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刚刚回到西班牙的卡洛就得知了一条好消息,在投入大量人力、物力、财力以及时间后,西班牙的原子弹项目组终于拿出了一枚可供实验的原子弹,这也代表着人类历史即将进入新的一页。
回到马德里的第二天,卡洛就立刻召见了皇家科学院核武器研发项目组总负责人谢尔瓦,询问关于原子弹的研发进度。
“陛下,经过长时间的讨论和探索,我们终于取得了成果。”谢尔瓦的声音微微发颤,显然已经抑制不住内心的喜悦和激动:“目前我们的第一枚原子弹正在进行组装,预计再有半个月的时间,原子弹的实验就能正式展开。”
卡洛接过报告,密密麻麻的数据和实验结果摆在眼前。卡洛并未详细观看,而是将目光再次看向了谢尔瓦。
“这次实验的成功率有多少?”
“我们对原子弹的反应原理以及原子弹的设计结构进行了多次推演,确定这次实验的成功率在80%以上。”谢尔瓦的话语中满含自信,为了这枚原子弹,他和项目组的所有科学家已经耗费了数十年的心血。
听到成功率在80%以上,卡洛也有些控制不住内心的喜悦之情。虽然到了百年后,原子弹真正投入到战场也只有一次。
可谁也不能否认原子弹带来的作用,这是人类有史以来破坏力最大、威慑力最强的单体武器,也是一个国家强大与否的标志。
看到卡洛相当满意实验的成功率,谢尔瓦这才继续介绍道:“我们的第一枚原子弹被命名为瘦子,整体采用枪式结构,也就是类似一把手枪枪管的结构。
在这样的设计结构下,用来提供初始火力的电子雷管和炸药被安置在原子弹的尾部,铀块则安置在原子弹的头部。
引爆原子弹时,尾部的电子雷管会率先发生爆炸,产生的推力会推动一块空心的圆柱形铀块嵌入到原子弹头部的实心铀块中。
两个铀块合体后超过临界质量,同时会撞击到周围由钋铍金属制成的弹丸。这些弹丸释放出大量的中子引发核裂变,铀块周边被厚厚的碳化物包裹,可以将释放出的中子再次反射回铀块,从而开启新一轮核裂变反应。
按照理论测算,1公斤铀235完全裂变可以释放出相当于20万吨TNT当量的能量。为了安全起见,“瘦子”内部只装载了1公斤的铀235。即便如此,这个威力也已经远远超过了人类历史上任何一种常规武器。”
对于原子弹的设计和理论,卡洛了解的并不多。也正因为如此,卡洛并不打算对项目组指手画脚。
批准了原子弹项目组关于在撒哈拉沙漠进行原子弹试验的请求后,卡洛就结束了与谢尔瓦的会谈,期待起大半个月后的原子弹试验。
1931年11月,撒哈拉大沙漠。
这是一片荒凉得让人绝望的土地。黄沙漫天,烈日当空,方圆数百公里内没有任何人烟。在沙漠深处的一片平坦地带,西班牙军方建立了一个临时试验场。钢筋混凝土的观察掩体位于爆炸点三十公里外,里面配备了最先进的观测设备和防护设施。
“瘦子”被安置在试验场中心的一座三十米高的铁塔上。它的外表看起来毫不起眼,灰黑色的金属外壳上布满了铆钉和焊缝,像一件粗糙的工业制品。但所有参与这个项目的人都清楚,这枚看似普通的铁块,却是所有研究人员投入数十年的心血。
核武器研发项目组的核心成员们此刻都聚集在观察掩体里。领头的是项目总负责人何塞·卡夫雷拉博士,他是西班牙最杰出的核物理学家,也是整个项目的灵魂人物。
参与原子弹研发的全部是西班牙的本土科学家,其他科学家只能参与核理论的探讨,无法参与原子弹的实验。
并非卡洛和西班牙不信任他们,只是在重大问题前,卡洛不得不为西班牙和全西班牙民众考虑。
“所有数据都确认完毕。”卡塔兰放下手中的数据表,转向卡夫雷拉,“引爆系统正常,监测设备正常,气象条件符合要求。”
卡夫雷拉点了点头,目光透过掩体的观察窗,望向远处那座孤零零的铁塔。他深吸一口气,然后缓缓吐出。
“开始实验倒计时。”
掩体里的气氛顿时紧张起来。所有人都屏住呼吸,盯着墙上的时钟。秒针一格一格地跳动,每一秒都像一个世纪那样漫长。
“十、九、八、七……”
卡夫雷拉的手放在引爆按钮上,指尖微微发颤。他知道,这一按下去,将开启人类历史上的一个全新时代。
“三、二、一。引爆!”
按钮随之被按下。
一瞬间,远处的沙漠被一道刺眼的白光笼罩。那光芒比太阳还要明亮,仿佛有人在地面上点燃了一颗新的恒星。即使透过厚厚的观察窗和防护镜,所有人还是不由自主地闭上了眼睛。
紧接着,一声沉闷的巨响传来。那不是普通的爆炸声,而是一种从地底深处传来的、让人五脏六腑都在震颤的低频轰鸣。声音传到掩体时,已经减弱了很多,但仍然让人感到一种原始的恐惧。
当白光消散后,人们重新睁开眼睛。远处,一朵巨大的蘑菇云正在缓缓升起。那朵云的颜色从橙色变成红色,又从红色变成灰褐色,最后在天空中扩散成一个巨大的圆环。爆炸点周围数百米内的黄沙被全部玻璃化,变成了一片焦黑的玻璃状物质。
掩体里沉默了很长时间。没有人说话,也没有人欢呼。所有人都在呆呆地看着那朵蘑菇云,看着这个他们亲手创造出来的怪物。
“成功了!”卡夫雷拉的声音沙哑,但却丝毫无法掩盖其中的喜悦和激动:“我们成功了!”
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掩体里终于爆发出了欢呼声。有人拥抱,有人流泪,有人瘫坐在椅子上大口喘气。数十年的努力,终于在这一刻结出了果实。
但欢呼声很快就被打断了。负责数据分析的卡塔兰盯着手中的数据表,脸色突然变得凝重起来。
“博士,您最好看一下这个。”
卡夫雷拉接过数据表,扫了一眼,眉头立刻皱了起来。他忍不住地将数据表检查一遍,发现没什么问题后无奈地叹了口气。
“发生了什么?”其他科学家围了上来,目光不解地看向卡夫雷拉。
“爆炸当量只有几千吨TNT。”卡夫雷拉的声音很低,“而我们最初的预估却有20万吨TNT的爆炸当量,这其中的差距巨大,我无法肯定我们的实验是成功的。”
欢呼声戛然而止。掩体里的气氛从狂喜变成了困惑和沮丧。所有人都无法相信这个结果。他们耗尽心血研发和制造出来的原子弹,实际爆炸威力只有预估爆炸威力的零头?
这可是足足数十倍乃至上百倍的差距,在如此巨大的差距面前,原子弹的实验可以说是失败的。
“会不会是测量误差导致的?”有人开始寻找新的方向。
卡塔兰摇了摇头:“我们用了三种不同的测量方法,虽然不同测量方法都有一定误差,但却都指向一个结果,实际爆炸只有数千吨TNT当量,这样的结果是毋庸置疑的。”
“我们对爆炸威力的估算是没有问题的。”卡夫雷拉沉思了片刻,开口说道:“这代表着大部分铀235并未产生反应,或许是我们的设计结构出现了问题。”
接下来的一个多月,核武器研发项目组的科学家们日以继夜地分析试验数据,寻找问题的根源。他们拆解了“瘦子”的设计图纸,重新计算了每一个参数,反复模拟爆炸过程。最终,他们找到了问题的答案。
枪式结构虽然是最简单的原子弹设计,但缺点也是致命的。当尾部的炸药引爆时,推动铀块嵌入的速度虽然很快,但铀块在嵌入过程中受到的冲击波会让铀235迅速膨胀。
密度下降导致铀235无法达到临界状态,大部分铀235在还没来得及发生裂变反应之前,就已经被剧烈的爆炸炸飞了。这就是原子弹爆炸威力远远低于预期的根本原因。
“我们必须改变设计思路。”卡夫雷拉在一次内部会议上总结道,“枪式结构靠一次爆炸推动铀块合体,但这次爆炸本身就会破坏裂变条件。我们需要一种更精细的方式,让铀235在裂变反应开始之前保持足够的密度。”
新的设计方案在激烈的讨论中逐渐成形。科学家们放弃了枪式结构,转而采用了一种全新的环裹式设计。这种设计的核心思想是:用分层爆炸的方式,从外到内逐步压缩核燃料,而不是一次性引爆。
新的原子弹被设计成一个椭圆形物体,内层是核燃料,外层包裹着多层炸药。引爆时,外层的炸药按照精确的时间顺序依次爆炸,产生的冲击波会从各个方向同时向内挤压核燃料。这种从外到内的分层爆炸有一个好处:冲击波会将所有的核燃料向内挤压,使铀235的密度在裂变反应开始之前达到临界值以上。推体采用容易变形的铝制成,可以确保接连不断的爆炸让更多的中子接触到铀235,从而显著提高铀235的利用率。
这个设计方案比枪式结构复杂得多。炸药层的厚度、引爆的时间差、外壳的材料——每一个参数都需要经过无数次计算和实验。但科学家们知道,这是让原子弹发挥出真正威力的唯一途径。
1932年1月,第二枚原子弹在西班牙南部的秘密工厂里组装完成。它的外形比“瘦子”短了很多,也粗了很多,看起来像一个圆滚滚的铁桶。科学家们一致决定将它命名为“胖子”。
“胖子”内部装载的铀235增加到了五公斤。按照新的设计测算,它的爆炸当量应该在一百万吨TNT以上,是“瘦子”预期威力的五倍。
1931年1月14日,撒哈拉大沙漠。
这一次的天气比上次更加糟糕,但核试验并没有被推迟。科学家们已经迫不及待了,他们想证明上次实验的问题已经被解决,他们并不想辜负卡洛对他们的信任。
实验很快开始,倒计时震耳欲聋,掩体里鸦雀无声。所有人的目光都集中在墙上的时钟上,有人紧张地不停咽着唾沫。
“三、二、一。引爆!”
这一次的光芒比上一次更加耀眼。即使隔着厚厚的观察窗,爆炸产生的光芒还是不自觉让人闭上了眼睛。
紧接着,大地剧烈地震颤起来。那震颤不是从脚下传来的,而是从四面八方同时涌来,仿佛整个地球都在颤抖。一声惊天动地的巨响接踵而至,那声音比雷声更猛烈,比火山爆发更恐怖,震得心脏都快要停止跳动了。
当白光逐渐消散,众人纷纷睁开了眼睛。远处的天空中,一朵巨大的蘑菇云正在以惊人的速度升起。蘑菇云的高度快要赶上天空中的白云了,甚至还在不断地向高空扩散。
爆炸点周围数公里内的黄沙被全部熔化,形成了一个巨大的玻璃化坑洞,在阳光下反射着刺眼的光芒。
掩体里再次陷入了沉默。实验看起来似乎是成功了,但这样的威力实在太过恐怖,让人不由自主地心惊胆战。
卡夫雷拉也拿到了实验的数据表,经过多次确定后,他终于松了一口气,向众人汇报道:“这次实验成功了,爆炸当量有约60万吨,考虑到测算误差的原因,与我们预估的爆炸当量已经相差不大了。”
掩体里爆发出了震耳欲聋的欢呼声。有人抛起了帽子,有人紧紧拥抱在一起,有人跪在地上泣不成声。多年的努力终于在这一刻得到了回报。
卡夫雷拉并未加入欢呼,而是透过望远镜看着那朵还在不断升高的蘑菇云,脸上露出了一种复杂的神情。
他知道,从这一刻起,人类的历史被分成了两截。核武器时代的降临,将彻底改变战争的形态,也将彻底改变世界的格局。
唯一值得庆幸的是,率先拥有如此可怕武器的并不是其他国家,而是他所热爱的,愿意为之付出一切的西班牙。