩散成本太高,美国都扛不住,别说其他小国家。所以大部分国家都用离心法。不管用那种方法,第一关是能源关,一般提纯需要使用大量的离心机,这个数字是以千为单位。离心机的运转需要大量的电力,小的国家要支撑离心机的运转估计需要全国一半的电力供应才可以勉强运行。第二关加工工艺。加工原子弹弹芯的工艺要求非常的高,需要大量的高精密度机床和技术熟练的工作人员。还需要大量的运算。什么起爆时间,点火时间,反正就是需要不断的实验和测试。

目前世界上能够自主生产核武器的国家,除了五大常任国以外。还有印度、巴基斯坦、朝鲜。以色列早就拥有了核武器,但是一直没有正面承认过。核武器在现代社会,威慑力大于实际意义。


环球网


制造核武器其实很简单。尤其是入门级的原子弹。

现在,做一个简易的原子弹难度不大。不过,要小心一点,别把自己炸了。

第一步,采集铀矿。目前,原子弹的裂变材料只有两种,一种是铀235,一种是钚239。其中,钚239不是天然元素,只能在实验室合成,获得难度较大。而铀则属于天然元素,挖就可以挖得到。自然界中的铀元素,有三种同位素:铀234,铀235和铀238。其中,铀238占比最高,达到了99.275%,铀235占比为0.720%,铀234只有0.005%。其中,铀235就是我们需要的原子弹装药了。可是它在自然界的含量太低了。

第二步,分离铀235。矿石才回来以后,经过粉碎,选矿后,装入离心机中,开始分离铀235。离心机的工作原理很简单,就是在高速旋转时,质量较重的铀238靠近外侧,而质量较轻的铀235更靠近中间,这样,就可以获得含量相对较高的铀235了。把这些继续放进离心机里去。。。。这样铀235的含量就会越来越高了。这是个超级耗电的过程,当年美国开始鼓捣原子弹的时候,用了全美1/3点电力,那时的美国,已经完成了基建。现在的电脑挖坑与之相比,逊色太多了。

第三步,加工金属铀。这个步骤相当危险,因为,铀有一个裂变反应的临界值,如果质量超过了这个临界值,它就会自行核裂变。要是那样,你的实验基地就成了核爆现场了。如果是加工核电站的铀棒,U235点含量只要3%就符合要求了。但要制造原子弹,含量要95%以上。

第四步,装药。武器级丰度(含量)的U235鼓捣出来了以后,接下来就可以装药了。原子弹的起爆方式有两种,一种叫“枪式”,就是把一块铀放在一个管子里,管子的另一头放了一块接近临界值的武器级U235。起爆时,火药把管子里的铀轰到另一块铀上 ,这时,铀235超过了临界值,就会自行核裂变,从而原子弹就爆炸了。还有一种起爆方式叫“环式”。就是很多根管子对着中间的一块铀。因为这样可以增加爆炸当量。毕竟枪式的起爆,最大当量也就是两块稍低于临界值的铀碰到一起。而“环式”的可以有很多块。

这样就好了?No,还有最最最重要的一步,那就是第五步,安全。如果鼓捣出来的是一个不稳定的玩意。那就是变相内奸。你这边刚把裂变材料装进去,那边就爆了。。。结果一定让对手很开心。因此,安全永远都是第一位的,这也是初级原子弹为什么做那么大,那么重的原因。其绝大部分都是安全装置。其中最里层的起爆炸药是钝性炸药,明火以及外部受到剧烈撞击,都引不爆的那种炸药。

好了,一个入门级的原子弹就做好了。


游子天涯君莫问


核武器很难?

没有的事!

现在手把手教你做一个

原子弹的原理本身很简单,只要你拿两堆正确的物质(通常是铀235)把他们紧紧地贴在一起,这样维持一段时间,其他的事情就不用操心了

那么如果你想自己在家里做一个

首先你要准备大约30磅(差不多13kg)的铀235,大小跟一个鹅蛋差不多,在配一些七零八碎的材料就能使直径1公里的东西消失,20公里直径的区域受到核污染,大城市里至少30万人伤亡

那么最大的问题是要持续的让这些材料紧紧的聚集在一起一段时间

因为这两对物质靠太近时会产生剧烈的反应并放出大量能量,使这两堆玩意瞬间分开,当然伴有巨响,声音大概跟爆竹差不多,这样会引来保安或者邻居投诉

所以你最好在野外山洞去干这个活儿

你要准备一个球形的容器,一把乙炔喷灯,一个直径1.9cm的圆柱体,一个内径为2cm的圆管

下面加工

由235熔点大概414度乙炔喷灯温度能达到520度,首先把铀放到球形容器,圆柱体也放进去,用乙炔灯烤球形容器使它融化,操作要小心不然这玩意着火会爆炸,最后做成了如上图的中空铀球

然后加工与其配合的柱形铀块,因为他们要紧密贴合,所以加工的时候要用到游标卡尺,以便提高精度

做好了后就要加工固定他们的工装,当然不用太在意外表,再好看也是要毁掉的,形状随便想

做好后吧铀棒对准铀球上的洞,发动引信让他插进去就ok啦,当然为了保障插入后的紧密贴合,铀球的洞和铀棒表面都要光滑

大家会了吗?

对了

千万不要拿在手里引爆,尽量弄跟长点的引信 最少2公里吧,或者用遥控的也行


不愿透露姓氏的于先森


其实,制造核武器一点也不难。10年前就曾经有德国、美国的个人制造成核武器,并且公开售卖。

万事开头难。核武器在上个世纪四五十年代,研究和开发是很难得。现在,有核知识的高级分子都能研究。只是大环境不允许。

像朝鲜巴铁印度都也已经拥有核武器了。就是技术门坎过低造成的。如果《核不扩散条约》废止,估计一夜之间,核武器就会在全世界普及。这将是一个噩梦吧……

当然,由于反应堆体积过于复杂和庞大,目前核武器还只是停留在战略级武器阶段,战术型、单兵型核武器还有待进一步开发。


中国观察家


其实难度也没有那么大。

原理就是原子核在裂变中有质量亏损,这个质量亏损会伴随巨大的能量释放。

难处有3个,第一个是找到高浓度的铀235。这东西不是你想找就有的,然后要提纯,这个过程中需要防止泄露,不然整个国家都要被污染。一般用10米厚的铅就可以了。

第二个就是制造高速中子流,用来轰击铀原子。这个过程就费时费力了。

第三个最难,就是控制反应的发生,和阻止它不要发生。大多数国家做不了原子弹就是这一关过不了。要么原子弹爆炸不了,高成本生产的,投到别国就被人拿走了。要么还没生产好就爆炸了,在自家炸了,你说吓人不?


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