整个原子弹的核心机构的话,那也太肤浅了。“盘古计划”本身是一整套的计划,从原子弹的原理,设计,制造,到投掷,几乎设计到了每一个环节,是一套完整的军事计划。同时,重水反应堆只是该计划的一个核心,除此之外,在基地的最下面几层还安装了十多万台离心机,另外还有一个爆炸实验室。可以说,这些机构都是“盘古计划”的重要组成部分。
在“盘古计划”才提出来的时候,大部分的科学家都认为铀235是唯一可以用来制造原子弹的原料。而在建立了重水反应堆之后,科学家才发现。钚239实际上也是用来制造原子弹的理想材料,而且其利用效率应该比铀235还要高,也就是说,用钚239制造原子弹应该更为理想。可是,钚239在自然界中是不存在的,只能在重水反应堆里产生,即铀巫在受至中子轰击之后发生质变,最后得到的产物就是钚239。
为了保证能够尽快制造出原子弹,帝国的科学家采用了两手并举的办法,一是大量生产离心机,用以提纯铀235,另外就是利用重水反应堆生产钚239。当时,除了谈仁皓所到达的这个试验基地之外,帝国还另外建造了四座重水反应堆,为了保险期间,这四座重水反应堆都是分散的,没有集中到一起。
这里就不得不提到高速离心机。因为铀235在铀元素的同位素中所占到的比重是想当小的,而且其化学性质与铀238几乎完全一样,也就是说,无法通过化学的方式进行分离。当时科学家找到的唯一办法就是利用两种同位素的质量差,用高速离心机来分离这两种元素,准确地说,是这两种元素的化合物。而离心机的工作效率并不高,而且需要经过多道,甚至是上百次分离之后。才能够得到纯度为80%左右的铀235,而要达到原子弹的标准。其纯度必须要在95%以上(实际上这仍然不够)因此,通过离心机来提取高纯度的铀235的效率是相当低的,就算当时有几万台离心机在不停的工作,也需要至少一年的时间才能够得到制造一枚原子弹所需要的核原料。也就是说,如果用铀235作为原子弹的核原料的话,其工业生产效率就直接影响到了原子弹的生产规模,这就迫使科学家转为用钚239来制造原子弹。
原子弹的设计也相当关键,其中最重要的就是起爆部分。
原子弹的爆炸原理其实并不复杂,简单地说,就是链式核反应。铀235原子核在受到中子轰击的时候,会分裂成为两个,或者是多个原子核,同时释放出两个,以及两个以上的中子,这些中子再轰击其他的铀235原子核,产生链式核反应。而在此分裂的过程中,铀235原子核的质量会减少。根据爱因斯坦提出的相对论,即能量等于物质质量与光速平方的乘积,损失的质量就全部转发为了光能,热能,辐射能等种种能量,从而产生巨大的破坏效果。
在这个原理上,最重要的就是要让链式反应持续地进行下去。而不能中断,这样才能够使原子弹起爆成功。实际上,正个反应过程相当快,几乎就是一瞬间的事情,持续时间用毫秒,纳秒计算。而要保证链式反应完成。就必须要使核物质的数量达到一定的限度,这就是“临界质量”只要达到或者是超过了临界质量,原子弹才能够成功引爆。如果达不到临界质量,就不会发生核爆炸,或者是爆炸威力降低很多,达不到设计要求。
准确地说,临界质量实际上是一个相对数,即质量与核反应材料的密度有直接关系。这正是引爆原子弹的关键技术,科学家在这上面花了很长的时间进行理论研究。而且,最终找到了两种比较可靠的引爆方式,一种叫“枪式”另外一种叫“内爆式”而这两种引爆方式都还没有进行过任何的试验,仍然停留在理论研究的基础之上,当然,在第一枚原子弹真正引爆之前,谁也不知道这些理论到底能不能变成事实!