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第三十五章 電光石火



  緊貼在炸彈外殼的計時器走到五點鐘整,炸彈內部的裝置開始運作了。首先,高壓電容器開始充電,而分別置於炸彈兩端的氚氣容器上的小火藥此時點燃。這些小火藥推動活塞,將氚氣壓入一些細小的金屬管內,其中的一條管子通往初級反應體,而其他的管子則把氚氣導往二級反應體。這道過程並不需要特別快速的反應,其目的是將各種不同的氘化鋰和易於產生核融合反應的氚原子混合在一起。這道過程只花了十秒鐘的時間。

  五點零分十秒時,計時器發出第二道訊號。

  開始引爆。

  那些電容器開始放電,射出一道脈衝穿透電線到一個配電盤電路網中。第一條電線的長度是五十公分。只花了約十億分之十六點六六七秒的時間,這道脈衝就進入了一個有超精密扳機組的配電電路網中──其中每一個開關都是利用具有自動離子化及放射性的氪氣來控制超高精確度的放電時間的一種小型超精密裝置。利用脈衝壓縮的技術以提高其安培數,那個配電電路網可將原來的脈衝分別輸入七十條不同的電線裡,這些電線都是相同的一公尺長度。那些脈衝經過這些電線的時間剛好是十分之三個搖晃(等於十億分之三秒)。當然這些電線的長度必須完全相同,因為那七十個爆炸藥塊應該在同一個時間引爆。在這些超精密扳機組的精確控制,以及將這些電線切成相同長度的簡單卻有效方法下幫助,這倒是很容易達成的目標。

  那些脈衝同時傳到雷管。每一個爆炸藥塊各有三條獨立的雷管,而這些雷管都依原先預期的一樣,一個也沒有故障。這些雷管基本上都是由一些很細的電線製成,由於夠細,在電流抵達時,這些電線會自行爆炸。電脈衝傳到每個爆炸藥塊的內部,而自計時器送出第二個訊號之後,實際的引爆過程花了十億分之四點四秒。所造成的結果並不能算是向外爆炸,應該說是向內爆炸,因為爆炸的力量主要是向內集中。

  這些高爆炸藥塊事實上是由兩層不同成分的物質所製成,這兩層炸藥分別混有輕金屬及重金屬粉末。外層都是由引爆速度比較緩慢的炸藥所組成,其引爆速度是每秒鐘略超過七千公尺。在每個炸藥塊的雷管引爆後,衝擊波向四周傳播,迅速地抵達炸藥塊的邊緣。由於每個炸藥塊是由外向內引爆,所以衝擊波的波舌在炸藥塊裡內向傳播。在介於快慢速度不同的炸藥之間所含的氣泡──被稱為空腔──會將球形的衝擊波改成平面形狀,或者可以稱之為平波,變形後的衝擊波再度聚焦以配合其被稱為『驅動器』的金屬目標。

  每個爆炸塊的「驅動器」是一塊經過詳細加工成形的錸鎢合金。這些錸鎢合金被一股速度超過每秒鐘九千八百公尺(六哩)的力波撞擊。在這塊錸鎢合金內層是一層一公分厚的鈹金屬,再內層是一層一公釐厚的鈾二三五。即使這一層鈾遠比外層的錸鎢合金薄了許多,但兩者重量卻差不多。這整個金屬塊再向內部的真空運動,並且由於爆炸是對準其中心點,因此這個炸彈的相對部分實際的接近速率是每秒鐘一萬八千六百公尺(相當於十一點五哩)。

  所有炸藥及金屬管所對準的中心點是一塊重十公斤(二十五磅)且具有輻射性的鈽二三九。這玩意兒的形狀像個玻璃製的不倒翁玩偶,其頂部的開口由內向外彎曲到底部,構成了兩面平行的金屬壁。鈽二三九的密度原本就比鉛還大,現在又被內爆炸所產生的百萬個氣壓的壓力所壓縮,密度更加提高。這道手續必須非常迅速地完成。因為鈽二三九內也含有少量但不好處理的鈽二四○,後者甚至比鈽二三九更不穩定,很可能提早熾燃。原本平行的內外兩層金屬壁現在被壓擠在一起,並輪流被推擠向這個武器的幾何中心。

  這個武器的最後一個外部動作被稱為『拉鍊』。執行由尚完好如初的電子計時器送出來的第三個訊號,所謂的『拉鍊』是一個超小型的粒子加速器,這玩意是個外表像家用吹風機的超緊密的迷你離心加速器。這個加速器對著鈹金屬層發射氘原子。產生了大量運動速度是光速的十分之一的中子,並由一個金屬管導入俗稱為『大坑』的初級反應體中心。跟原來設計的一樣,這些中子抵達時,鈽元素的密度才剛好到其尖峰密度的一半。

  原本密度只有鉛的兩倍左右,這些鈽元素的密度現在已經是原來的十倍,而且還在向內加速前進。中子撞擊並進入了那個還在壓縮中的鈽元素塊。

  核分裂。

  鈽原子的原子量為兩百三十九,這表示其原子核內的中子及質子的數量總和有兩百三十九個。接下來發生的現象真可說是千百萬個原子中同時發生反應,但每一處發生的現象都完全一樣。一顆入侵的「慢」中子太過接近鈽元素的原子核,被一股維持原子核在一起的核力吸入了原子核內。中子被吸入一顆原子的中心後,改變了一大群原子核原來的能量狀態,使得後者變得不穩定。一度是很均衡的原子核開始瘋狂地旋轉,並因核力的起伏變動而產生分裂。在大部分的情況下,核分裂通常會有一個中子或質子完全消失,轉變成愛因斯坦相對論中質能方程所提出的能量,即「能量等於質量乘以光速的平方」。由這些粒子的消失所產生的能量,以伽瑪射線及X光輻射線的形態,或其他三十幾種較不重要的方式釋放出去。最後,分裂過的原子核再釋放出二到三個多餘的中子。這是一個相當重要的過程。原先只需要一個中子引發核分裂,原子核卻又釋放出二到三個以超過光速的十分之一的速度運動的中子──每秒鐘兩千哩──穿過密度是水的兩百倍之鈽元素塊。大部分先釋放出來的粒子,都會撞擊到其他的原子核。

  連鎖反應的意思只是代表這種過程是自動進行,因為過程中所釋放出來的能量,足以繼續維持反應,並不需要外界的協助。鈽元素的分裂是以一種被稱為「成倍」的階段進行。每個階段所釋放出的能量是前一個階段的兩倍,而接下來的一個階段又是原來的兩倍。原先開始只是少許的能量以及一點點的自由粒子在加倍、再加倍,而每個階段之間的時間是幾百億分之一秒。能量的增加率──即連鎖反應的加速性──被稱為「阿爾法」,分裂過程中最重要的變數。如果阿爾法數是一千,表示在每百萬分之一秒的時間內,能量加倍階段的次數是二的一千次方這個天文數字──這表示二這個數字自乘一千次。在分裂的尖峰時──大概在二的五十次方到二的五十三次方之間──這顆炸彈將產生十兆兆瓦的能量,相當於全世界發電能量的十萬倍。佛洛姆的設計只要求如此──而這只是這個武器的總設計輸出的百分之十而已。二級反應還沒開始。二級反應體的任何部分,還沒有被只在幾吋外的力量所影響到。

  但分裂過程才剛剛開始。

  以光速前進的伽瑪射線中,有些當鈽元素還在被衝擊波壓縮時,便已經跑到炸彈殼外。即使是核反應也得花點時間。其他的伽瑪射線開始撞擊二級反應體。大部分的伽瑪射線穿過一層氣雲,後者在幾微秒之前,還是那些化學炸藥塊,伽瑪射線將這些氣體加熱到任何化學方式都無法達到的溫度。這些氣體是由非常輕的原子所構成,例如碳和氧,加熱後它放出巨量的低頻率「軟性」X射線。到了這個階段,炸彈的運作完全如佛洛姆及葛森所計畫的進行著。

  分裂的過程直到十億分之七秒──零點七個搖晃──的時候,事情才開始出錯。

  鈽元素分裂所產生的放射線,照射在所謂的『大坑』幾何中心內,包圍在氚氣裡的氘化鋰。佛洛姆把氚氣的抽取步驟留到最後,是基於工程師保守的習慣。氚氣是一種不穩定的氣體,半衰期為十二點三年,這表示一定量的純氚氣在度過半衰期的時間之後,將變成一半的氚氣以及一半的氦三,氦三是自然界中第二輕的元素,其原子核內少了一個中子,因此會吸引經過的中子。只要將氚氣透過一個很薄的鋰元素過濾層過濾後,氦三元素很容易就被分離出來,但葛森不知道這一點。結果炸彈中有超過十五分之一的氚氣,根本就是不對的物質。若是氣體很純的話,後果可能更不堪設想。

  在附近的核分裂所產生的粒子密集撞擊下,使得鋰混合物開始收縮。原來這種物質的密度只有鹽的一半,現在已經壓縮成一種金屬狀態,密度超過地球核心的密度。現在開始的才真的是一種核融合反應,儘管不大,也會放出巨量的新中子,也使得更多的鋰原子變成更多的氚原子,後者在極大的壓力下產生核融合反應,並放出更多的中子。這些多出來的中子原本應該打擊在鈽元素塊,以產生更多的阿爾法射線,並至少使原來的核分裂反應的威力加倍。這種方式原本是第二代核子武器增加威力的第一種方式。但氦三的出現影響到融合反應,它的存在吸引住將近四分之一的高能量中子,變成對反應一點也沒有用的穩定氦原子。

  在接下來的十億分之幾秒的時間內,氦三的存在還沒有什麼影響。鈽元素塊還在增加其反應速率,並加倍其輸出能量,其阿爾法數的增加速率只能用天文數字來形容。

  能量現在湧入二級反應體。那些外層鍍有金屬的吸管變成電漿後,向內壓縮二級反應體。只有在太陽表面才能發現的輻射高能,此時汽化了並自橢圓面上反射回來,將更多能量帶向二級反應體,這被稱為Holraum。由吸管束所形成的電漿,向內撞擊在鋰化合物的第二個儲存槽上。就在二級反應體外的鈾二三八鰭片,也形成密度較大的電漿,向內部的真空運動,然後打擊並壓縮在中央容器四周的管狀鈾二三八容器上,裡面有最大量的氚及氘化鋰。這些力量十分可怕,被撞擊到的東西所承受的壓力,遠比正常星球的核心處還高。

  但還不夠。

  初級反應已經被削弱。由於氦三的存在,使得中子數不夠,原來爆炸藥塊的爆炸力量在達到平衡之後,就開始摧毀反應體。連鎖反應有一陣子是達到了平衡,但最後還是無法維持其幾何級數的成長速率;最後兩次連鎖反應的加倍效果完全喪失,而初級反應體原本相當於七萬噸黃色炸藥的總威力,此時被減半又減半,事實上只剩下相當於一萬一千兩百噸的高爆炸藥的威力而已。

  佛洛姆在環境及物資條件之限制下,已經盡可能設計出完美的武器。一個威力相同的武器的尺寸可能只有這顆炸彈的四分之一,但他對各部分零件的要求不僅僅是足夠而已,他為這顆武器的能量輸出設計了很高的安全係數。甚至於只要三萬噸的威力就足以引發二級反應體的「火星塞」開始大量的核融合反應,但實際爆炸的結果沒有達到三萬噸的威力。在技術上而言,這顆炸彈被稱為「啞彈」。

  但這也是一顆威力相當於一萬一千兩百噸黃色炸藥的啞彈。真由高爆藥堆起來,可形成一個長寬高各為七十五呎的立方體,至少要有將近四百輛卡車或是一艘中型的船才載得動──但那麼多的傳統炸藥,絕不可能像這樣有效率地加以引爆;事實上,像這種規模的傳統炸藥要爆炸實際上根本是不可能的。但不管怎麼說,這仍然是一顆啞彈。

  雖然尚無任何可以感覺到的物理效應離開炸彈殼,甚或卡車之前。炸彈的鐵殼大部分還保持原狀,儘管這種情況馬上就要改觀,而伽瑪射線早已經連同X射線射出車外,但這些是看不見的。三個「搖晃」前還是一千多磅的經過精密設計的金屬物,此時轉變成電漿雲,而可見光還未產生……然而,所有要發生的事情已經發生了。在不懂也不在乎其操作者目的之自然法則下,現在所剩下來的只是已經釋放出來的能量的重新分配而已。

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