世界上首枚实战型原子弹,在爆炸前的40秒发生了什么?
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  世界上首枚实战型原子弹,在爆炸前的40秒发生了什么? (图)

来源:光明科技网  发布时间: 2018-11-14 作者:

  准备挂载到B-29轰炸机弹舱内的“小男孩”

  图片来自网络

  1945年8月6日上午8时15分17秒,美国陆军航空兵第509混合大队指挥官保罗•蒂贝茨上校,驾驶代号“伊诺拉•盖伊”的B-29型轰炸机,在日本广岛上空9400米的高度,投下了人类历史上第一枚用于实战的原子弹——“小男孩”。

    经过44.4秒的平抛运动后,这枚原子弹在广岛市中心的医院上空,约580米的高度爆炸。

  图注:准备挂载到B-29轰炸机弹舱内的“小男孩”

  图片来自网络

  关于此次核攻击的一些情况,例如原子弹“小男孩”的爆炸威力、对广岛市区的毁伤和人员伤亡等方面,有很多同好都写过,笔者就不在此过多赘述。

  本篇文章,就来聊聊一个较为冷门的内容,原子弹“小男孩”从离开轰炸机到爆炸,所经历的44.4秒,其弹体内的装置是如何工作的?

设计简单的“小男孩”

  “枪式起爆法”的过程

  图片来自网络

  原子弹“小男孩”,是由美国物理学家弗朗西斯•伯奇的领导小组开发的一种采用“枪式起爆法”设计的铀弹。这种原子弹在引爆时,需要利用无烟火药爆炸时产生的能量,让两块低临界质量的铀-235撞在一起,达到超临界状态,引发核爆炸。因为这个引爆过程非常像枪械发射子弹击中目标,所以被称为“枪式起爆法”。

  “小男孩”不简单的起爆系统

在开发原子弹“小男孩”时,设计人员通过计算得出一个结论——如何能让“小男孩”在目标上空580米的高度爆炸,此时它的破坏力将最强。为此,设计人员给“小男孩”设计了一套复杂的起爆系统,这套系统由计时、气压和雷达高度计三部分装置组成,它们会在“小男孩”被投放的瞬间依次开始工作,让其在预定的情况下爆炸。

  正在进行组装的“小男孩”

  图片来自网络

  “小男孩”的定时装置

  当原子弹“小男孩”与轰炸机弹舱内的炸弹挂架脱离时,与弹舱内部相连接的电源线插头就会断开,随后,原子弹内部的电源开始为内部装置供电,同时启动定时装置。

这个定时装置仅工作15秒,目的就是防止原子弹提前爆炸,以保证投放它的轰炸机有时间脱离。定时装置关闭时,原子弹与轰炸机之间的距离约为11000米。

  升降机正在将“小男孩”送入B-29轰炸机的弹舱内

  图片来自网络

  “小男孩”的气压装置

  定时装置工作15秒后关闭,气压装置开始工作。在气压装置开始工作的同时,雷达装置也开始通电。原子弹“小男孩”内部的气压装置,其实就是覆盖着金属薄膜的真空室。

随着原子弹高度越来越低,金属薄膜会在大气压的挤压下逐渐变形。设置气压装置的目的,主要是为了延迟雷达装置开始工作的时间,防止其出现问题过早引爆原子弹。

  已经挂载到B-29轰炸机弹舱内的“小男孩”

  图片来自网络

  “小男孩”的雷达高度计

  在原子弹“小男孩”下落到距离地面2000米的高度时,金属薄膜闭合电路,气压装置停止工作,雷达高度计开始工作。

  这里所使用的雷达高度计,实际上就是用AN / APS-13尾部报警雷达,这是由轰炸机使用的雷达改造而来的。当雷达高度计探测到原子弹已经下落至预定高度时,就会击发布置在原子弹尾部的三个Mk15 Mod 1型引信。

  引信被击发后,会立刻将后膛中放置的四包无烟火药引爆。火药爆炸时产生的能量,会将布置在原子弹尾部处于低临界状态的铀-235,也称之为“子弹”,发射出去。

  这个空心圆柱体,会通过长度为1.8米炮管,射向位于原子弹前部的另一块铀-235。在与前部的铀-235块碰撞时,速度已经达到300米/秒。

  在这样的速度下,两块低临界质量的铀-235在相撞后10毫米就可以发生链式反应,达到超临界状态,引发核爆炸。

  

 

 

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