科技材料汇编

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这一阵子，将在这个主题下整理一些科技材料，作为资料保存

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这些材料包括：中子输运，基于动能和斯泰藩-玻尔兹曼方程的能量分布，辐射流体力学，光子输运，中子反应截面，铀矿的开采与加工，铀的浓缩，钚的生产与提取，氚的生产与维护等现代科技知识。

先来一份英文资料：Los Alamos Primer



这份英文资料Los Alamos Primer是1943年4月5日到14日由美国物理学家Robert Serber在曼哈顿工程时期所编写，在1965年这份资料被解密，经加大贝克利分校的Richard Rhodes整理后由加利福尼亚大学出版社所公开发行。

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关于上面五个文件的说明：

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该文档包含了几个比较重要的用于裂变装置和聚变装置中的数学模型及其计算方法。

其中，关于原子弹的中子输运过程，原子弹爆炸时的能量分布形式以及关于引发氢弹爆炸的能量输运过程，都是核武器设计中的技术要点和难点，也是在公开出版物上极为罕见的详细科技资料。

由于本书中的这些数学模型建立较早，基本上都是中国60年代初期的技术水平，同今天的先进核武器设计中所使用的数学模型相比还是十分落后与简陋的。

比如说，对于中子输运过程，本书中使用的就是最简单的球形定态中子输运模型，在技术水平上类似于美国40年代曼哈顿工程时期的水准，而今日的先进核武器早已使用非球形初级，因此所采用的数学模型也要大大先进于本书所简介的球形定态模型。

不过，在这本书中所蕴含出的某些信息，比如说二维辐射流体力学方程，则是在公开出版物中极难见到的，该方程用于最关键的氢弹设计之能量输运计算，属于从原子弹到氢弹的最核心的技术难题之一，也是突破氢弹技术的核心。限于当时的技术水平，在该书中所使用的能量输运，仍然还是采用X射线透镜组来完成的（根据数据，可以估计该透镜组是使用铝和铜两种金属所制造），而今天的先进核武器，早已是同时结合X射线透镜和X射线反射镜来进行的，从而能够获得更高的能量输运效率，进而加大氢弹的比威力。

但是，本书中的关于原子弹爆炸时的能量释放分配形式，到今天基本上仍然还是没有过时。由动能方程和黑体辐射方程所联立而得出的结论，清晰地显示出了原子弹爆炸时的两种最重要的能量释放形式，进而为氢弹设计中的能量输运提供强有力的科学数据。

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完整的核武器设计，需要解决下列问题：

1. 爆轰过程

2. 初级核材料被压缩时的中子输运过程

3. 初级核材料产生链式反应时的能量释放过程

4. 从初级到次级的能量输运过程

5. 次级在辐射内爆中被压缩的过程

6. 次级产生热核反应的过程

7. 次级的能量释放过程

基本上，有了头三个过程的详细研究，就可以设计出比较初级的原子弹来，有了全部的这七个过程的详细研究，就是可以设计出比较初级的氢弹来。

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看到题目。哥哥我有点头晕。
南哥，我崇拜你。

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瑞典学者对1976年中国氢弹试验所做的放射化学分析，原文载于美国普林斯顿大学的网站上

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该书比较详细地介绍了PUREX工艺，也就是所谓的乏燃料棒后处理技术，这项技术的军事意义主要是生产军用钚。

不过，值得一提的是，乏燃料棒后处理生产军用钚的前提条件是必须有石墨堆或重水堆，而在当今的国际形势下，普通的第三世界小国的反应堆恐怕还没等完工，就可能会被超级大国的巡航导弹所摧毁。在2007年，以色列曾经轰炸叙利亚的一个设施，理由就是叙利亚在那里依靠朝鲜的技术援助来秘密制造核反应堆。

另外，尽管今天的几个核大国都是采用PUREX工艺来大批量生产军用钚，但是，这个工艺的流程中，会导致一些放射性气体氪-85的释放。今天的几个超级大国早已基本上建立了全球的监控网络，通过监控这些氪-85放射性气体，超级大国可以十分准确地推算出第三世界小国何时进行了乏燃料棒后处理，甚至连处理的规模乃至处理厂的地理位置都可能相当准确地推算出来。

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这个PUREX工艺流程最早于1947年由美国芝加哥大学所申报专利，此后，由于这个工艺技术的种种优越性，因此被各个大国所广泛采用。从美国到苏联，从法国到中国，那些专门用于生产军用钚的生产堆所产生的大量乏燃料棒，都是被送到相应的后处理设施中进行PUREX工艺处理。

对于他们的军工业来说，PUREX工艺所能够产生的最有价值的产品就是二氧化钚，这些二氧化钚将被进一步地还原成金属钚，然后再来合成出钚镓合金，进而被加工成核武器的关键部件。

限于今日的现实国际政治形势，对于第三世界小国来说，采用石墨堆或重水堆来生产乏燃料棒，然后再来使用PUREX工艺来生产钚元素，这个流程虽然在技术上是毫无问题的，而且技术门槛也并不是真的很高，但是在政治上却是问题多多。

特别是由于核反应堆的体积大，周期长，很难保密，再加上乏燃料棒经过PUREX工艺时会释放出氪-85特征气体，因此从政治意义上讲，对于今天的第三世界小国来说，类似方案并不实用。

超级大国很可能在第三世界小国的核反应堆和乏燃料棒后处理设施尚未完工时就出动军事力量来进行一次“外科手术”式打击，比如说美国的战斧式巡航导弹，B-2隐形轰炸机或者是中国的苏-30战斗机等等，都是非常适合执行类似的外壳手术式打击任务。

为了解决这个问题，更实用的方案是采用铀浓缩方案。

同建造生产堆与乏燃料棒后处理设施相比，采用铀浓缩方案最大的优越性在于设施占地面积小，工期短，整个流程不会释放出放射性特征气体，非常便于保密，是一个比较切合第三世界小国的实际国际政治态势的有效的方案。

生产堆与乏燃料棒后处理设施的技术优点是耗电少，生产量非常巨大，平均造价相对低廉，生产出的钚元素更有利于核武器的小型化，还可以生产出对于先进核武器来说不可或缺的氚元素。但是，体积大，工期长，在后处理过程中会释放出特征气体，很难保密。

铀浓缩方案的主要优点是体积小，占地面积小，可以分散布置，工期短，不会释放出放射性气体，有极佳的保密性。但是，耗电相对较大，平均造价较高，产量也不是很高，对于核原料的利用率比较低，生产出的高浓缩铀不太适合于高级的核武器小型化，也无法生产出重要的氚元素。

对于今天的第三世界小国来说，最好的方案也许是两步走，先铀弹，后钚弹，类似于巴基斯坦或者是中国的技术道路。利用铀浓缩方案保密性非常好的特点，先突破核门槛，然后再来以半合法有核国家的身份来开始大造生产堆与乏燃料棒后处理设施。

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关于铀浓缩方案，核心关键技术技术主要是包括有六氟化铀的制造与离心机的制造。在未来几天内，将进一步给出相关铀浓缩方案的一些资料。