物質射到另外一塊中。從而在瞬間達到臨界質量,這個速度要非常快,快到100萬分之1秒的程度,否則在絕大多數裂變物質產生反應前,就可能發生小規模爆炸(即所謂的“噗嗤”)。浪費掉其餘的裝藥。為研究這種精密的引爆結構,中國核計劃投入了30多名專家級工程師和3年的精力,直到1944年5月才研製成功。
親身參加中國核計劃的錢文長博士提出了另一種方法:把普通烈性炸藥的爆炸向內導到一定質量的裂變物質上,將其擠成非常緻密的狀態。由於裂變物質的臨界質量與其密度平方的倒數近似成正比,因此密度越大,臨界質量越小,這樣,處於亞臨界狀態的裂變物質將被壓縮達到臨界狀態。從而引發鏈式反應。
中國核計劃人員在1943年底發現。根據當時的技術水平,在槍式原子彈裡不能很安全地使用鈽,因為金屬鈽中含有另外一種同位素鈽240,後者有很高的中子自發射率,臨界質量很低,因此鈽對提前點火非常敏感。極易造成啞彈。內爆式原子彈的缺點是引爆器電池使用壽命只有幾天,需要經常更換。而更換時需要拆下大部分零件,這個問題在最初沒有得到解決。後來還是根據楊朔銘的“天才創意”。才得到了最終解決。…;
中國核計劃的科學家還討論過第三種爆炸理論,即1922年就被發現的核聚變效應。1942年5月楊朔銘要求他手下的科學家對這種爆炸方式進行可行性研究,但是經過仔細討論,科學家們認為任何這種超級炸彈都要有裂變武器發出的高熱才能爆炸,所以把研究核聚變的優先度排在了原子彈研究之後。另一方面,由於這種核聚變炸彈在理論上具有非常大的軍事潛力,中方又捨不得在戰時將其完全拋棄,於是授權科學家們對此繼續展開研究。
到1944年下半年的時候,槍式原子彈的設計工作早已完成,只等待各個“冶金工廠”運來足夠的鈾235便可以組裝。內爆式原子彈則在彈體結構上遇到了技術困難:炸藥爆炸的能量無法聚合到一個點上。最後科學家們從陸軍部請來了兩名爆破專家,協助設計了一種球形的裝藥方式,由乾酪一樣的黃色tnx炸藥組成球體,終於解決了爆炸能量波聚合問題。錢文長得到了楊朔銘的指示,一旦拿到足夠的裂變材料就立刻裝配原子彈。
這個日期在1944年6月來到了。人類歷史上第一顆原子彈名叫“椰子”,其裂變材料為7。2公斤鈽239(只有一個椰子大小),旁邊放著被稱為“栗子”的中子源。中子源有檯球那麼大,裡面包含釙210和鈹兩種元素,釙210是一種半衰期138天的放射性金屬,它每放出100萬個a粒子,就會在鈹中產生30箇中子。鈽裝藥和“栗子”的外面是鈾238組成的中子反射層,將逃逸的中子反射回裂變材料中。起爆時由重約2318公斤的複合型b炸藥(被稱為“火石”)向內爆炸,將其壓縮到核桃大小,以達到緻密的超臨界狀態。“椰子”的核裝藥、反射層和高爆炸藥裝在12塊五邊形的球殼上,用螺栓將它們組合為球體。
為了確定內爆式原子彈是否能夠爆炸,同時也是為了給已經為中國核計劃撥款十幾億銀元的中國國會一次交代,中國核計劃必須進行一次實爆試驗,這次試驗代號“人造太陽”,試驗計劃早在1944年春天就已經開始制定。當時楊朔銘和中國的科學家們設想爆炸要在一個容器裡進行,這樣如果沒有發生爆炸,或者爆炸威力很小,那麼還可以回收全部或大部分貴重的鈽(冶金工廠每克鈽的生產成本達130銀元,是當時金價的110倍。“椰子”的鈽裝藥總值80萬銀元),中國核計劃為此向中國最大的鍋爐製造商“漢陽鋼鐵公司”訂購了一個很大的鋼製容器,該容器又大又重。內徑�