11.24 核装药怎么做成半球状?最早是工人用车床车出来的吗?

高纯度的铀确实有放射性,但这种程度的放射性是可以防护的!比如有些网上的资料图,戴着手套的人就敢捧着铀金属饼,听说今天的伊丽莎白女王也摸过用保护膜包裹的铀,她一直健在!

核装药怎么做成半球状?最早是工人用车床车出来的吗?

其实,这并不奇怪,铀产生致命的辐射,是在满足临界值的状态下,不断发生链式反应才会有的现象。因此,只要不发生链式反应,铀就是安全的。

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一个故事可以充分解释这个现象。死于链式反应实验的加拿大科学家“斯洛廷”,亲身经历了放射性金属,从安全状态进入危险状态的全过程,他的死可以充分说明上述观点。

斯洛廷的实验用到两个都没有达到临界值的铍半球,斯洛廷用左手勾住一个铍半球,右手持螺丝刀顶住这个铍半球壳,保持上下两个铍半球壳之间存在空隙,通过调整铍半球的间隙观察链式反应现象。 这个实验是很危险的,因为两个铍半球充分接触后,就能达到金属“铍”发生链式反应的临界值,那么这位“拥抱”原子弹的科学家注定要死。

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恰恰意外就发生了,斯洛廷手里的的螺丝刀意外滑落,左手的力气又不足以抓牢上面的铍半球,两个铍半球碰到一起后达到了临界值,链式反应就这样开始了,可怕的辐射随机遍布实验室,在场的8个人中,距离链式反应核心区最近的斯洛廷几天后死亡,还有3人数年后死于非命!本来狂热参与核物理研究的几个学生被吓破了胆,纷纷辞职选择别的工作。

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这个故事充分说明一个事实,那就是大块的高纯度放射性物质不会伤害你我,铍是这样、铀也是如此,只要没有发生链式反应它们就是安全的。

网上有很多西方国家公布的铀加工视频,采矿石、提取、精制、转化,还有最为困难的铀浓缩,以及本文讨论的过程“燃料元组建”、“核装药”成型,都可以自动化完成,工人只要穿戴好防护设备、按照要求工作,是很安全的。

而使用车床加工铀金属时,注定是铀块的体积和质量越来越小,也就不会达到可怕的临界值了!不过呢!车床车刀高速摩擦铀金属,肯定会因为高温导致后者氧化,这会严重伤害操作者,因此必要的防护设备必不可少。而我要强调的是,用车床加工铀金属都是老黄历了,现代社会自动化高度发达,谁还会不顾工人的安全去加工铀金属呢?

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最后,强调一下燃料元组建、核装药的制备过程,这个过程根本不需要车床参与。铀浓缩之后的产物,是六氟化铀,这种气体物质经过化工转化变成固体状的二氧化铀粉末,它就是生产燃料元组建或者半球形核装药的原材料。二氧化铀粉末首先被均匀制成颗粒,再压制、结烧、磨削、清洗、干燥,最终变成二氧化铀陶瓷体,也就是我们经常在网上看到的大块固体状,这个形状是可以选择的,有点类似金属锭的生产过程,完全可以直接按照需要生产出半球状的铀块,车床真的是不需要了。

核装药怎么做成半球状?最早是工人用车床车出来的吗?

上图是用于制作核反应堆燃料棒的圆柱形铀金属块;下图是被石墨外壳保护的球形铀燃料,它们都不是车床车出来的。

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即便是枪式原子弹的装药,也不一定都是半球形状,它有很多种设计可供选择!比如下图的设计,枪式原子弹的装药被加工成圆柱形和圆柱套筒,通过压力移动套筒,当它与圆柱型装药结合后可达到临界值启动链式反应。这么复杂的形状肯定不能使用车床了!

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当然了,最早的枪式原子弹使用的还是半球状核装药,如下图所示。由于受到当时工业条件的限制,使用车床加工装药的形状,是必不可少的。

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