三大尖端项目中,“烛龙计划”的难度最大,进展也最为关键。1942年初,龙渊基地一号实验室,核物理学家恩斯特·韦伯和莉泽·迈特纳带领团队,开始攻克铀235提纯这一核心难题。
铀235是制造原子弹的关键原料,但天然铀中,铀235的含量仅为0.7%,其余99.3%都是难以裂变的铀238,必须通过复杂的工艺将铀235提纯到90%以上,才能作为武器级核原料。兴南的科学家们采用了气体扩散法和电磁分离法相结合的技术,建立了大型铀浓缩工厂。
气体扩散法的原理是利用铀同位素在气态下的扩散速度差异,将铀235分离出来。但这种方法需要巨大的厂房和大量的电力,而且分离效率极低。为了提高效率,韦伯团队设计了多层扩散膜,将扩散级数从100级增加到200级,同时优化了扩散膜的材质,采用了耐腐蚀的镍合金,提高了扩散膜的使用寿命。
电磁分离法则是利用铀同位素在磁场中的偏转半径差异进行分离。这种方法的分离效率较高,但需要强大的电磁铁和精密的分离设备。迈特纳团队与来自西门子公司的电子专家合作,研发了大功率电磁铁,磁场强度达到了1.5特斯拉,同时改进了分离槽的设计,提高了铀同位素的分离精度。
铀浓缩工厂的建设和运行,需要消耗大量的电力。为了满足需求,楚阳下令在龙渊基地附近新建两座大型水电站,总装机容量达到50万千瓦,专门为铀浓缩工厂和核实验室供电。同时,兴南还从掸邦高原和克钦邦的铀矿中开采铀矿石,通过秘密铁路运输到龙渊基地,确保核原料的供应。
1944年1月,铀浓缩工厂成功提纯出第一公斤武器级铀235,纯度达到99.2%。当韦伯教授拿着装有铀235的密封容器,走进楚阳的办公室时,楚阳激动得站起身,紧紧握住了他的手:“韦伯教授,恭喜你!这一公斤铀235,是兴南的希望,是华人的未来!”
铀235提纯成功后,核爆装置的设计成为下一个关键难题。原子弹的核爆装置主要有两种结构:枪式结构和内爆式结构。枪式结构相对简单,但对铀235的用量要求较高,而且容易出现提前引爆的风险;内爆式结构则通过炸药的精准引爆,压缩铀核心,实现链式反应,对铀235的用量要求较低,爆炸效率更高。
韦伯团队经过反复论证,决定采用内爆式结构。这种结构需要将高爆炸药制成球形,围绕在铀核心周围,通过精确控制炸药的引爆时间,产生均匀的冲击波,将铀核心压缩到临界质量,引发链式反应。但要实现炸药的精准引爆,难度极大——需要将炸药分成数十个起爆点,每个起爆点的引爆时间误差必须控制在百万分之一秒以内。
来自法本公司的炸药专家海因茨·施密特,带领团队研发了高性能的塑性炸药和精准起爆系统。他们将炸药分成32个起爆点,每个起爆点都安装了微型定时器和雷管,通过无线电信号同步引爆。经过无数次模拟试验,起爆系统的精度终于达到了要求。
1944年3月,兴南第一枚原子弹“烛龙一号”完成总装。这枚原子弹采用内爆式结构,总重5吨,铀235核心重量为6公斤,爆炸当量相当于2万吨TNT炸药。原子弹的弹体呈球形,直径1.5米,外部包裹着厚厚的铅板,用于屏蔽核辐射。
1944年3月28日,南太平洋所罗门群岛以东的无人海域。夜色如墨,海风卷着咸腥的浪涛,拍打着兴南海军“沧溟”号特种运输舰的船舷。这艘经过深度改装的万吨运输舰,甲板上覆盖着厚重的伪装网,舰艏悬挂着中立国瑞士的旗帜,实则是兴南“烛龙计划”的核心运输载体——舰体内部的密闭舱室里,静静躺着兴南第一枚原子弹“烛龙一号”。
舱室中,核物理学家恩斯特·韦伯正用德语低声叮嘱技术团队:“检查铀核心的密封状态,确保引爆装置的线路连接无误。记住,倒计时一旦开始,任何人不得靠近核心区域,所有操作通过远程控制台完成。”他的额头上渗着细密的汗珠,尽管经过无数次模拟实验,但这是人类历史上少数几次真正的核爆尝试,容不得半点差错。
“烛龙一号”通体呈银灰色圆柱形,长4.8米,直径1.2米,总重5吨。弹体头部装有精密的气压引信和雷达测距装置,内部的铀235核心经过千余次提纯,纯度高达99.7%,足以保证链式反应的完全爆发。按照设计,这枚原子弹的爆炸当量相当于2万吨TNT炸药,足以在瞬间摧毁一座中型城市。
此时,在“沧溟”号后方80海里处的巡洋舰上,兴南国总统兼军委会主任楚阳正站在舰桥的观测窗前,手中握着一副高倍望远镜。他身着深灰色海军制服,肩上的将星在夜色中泛着冷光。身边站着统调局局长杨金秀、镇南纵队司令楚强,以及龙渊基地的总工程师利奥·西拉德。
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