他们发现了核裂变的秘密(下)
惊天动地的降生
1942年秋天,在奥本海默的提议下,位于新墨西哥州的洛斯-阿拉莫斯成为建造新实验室的地点。经过前后3年多的努力,1945年7月16日凌晨5时30分,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的沙漠地区爆炸成功。爆炸留给人们的第一个印象是强烈的闪光,在半径32千米内,它相当于几个正午的太阳;随后形成一个巨大的火球,颜色在不断地变幻着,历时十几秒钟,照亮了附近的每一座山峰。接着,这个火球变成蘑菇云,并上升至3000米以上才熄灭。最后是一个巨大的云团,以可怕的力量汹涌澎湃地上升。大约30秒钟后,暴风开始向人们和建筑物冲击,随之而来的是强烈、持续的怒吼,大地在颤抖,仿佛预告世界末日的降临,人们感到自己的渺小。
善于以简单实验说明物理问题的费米,在此之前专门查阅了有关爆炸力的军工手册,并准备了几张纸片。当冲击波到来时,费米像往常做实验一样,表现得很自信。只见他把手中的碎纸片向地面撒去,冲击波袭来时,碎纸片被吹出好远。费米跟踪着它,似乎忘掉了周围的一切……当费米量过纸片移动的距离后,很快就说出了这次爆炸的威力,约2万吨TNT炸药。他的测算结果和后来仪器计算结果非常接近。
“小男孩”发威
1945年7月25日,杜鲁门做出了一项重要的决定,如果日本拒绝接受波茨坦公告,就对日本使用原子弹。美军最初的投掷目标达17个城市之多,广岛最终被定为首选是因为它是重要的军事要塞,而且是日本除京都外,当时未受美国空袭的最大城市。
8月5日提尼安岛,原子弹“小男孩”被水压梯举起并安装到位。这颗炸弹的外壳由黑钢片制成,重达4400千克,像“一个延伸长的鳍状垃圾桶”。“小男孩”被配备好雷达、计时器和气压计,然后被安装到B-29轰炸机上,用链条固定。庞大的B-29轰炸机为银色,机翼长43米,机身上的名字闪闪夺目——Enola Gay。
6日零点,最终指示下达。当时广岛居民看到了两架飞机,但不以为意,街上有人在照常行走。广岛时间上午8点15分,由计时器和气压计扣动扳机,原子弹爆炸了。
起飞之前,飞行员保罗·蒂贝茨曾问奥本海默:“扔下炸弹后,我们该如何尽快远离它?以往都是扔下后直接向前飞行。”奥本海默说:“你们不能直接前行,因为炸弹爆炸时你们正好在它的上方,没有人会知道你们在那里。你应当以正切角159度(两个方向都行),立即离开正在扩大的冲击波。”所以当原子弹在广岛上空1000米爆炸时,轰炸机已飞到18千米以外,但它还是被击中般摇晃并吱吱嘎嘎作响。
广岛原子弹没有形成蘑菇云。它形成的东西像一条细绳往上冲,漆黑漆黑的,有光亮和颜色。爆炸过后是死一般的寂静。接下来,地狱般的景象惨不忍睹:气温高达2980℃,爆炸中心附近的受害者瞬间蒸发,昏迷中的幸存者像梦游一样行走。一刹那间,广岛这座城市不复存在了。
8月9日,美军又在长崎投下另一颗原子弹“胖子”,长崎是日本最大船舶制造和修配中心之一。长崎遭原子弹轰炸给了日本一个印象,即美国还有更多的原子弹将要使用。第二天,日本就开始了投降谈判。
核武器:人类的噩梦
广岛、长崎原子弹爆炸后,1949年8月29日,苏联第一颗原子弹也试验成功。随后的十几年中,英国、法国、中国相继宣布拥有原子弹。
1952年11月1日,美国在太平洋的马绍尔岛比基尼环礁上试爆成功了第一枚氢弹,这枚氢弹为1040万吨梯恩梯当量,相当于投向日本广岛那颗原子弹威力的800倍。在几百米高钢架上起爆之后,整个小岛连同钢架都在巨大的爆炸中沉入太平洋深处,全世界为之震惊。在国际核竞赛中,上个世纪80年代中期世界核武器储备达到顶峰。目前世界上的核武器总数估计约为1.7万个可用核弹头,综合爆炸威力相当于1945年8月投放的两枚原子弹的12万倍,可毁灭地球几十次!
今天,世界陷入了新一轮的核竞争之中,继印度、巴基斯坦、以色列等国纷纷宣布他们拥有核武器后,另一些国家正在尝试制造核武器。实际上,只要愿意,任何一个工业发达的国家都可能拥有核武器,造一颗原子弹在21世纪已经不算尖端科技。但人们切不可忘记,在一颗拥挤的脆弱的星球上,如果试图毁灭别人,也将毁灭自己。但愿这种核威慑“陈列品”早日从地球上消除。
核武档案
原子弹 原子弹是利用重核裂变释放出巨大能量来达到杀伤破坏作用的。它使用的装料有铀-235(16千克~25千克)和钚(bù)-239(5千克~10千克)。起爆前,核装料在弹内分成几块,每块都小于临界体积(能使链式反应不断进行下去的核装料最小体积),而它们的总体积却大大超过临界体积。爆炸时先引爆普通炸药,利用爆炸的挤压作用,将几块核装料迅速合拢,使总体积大于临界体积。核装料释放的中子引发裂变链式反应,在百万分之一秒内释放出巨大能量。
根据引发机构的不同,原子弹分为两种:一种是“枪式”原子弹,它容易制造,但核装料的利用率低,如投在广岛的“小男孩”,内装50多千克铀-235,但核装料的利用率不到2%。另一种是“收聚式”原子弹,它结构复杂,技术要求高,核装料的利用率达20%,如投在长崎的“胖子”,内装20千克钚-239,利用率约6%。现代原子弹多采用以上两种的混合型,核材料利用率高达80%,威力更大。
氢弹 氢弹利用轻核聚变释放出巨大能量来达到杀伤破坏作用。它的核材料可以是氚和氘(dao),也可以是氘化锂-6。氢弹必须用一颗小型原子弹作为引爆装置。
中子弹 又称“加强辐射弹”,与上面两种核武器不同,它利用中子和γ(伽玛)射线的强穿透力为武器,起到“杀人不毁物的作用”,所以又称“加强辐射—弱冲击波弹”。
核武器的杀伤力 冲击波(占总释放能量的二分之一)、光辐射、贯穿辐射、放射性污染和电磁脉冲等5种。前3种作用时间很短,第4种时间较长,最后一种不到千分之一秒。
张美婷