※ 引述《saccharomyce (酵公菌)》之铭言：
: 因此 级间结构 被认为是核武器设计最重要的机密
对, 这叫做 interstage, 非常之神秘...
https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_weapon_design#Interstage
大家看上面这段 wiki 在说什么就好...
整段都在抱怨美国政府神神秘秘的, 气死乡民.
同时好几句话也被加注 "citation needed."
意思就是“不要唬烂了, 证据在哪里说一下？”的文言文.
至于 interstage, 这是用来把氢弹转换成热核武器的关键.
: 以被外泄的美军W88核弹为例
: https://i.imgur.com/HDoboVb.png
酵母菌兄的这张图借我解说一下...
各位知道的, 核弹盛会不容易找, 都是雷射跟无人机的天下.
最近连气球的威慑力都比核弹还要高, 这实在太离谱了!
加上前几篇的推文里头有蛮多有趣的事情可以讨论.
所以来凑热闹, 顺便回溯一下推文所引发的一些细节.
一样图示分解, 原图请参照酵母菌兄的 W88 断面图.
先简介一下, 这个 W88 是正版的“热核武器”.
前面提到的 Swan device 虽然是氢弹, 但主要能量还是核分裂.
它是用核融合的中子流再增强钸层的分裂反应.
所以叫做 fusion-boosted fission.
中文可以翻译成“由核融合所增强的核分裂反应”.
设计原本的重点还是要让钸烧得更完全...
但是钸的反应更完全同时也表示氚氘的反应也更完全.
所以从机制上来说, 也很难说到底谁主谁辅...
把 Swan 称作氢弹还说得过去, 毕竟是历史上第一个有融合反应的炸弹.
但是它大概不太能称作热核武器, 因为威力太弱.
至于 W88, 这个不是 Swan device 可比的.
它属于热核武器, 热核武器有个最简单的判断方法, 就是当量.
这个东西动不动就是数十万吨, 百万吨到千万吨的也都有.
W88 的当量大约是 50 万吨, 可能是 Swan device 的十倍左右.
然后关于 W88 这颗弹头: https://en.wikipedia.org/wiki/W88
里面很多资讯, 回到七十年前的时空每张图大概都可以让乡民暴富. XD
这里面有五个部份, 一个一个写过去.
1. The "Primary"
这个非常可能就是前面提到的 Swan device 的设计.
起爆部分有标注: high explosives + 2 lenses.
但这个 2 lenses 的其中一个, 很可能就是 air lens, 纯介质, 不会炸.
并不是比较出名但也比较落伍的 slow/fast high explosives.
因为两种不同的炸药更难加工, 材料的均质性与贴合都会是问题.
核心附近一样是钸做为分裂燃料, 铍做为中子反射层.
这边要稍微讲一下中子反射层的机制.
铍层做为中子反射层, 在起爆的时候会先被炸药压得支离破碎.
但又要在钸发生核分裂的时候扮演反射的角色, 那怎么做的?
这个设计, 本质上是利用核反应出现的时候, 其他反应都可以忽略.
虽然铍层被炸药炸得粉身碎骨, 但是铍的原子核都是正常的.
所以当下一个 tick, 钸发生核分裂, 释出大量中子与 X-ray 的时候.
铍会进一步被气化为电浆态, 连电子都没了, 但没关系, 原子核依然正常.
这些物质被核反应炸得四分五裂, 靠化学能推动的内爆根本是小火柴而已.
然而 X-ray 与亚光速的中子更快...
相较之下铍所形成的电浆几乎等于在原地, 只是原子核失去了所有键结.
反射中子, 靠的是这一瞬间的电浆牢笼............这够神奇了.
其他一样是氚跟氘, 就像前面 Swan device 说过的那样.
2. The "Secondary"
这也很奇特, 一样是核融合跟核分裂混合的设计.
它并不是像一般的想像那样: 先把核分裂用光, 再进行核融合.
这个 secondary core 跟 Swan device 也很像.
它在同一个位置同时提供核融合跟核分裂的反应场所.
核分裂只是先发一点点, 那一点点的时间相当于装置点火.
但是真正在反应的时候是核融合跟核分裂都有.
这个核心的融合燃料来自于两层氘化锂...
氘化锂这个东西请拗风湿兄科普就好, 他写的比我有系统. XD
触发这两层氘化锂的融合反应, 需要一个铀-235 所形成的点火装置.
图示里面注明 sparkplug 的那一圈红色就是了.
起爆的概念也跟 Swan device 很像.
但不是用高爆炸药, 而是用非常非常密集的 X-ray flux 照射.
这些 X-ray 的能量密集到可以气化任何物质, 日常生活中看不到.
但一层铀-235 还不够狠, 外面又包了第二层 pusher.
这个图示虽然没讲, 但我猜它的分裂反应会设计成再错开一点点.
就是进入超临界状态的时间会比第一层铀晚一点点.
这个靠调整铀球壳的大小应该做得到.
铀的密度大, 质量大, 对 X-ray 的 cross section 也不小.
所以它叫做 pusher, 因为在它炸开之前可以当成另一层拘束用的电浆.
重点就是要提供高温高压的核心, 还要维持一段电光石火的时间.
3. Radiation case
这一层是那个花生形状的东西, 由铀-238 所构成.
它是用来反射 primary core 的 X-ray.
老规矩, 一样是被炸成电浆态, 靠原子核散射 X-ray.
把“一小部分”的 X-ray 散射到 secondary core 里面.
这一路上的物质, 只有铀-235 与铀-238 可以散射 X-ray.
其他东西都是直接穿透的, 譬如氘化锂.
我们说这些物质对 X-ray 近乎透明, 简单的说法是原子核太轻.
所以 radiation case 这个花生壳所散射的 X-ray...
主要就是打到两层的铀, 然后由内层的铀-235 点火诱发核融合.
但是这一层铀-238 也可以捕捉散逸的中子, 变成新的分裂反应.
所以这个花生壳也是有威力的哦!
4. Channel filler
这一层就是大家津津乐道的“保丽龙”层.
这边要有一个 channel filler 的原因也很直接: 不能干扰 X-ray.
整个炸弹在爆炸的过程中, 只有一开始的高爆炸药还算是人间范围.
至于从钸弹开始的反应, 全部都是电浆态.
这些电浆要束缚在一定的形状中足够的时间.
不管是球, 椭球, 抛物面或者双曲面, 甚至是花生形状都一样.
保丽龙就是要把这整个结构撑住, 在电浆态的时候, 要层层分明.
同时也不能阻挡 X-ray 入射 secondary core 的光路.
5. Booster gas canister
这个就是说...
核弹的 primary core 会腐败, 因为氚会过期.
所以这个就是核弹的换气孔, 不换气会死掉.
总之先写到这里............比我预期的时间跟文章长度多出不少.
对了, 上面这些没有提到热核武器最关键的 interstage.
虽然看起来通通都很有道理, 但就是少了一个很关键的步骤.
最有趣的是说, 我完全不知道少了哪个部份... XD
看起来都很有道理, 不是吗?
顺便说一下, 《恐惧的总和》在 interstage 这里用吸管. XD
然而重点是那一瞬间层层分明的电浆态要维持足够的型态够久.
用吸管对这个设计恐怕是没帮助, 所以我个人认为那太唬烂了...
但话说回来, 搞不好有其他起爆方式可以用吸管构型, 这个不知.