原子彈的增殖因數大約為多少?鈾的濃縮度大概在多少?
這些數值絕對是高度敏感的。
裂變核武器的k(中子增殖因子)或是α(中子增殖率):通俗來講,k是每吸收一個中子所放出的核裂變中子數目,則k-1就是(消耗一個中子)凈增長的中子數量,若k大於1,此核鏈式反應狀態被稱為超臨界,中子數目會呈指數增加。若k小於1,此核鏈式反應狀態被稱為次臨界,中子數目會呈指數減少。若k等於1,此核鏈式反應狀態被稱為臨界,中子數目會維持恆定。
α(中子增殖率),通俗來講,就是k-1除以(每一代核裂變反應的平均時間),也就是中子總數量增加的速率:如果α很大,則核武器設計的水平很高————可以高效迅速地釋放大量能量。
可見第18頁:http://blog.nuclearsecrecy.com/wp-content/uploads/2014/10/RR00258-Weapons-Activity-Los-Alamos-Glasstone.pdf
裂變核武器的k(中子增殖因子)或是α(中子增殖率)涉及極端條件下的特殊核材料,只能通過複雜而危險的「綜合試驗」來進行測算,也是設計(高效率的)核武器的必要步驟————通過改變材料與幾何構型,調整組裝時間等手段,不斷提高α,也能設計出更高效率的核武器。
因為直接涉及鈾,鈈(以及其他各種金屬/非金屬包層,結構),並對核武器設計直接有助益,這些數值是高度敏感的(測α是一些核武器試驗的核心任務)。
美國業餘核武器專家Carey Sublette稱: In real fission weapons (unboosted) effective values for alpha are typically in the range 25-250 (doubling times of 2.8 to 28 nanoseconds). 「現實裂變武器中(非助爆增強設計的裂變彈),有效α的區間是25到250(中子數量翻倍時間是2.8到28納秒)」
他估計的k是最大到2左右。
至於武器級鈾的濃度到底是多少,包括問「彈頭內某一個部分,某一個作用的武器級鈾是多少濃度」,回答均是:「這些數值是高度敏感的」——————雖然說一般把90%以上HEU的叫武器級鈾,但是我們知道氫彈(熱核武器)次級中使用的是高濃鈾(不一定是武器級),有些核武器甚至使用些純度更低的鈾,更不用說鈈武器中使用的鈾,甚至是鈾-鈈符合彈芯中使用的鈾,都完全可能「各有不同」。
可以看看Carey Sublette的大作品:
Nuclear Weapons Frequently Asked Questions
或是
Samuel Glasstone解密的內部教材:
http://nige.files.wordpress.com/2009/10/glasstone-introduction-to-nuclear-weapons-63.pdf
《"零時"起爆:羅布泊的回憶》
捕捉納秒信號的人們(選錄一)
——記三室鏈式反應動力學組
作者:楊吉純 李建華
......在原子彈起爆之後和閃光之前這段只能用納秒(1秒的億分之一)來描述的瞬間里,究竟發生了什麼?這個過程是怎樣開始的,怎樣發展的,持續了多長時間,又是怎樣結束的?
......要搞清這些問題,就必須用鏈式反應動力學的原理來診斷,來甄別。
......就是這個極短時間內發生的極微妙的物理過程,對核武器的設計和改進可是極為重要的。每次核試驗,核武器設計家們,特別是兩彈元勛鄧稼先,都極為重視,極為關心,因為他們都急切地想看到那個能揭示核武器秘密的信號(波形)。
......在具體工作中,鏈式反應動力學組是利用核鏈式反應過程中產生的強大的γ射線束來捕捉這個稍縱即逝的納秒信號的。核試驗時,當強大的γ射線束照射到爆心西1300米處鏈式反應動力學組103工號頂上的閃爍核探測器上時,該探測器便產生一個脈衝信號,這個脈衝信號通過射頻電纜傳送到工事內的高速示波器上,於是在高速示波器的熒光屏上產生一個持續時間僅為幾納秒脈衝波形,「咔噠!」安裝在示波器熒光屏前的一架高速相機迅速地將這個波形搶拍下來,成為最珍貴的底片。為了搶拍下這個持續時間僅為幾納秒的脈衝波形,關鍵在於神速,因此一定要用響應時間極快的閃爍探測器、高速示波器和高速相機,而且整個過程又必須是全部自動進行的。
幾個小時之後,身穿防護服裝、頭戴防毒面具的一個班的戰士衝到103工事門前,他們飛快地將一堆堵門的沙袋一袋袋拋出去,然後拉開第一道沉重的鋼筋混凝土防護門,再拉開第二道、第三道鋼板防護門。隨後,鏈式反應動力學組幾個負責搶收成果的同志身穿防護服裝、頭戴防毒面具,立即衝進測量室內,小心翼翼地取出照相機里的膠捲,裝進一個鉛罐中,之後抬著鉛罐出了工號,上了卡車,風馳電掣般地乘車離去……
......在實驗室里,搶收回來的膠捲沖洗出來了,他們終於看到了夢寐以求的波形,它,狀如希臘字母λ,因此他們把它叫做λ曲線。然後他們在顯微鏡下耐心地、精細地判讀這條λ曲線。再後,他們在辦公室里搖著手搖計算機精心地計算每一個數據,直到獲得兩個數據的最後準確結果:γ射線強度的對數增殖率和鏈式反應持續時間。這兩個數據可是鑒定核武器設計水平和改進核武器設計的最重要依據之一,因此也就是核武器設計院最關心的數據之一。鄧稼先經常是迫不及待地趕來,和他們詳細地討論和分析這些數據……
捕捉納秒信號的人們(選錄一)
λ的獲取是脈衝輻射場測量中非常重要的一個任務,反映了核武器的設計水平或者現有狀態,很敏感的機密數據,不會有人告訴你的。
題主你是哪個城市的?你要幹什麼?
推薦閱讀:
※為什麼印度和巴基斯坦作為安理會非常任理事國卻擁有核武器?
※美國宣布不惜動用核武力保衛日韓,那全世界打核戰爭的概率有多大,世界會有怎樣的變化?
※如何向外國人解釋中國為什麼要拚命製造出核武器?
※如果沒有核武器的出現,第三次世界大戰的可能性有多大?
※如何為川普對核武器的無知洗地?