1945年8月6日,美國在日本廣島投下了人類史上第一顆用於實戰的原子彈。


    原子彈投下後,在離地麵600米處爆炸,瞬間就產生了一個巨大的蘑菇雲。


    之後,火海和濃煙籠罩了全城,6000多度的高溫把一切都化為灰燼。處在爆心極點影響下的人和物像原子分離那樣分崩離析。離中心遠一點的地方,可以看到在一刹那間被燒毀的男人和女人以及兒童的殘骸,更遠一些的地方,有些人雖然僥幸還活著,但不是被嚴重燒傷,就是雙目被燒成兩個窟窿。在16公裏以外的地方,人們仍然可以感到悶熱的氣流。這顆原子彈當天就造成了廣島8.8萬人死亡,5.1萬人受傷和失蹤,對廣島這座城市來說是一個滅頂之災。


    曆史上,雖然美國是最先擁有原子彈的國家。但其實最先開始這項研究的卻是德國。


    1939年8月2日,受納粹迫害流亡到美國的愛因斯坦,給時任美國總統羅斯福的經濟顧問薩克斯寫了一封信。


    愛因斯坦在信中說:“希特勒可能正在研製一種新型炸彈,這種炸彈的威力非常大,可以在瞬間摧毀整座城市。因此,他希望薩克斯把這封信轉交給白宮,並建議羅斯福總統務必搶在納粹德國之前造出原子彈”。


    愛因斯坦的這封信到了薩克斯手上後,壓了十個星期才轉交給羅斯福。在此期間,德國閃擊波蘭,第二次世界大戰爆發。


    1939年10月,羅斯福看到信的內容非常重視,因為愛因斯坦在當時的學術界已經有很高的地位,被譽為“物理學之父”,所以羅斯福隨即便成立了一個由諮詢委員會。


    但是搞核能研發必然要耗費巨大的人力和物力。而當時的美國人隻關心賣資源、賣武器賺大錢,巴不得歐洲是越亂越好,根本沒人有興趣研發什麽核武器。如此一來,核武器的開發工作便荒廢了兩年。


    據傳聞,由諮詢委員會成立後,華盛頓當局隻批了6000美元的經費,這跟打發叫花子差不多,根本就不夠用。不過,隨著形勢發展,德國橫掃歐陸,並通過占領歐洲國家,具備了製造原子彈的鈾礦、加速器、重水等必要原料。更重要的是,當時的德國還有著名物理學家、量子力學的主要創始人海森堡。


    看這架勢,德國馬上就要造出原子彈了。在這種情況下,華盛頓當局終於對核武器的研發重視了起來。


    1941年12月6日即日本偷襲珍珠港的前一天,美國正式製定了代號為“曼哈頓”的絕密計劃,調動了一大批科學家秘密啟動的原子彈的研究。羅斯福對曼哈頓計劃非常重視。當時美國經濟已經轉向戰爭,沒有一家工業公司能在短期內完成有關生產設施的建設。於是羅斯福便將原子彈的研製和生產管理全部移交給軍隊,並給予這一計劃以高於一切行動的特別優先權。


    曼哈頓計劃上馬後,牽頭人有兩位,一個是軍方代表格羅夫斯上校,一個是物理學家奧本海默。


    格羅夫斯負責由同位素分離工廠和其他的研製生產基地的建設,奧本海默負責主持技術研發。


    二戰時期的美國科學家知道原子彈的原理,即利用核裂變鏈式反應放出的能量造成殺傷破壞。但知道原理和做出核武器是兩碼事。奧本海默主持技術研發之初,對困難估計不足,認為隻要六名物理學家和100多名工程技術人員就足夠了。但項目進行到1945年時,實驗室的人員規模達到了2000多名文職研究人員和3000多名軍事人員,其中包括1000多名科學家。


    為什麽核武器的研發製造這麽困難呢?


    因為引發核裂變的鈾有三種同位素,即鈾234、鈾235和鈾238,其中的鈾234和鈾238不會發生核裂變,中子轟擊它沒用,隻有鈾235這種同位素原子才能被中子炸開,引發核裂變。


    但自然界中的鈾礦大部分都是鈾238,鈾235少的可憐,要怎麽把少的可憐的鈾235從鈾礦中篩出來,這是個難題。


    當時鈾235的提純有三種方法及離心法氣體擴散法和激光法。科學家不知道哪種方法最好,隻得用三種方法同時進行裂變工作。這其中的離心法是將油變成氣體,因為鈾238比鈾235重了那麽一點點,於是科學家便用迴旋加速器讓這個氣體高速旋轉,被甩飛出去的部分就是純的鈾235。


    科學家在提純鈾235期間還發現238也有利用價值,並非不堪一用的廢物,在中子的轟擊下,它可以變成由239,由239衰變後轉為鎿239,鎿239衰變後又變成鈈239,而鈈239與鈾235一樣是可以裂變的。因此,鈾238也可以做原子彈的原材料。


    解決了材料問題,曼哈頓計劃的科學家們又發明了兩種核彈構型,一種叫槍式構型,一種叫內爆式構型。


    1945年8月6日,美軍投在日本廣島的小男孩就是槍式構型。


    這種設計通俗點講就是將兩塊處於亞臨界狀態的裂變材料分別放在彈頭和彈體兩端,引爆時,在化學炸藥爆炸力的推動下,兩塊核燃料迅速合攏,形成超臨界狀態,引發核反應,從而產生核爆炸。


    內爆式構型又叫壓緊型結構,內爆式的原理比槍式複雜,後來美軍投在日本長崎的第二顆原子彈胖子就是這種結構。


    胖子的最中心部分是一個直徑隻有40毫米大小的中子引發器,這個小玩意兒負責發射內部鏈式反應所需要的中子,包裹中子引發器的外層材料是由六公斤的鈈組成的球體。鈈239是一種高放射性元素,它比鈾235更加容易裂變,對過早點火特別敏感。所以槍式結構隻能用鈾235,不能用鈈239布的外層。還有一層用大量鈾238包裹的球體,這層材料的作用是在鈈239裂變時吸收逃逸出來的中子,並把它反射迴鈈球中,以此來提高裂變的效率。


    鈾238外是一層硼塑料,這層材料的作用是吸收緩慢移動的中子,防止胖子過早爆炸。硼塑料外還有一層厚厚的鋁球,鋁能吸收外層炸藥包爆炸所產生的衝擊波,並向內轉換為壓力,均勻壓縮內部的核燃料,起到一個推進器的作用。而鋁外層還有一層由快速炸藥與慢速炸藥組成的炸藥包,每一塊炸藥包都插入一根電雷管。炸藥包外層就是鋼殼,由於是層層包裹的球體,所以便被稱為胖子。


    這枚核彈在引爆是利用彈體前端的供電單元點火裝置,將電流輸送至每一根電雷管上。雷管引爆外層的快速炸藥包衝擊波向內爆炸,又引爆慢速炸藥包。由快慢炸藥爆炸產生的凹型衝擊波壓碎著最中心的中子發射器,並向包裹它的鈈239球體釋放出大量的中子。鈈239受到中子後,會分裂出兩個鈈原子與三個中子,分裂後的三個中子又會繼續去撞擊其他的鈈原子。與此同時,包裹鈈239外層的鈾238能吸收逃逸出來的中子,然後把它反射迴鈈239球體內,提高裂變效率,然後繼續分裂,繼續撞擊,威力驚人。


    1945年7月16日,人類首顆原子彈瘦子在新墨西哥州的荒漠中成功炸響,一團巨大的火球升上天空,美國的整個西部都聽到了聲響,很多人都驚奇的以為太陽提前升起來了。


    瘦子其實並不瘦,它的結構和胖子一樣,都是較為複雜的內爆式,威力大,效率高。


    首枚原子彈試爆成功後,奧本海默當場念了兩句詩:“如果天際有1000個太陽同時閃耀,也許才堪比他的輝煌。現在我變成了死神,世界的毀滅者”。


    當時羅斯福已經去世,繼任總統杜魯門得知試爆成功後非常高興。盡管科學家們此時隻能證明內爆式的鈈彈試爆成功,對槍式構型的鈾彈還沒有把握,但杜魯門決定不等了,他相信采用槍式構型的鈾彈一定可以炸響。對此,杜魯門決定拿日本做試驗場,試試小男孩的威力。


    好了,這就是著名的曼哈頓計劃。美國人製造出來三枚原子彈,全都成功炸響,也扔到了他該扔的地方,處決了他該處決的對象。


    這三枚原子彈的出現,促進了第二次世界大戰的結束。但是我們要明白,原子彈的出現就像是潘多拉打開了魔盒。用愛因斯坦的話說,如果我知道德國人無法成功開發原子彈,我就不會做任何事情。我們因此走向難以想象的災難。


    二戰結束後,核武器的巨大威力被全世界所熟知,隨之而來的就是可怕的核軍備競賽。


    1949年8月29日,蘇聯人引爆了他們的第一顆原子彈。其後,在相互確保摧毀的戰略思想影響下,美蘇兩個超級大國瘋狂製造核武器,給全世界人民造成了抹不去的陰影,與此同時,核武器的泛濫也讓人類明白,如果爆發第三次世界大戰,將沒就勝者隻有自我毀滅。


    幸運的是,無論是美國、蘇聯還是後來居上的擁核國家,大家都足夠理智。雖然後來的科學家們又製造出了很多的原子彈和威力更大的氫彈,但這些大殺器從來沒有真正使用過。


    人類唯二用於實戰的核彈就是美國送給日本的兩顆,一直到現在。

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