第四百二十一章 核工程狀況
第421章 核工程狀況
人類發現放射性元素的過程頗為漫長，意識到放射性元素能夠用於裂變武器的過程同樣漫長。
如果單純從理論層面出發，完成相應的實驗和研究並意識到原子能武器的可能性，肯定需要非常漫長的時間。
大明乃至現在這個世界上，相關的理論研究都還不完善，只是在朱簡烜的指引下進了個門。
但這不妨礙朱簡烜帶著工匠們直接上手，把相關的成品直接做出來。
朱簡烜是個穿越者，本來就知道原子能武器是可以實現的，還知道大概的原理和方向。
知道某項東西是可以實現的，就是穿越者的最大仰仗。
那麼朱簡烜就可以走經驗科學的邏輯，直接動手做東西的同時完成理論總結。
人類歷史上的絕大部分時期，科技革命及以前的絕大部分技術，都是經驗科學的路線上走出來的。
那時候的科學原理就是「對自然規律的總結。」
就是人先摸索著去做，確認怎麼做可以成功，在成功的過程中總結規律，
再用規律反過來指導後續的動作，確保後續動作的成功率。
近現代科學的最重要的標誌性的特性，是「對自然規律的抽象化精確表達」。
比如說，古人就已經觀察到不同顏色的火焰產生的熱度不同，知道他們能形成不同的灼燒效果。
而近代科學要做對火焰的溫度做量化，具體到多少的刻度的時候顏色會變化，灼燒的物品會發生什麼變化。
古典經驗科學是定性分析，知道發生了什麼，現代科學要做定量分析，做具體完整的細節復原。
最後再將整個過程的變化抽象化，用儘可能簡潔準確的公式和描述去說明變化條件。
但並不是說，經驗科學在現代科學中就沒有用了，它仍然是科學的基礎。
如果連方向都沒有辦法確定，度量就根本無從談起了，自然也沒有辦法做抽象化描述。
就算是到了新世紀，搞飛行動力研究的人，仍然要依賴風洞試驗。
就是要通過實際的觀察，分析什麼設計更合理。
超算模擬核試驗的前提，也是已經獲得了具體的核爆數據，然後才能用數據為基礎建立模型去分析。
如果沒有基礎數據，或者憑空腦補數據，那模擬結果也沒有意義。
理論科學肇始於經驗科學，不斷地深入發展出了各種新技術，甚至讓人感覺宛如神跡的抽象化的技術。
但是，在一個「方向」下的量的研究是有其極限的。
比如說矽半導體的極限已經近在眼前了，在逼近極限的過程中，每年的實際升級幅度會不斷降低，直到停滯。
必須尋找到新的材料，才有可能出現跨越式的發展。
怎麼找到新的材料？材料研究是非常混沌的學科，因為現在還沒有成熟的全面的理論作指導。
所以在測試前無法準確預判結果，只能根據經驗預估個大概可能性。
具體成果如何，還要去試過才知道。
整個過程宛如煉丹，反覆不斷地改變條件去嘗試，這種方法當然非常的燒錢也燒時間。
而這個過程就是在積累經驗，在模糊和混沌中尋找成果。
找到可能的結果之後，再將過程描述出來，以便於後續能夠復現。
同時在這個過程中發現不同材料可能引發的現象，總結這個「煉丹」規律。
朱簡烜現在能做的事情，就是直接把方向直接拿出來，讓工匠們完成度量的工作。
並在這個過程中，形成準確的抽象化表述，完成他們的理論研究。
人類最前沿的科技工程，粒子對撞機的本質上就是用石頭砸石頭，觀察會有什麼樣的效果。
只不過用來砸的兩塊石頭都是高度特化的。
現代人工智慧研究，也是在模糊中前進的，正在形成理論，而不是已經有了理論。
由於教育體系對「科學思想」這個概念的過度推崇，導致很多現代人過度鄙夷經驗科學的概念，也導致很多人對科學發展的過程產生了誤解。
古往今來的科學發展過程，絕大多數都是先有了技術，再從技術中總結規律，再根據總結規律的思路形成思想。
而不是先有思想，由思想產生規律，再由規律引出技術。
科學原理是對自然規律的總結，科學思想是對總結自然規律的方法的總結。
朱簡烜對原子彈的研究準備，如果儘可能的追根溯源的話，甚至可以一直提前到吳國時期。
朱簡烜在澳洲當吳國國王的時候，就已經安排了澳洲鈾礦的開發準備工作。
從南澳府也就是朱簡烜前世的墨爾本地區開始，沿著海岸線向西八百公里，有一個規模更大的海灣。
海灣中間伸出一個半島，將大海灣一分為二，東部海灣的東側，有一段海岸山脈，山腳下的降水量比其他地方略多。
吳國的澳洲開拓期間，安排移民在這裡建設的軍屯衛所山海衛駐地，現在已經變成了山海府城。
負責管轄大海灣周邊的開拓區，以及深入內陸的大面積的半乾旱地區。
這個山海城大概在朱簡烜前世阿德萊德的位置，從這裡向北方內陸挺近五百多公里，就能找到澳洲最大的鈾礦了。
所以朱簡烜對山海衛的建設，當初就稍微多給了一點關注和支持。
不過任何人都想不到，這個地方的開發和建設，跟後來的具體的鈾礦開發有什麼直接關係。
實際上直到十幾年以前，朱簡烜才正式安排軍隊負責，完成了當地的礦場勘探。
然後修建了鐵路和公路，準備好了工程機械，建設了廠房設施。
鈾礦開採出來之後，在原地完成初步的礦石處理，送到山海城的工廠完成浸出提煉。
獲得相對純淨的鈾化合物，重鈾酸鹽黃餅。
黃餅裝船送往大明本土，在順天府城東八十多公里外的薊州城外，通過化學方法轉化成六氟化鈾。
從礦石開採開始，直到化學轉化的這一步，其中所含的鈾元素都有三種同位素。
鈾238、鈾235，鈾234，類似氫的氕、氘、氚三種同位素。
三種同位素中，可以比較簡單的形成鏈式反應，可以用於早期原子能武器的只有鈾235一種。
而天然鈾中的鈾235隻有大概0.72%的比例。
剩下的絕大部分都是鈾238，占比高達99.275%，都無法直接用於原子能武器生產。
只能用來製作貧鈾彈，或者作為三相彈的外部塗層。
最後的0.005%是鈾234。
原子能武器生產技術中，最為重要也最為困難一個環節，就是如何把鈾235從化合物中分離出來。
在朱簡烜的記憶中，分離鈾235的方法有兩個。
一個是氣體擴散法。
用類似網篩的過濾膜，把含有鈾235的六氟化鈾篩出來，再將其還原成純金屬鈾。
另一個方法是離心法。
把六氟化鈾氣體通入離心機中，用離心機把更重的含有鈾238的六氟化鈾甩出去。
相對而言，離心法效率更高，耗能更低，上限也更高。
但是對生產工藝有較高的要求，高速電機和高速離心機都是需要攻克的難點。
朱簡烜上輩子早期的原子能產業，基本都是以氣體擴散法為主。
無一錯一首一發一內一容一在一一看！
一直到六十年代的時候，離心式鈾濃縮才作為第二代濃縮技術，逐步成為了主流。
也真正讓原子能武器得以大規模的量產。
現在朱簡烜經過幾年的準備，把五六十年代的電爐電鋼和電渣重熔鋼折騰了出來。
離心機的生產也就有了保障。
大明的工匠們，在用氣體擴散法完成基礎實驗之後，在工業化生產的過程中，就直接轉向離心法。
直接不搞大規模的氣體擴散法生產了。
前提準備工作基本就緒，確定了離心機可用之後，就可以建設大規模濃縮鈾工廠了。
相應的資源和人手的需求，朱簡烜都已經提前批好了。
工程院上的這份報告，只是定期向朱簡烜匯報，相關的工程進度到什麼地方了。
按照朱簡烜現在了解到的情況，濃縮鈾工廠的廠房已經準備好了，甚至連離心機都已經生產了一大批。
朱簡烜確定相關思路是可行的，工匠對朱簡烜的指導也完全相信，再加上逐漸的無上權威。
所以工匠和工廠方面，都是一邊研究驗證研究，一邊直接動工生產相關工具。
驗證過程只是為了得到準確數據，形成明確的理論體系。
對於一個大型工業國而言，這個工程的消耗其實並不大，大明現在的發電量足夠應對。
不過為了確保工程本身的絕對穩定，不受外界變化干擾且儘可能保密。
朱簡烜還是下令在薊州專門建設了一座發電廠。
直接使用四套航空母艦的動力機組，驅動大型發電機為整個工程供電。
艦載動力機組，能耗比並不是最高的，但能夠在不穩定的環境下，在各種情況下保持運轉。
艦用動力機組使用燃油作為燃料，方便持續穩定供應燃料，減少後勤相關的人員，提高安全性並減少泄密可能。
四套最新的動力機組，總輸出功率約為八十萬馬力，相當於總裝機量五十八萬千瓦，折算成發電量是是每月四億度出頭。
二戰時期美國搞得曼哈頓工程，用於鈾濃縮的橡樹嶺工廠和相應的實驗室，中的變電站容量的是每月兩億度。
當時整個美國，每個月的總發電量，大約是兩百億度，是橡樹嶺工廠和實驗室變電站容量的一百倍。
所以，美國當時的兩艘列克星敦級航母的發電機，都能供應橡樹嶺工廠和實驗室的用電量。
後世網絡上廣為流傳的說法，所謂「消耗了全美七分之一的發電量」的數據，應該是營銷號張冠李戴的結果。
六十年代冷戰的巔峰時期，美蘇兩國瘋狂核擴軍時代，美國整個核工業體系的耗電量，達到了每個月二十四億度。
當時美國的總發電量是每月一百四十億度，算起來美國當時就是拿了六分之一發電量去生產核武器。
不過那個時候，美國用的主要還是氣體擴散法，這種批量化生產的耗電量非常恐怖。
美國人都撐不住那麼大的耗電量，所以才研發了新的離心法。
耗電量降低到了氣體擴散法的八分之一。
朱簡烜下令建設的這個專用的燃油發電站，如果用來供應氣體擴散法濃縮鈾的量產，只能算小規模的單個工廠電源。
但是用於供應離心法濃縮鈾工廠的話，那就已經足夠應對冷戰巔峰級別的核擴軍速度了。
當然，這些耗電量數據，僅僅是濃縮鈾本身的消耗，還沒有計算其他的的實驗和工程項目的耗電量。
整個曼哈頓工程的花銷，肯定是非常巨大的，也肯定是非常的浪費的。
因為他們屬於探索者，他們最初不知道怎們做才是正確的，所以各種提煉和製造方案都摸索了一遍。
美國在工程開始的時候，才去滿世界的找可用的鈾礦石，最後找到了非洲去。
非洲的基礎設施落後，開礦的方式也非常的原始。
曼哈頓工程早期，還嘗試過電磁同位素分離法，這個方案的耗電量比氣體擴散法還要離譜。
而現在的大明，由於朱簡烜的早期布局，一切都是水到渠成的。
研究方向，技術方向，原礦開採，工程設施，設備材料，電力供應等等……
似乎在工程有需要的時候，就已經被送到工匠手邊了。
還在實驗完成的時候，就直接轉向了最為成熟的離心法濃縮鈾。
大明現在的原子能相關研究的花銷，可能並不比當初美國人的花銷少。
但卻全都用在了刀刃上，幾乎完全沒有大規模的浪費。
朱簡烜預計，最多再過三年，工匠們完成理論匯總，工廠也能完成實驗性武器。
三年內就可以找地方做實際的爆炸實驗了。
原子彈爆炸實驗，可不能隨便什麼地方都行的，如果單純是爆炸威力大也就罷了，關鍵是早期原子彈的污染是無法避免的。
所以朱簡烜翻了報告之後，就專門批覆也是另外下令。
要求澳洲負責鈾礦工程建設的部隊，深入歐洲的內部沙漠中去準備核爆試驗場。
荒涼貧瘠的澳洲內陸，適合幹這個事情的地方不難找。
(本章完)
人類發現放射性元素的過程頗為漫長，意識到放射性元素能夠用於裂變武器的過程同樣漫長。
如果單純從理論層面出發，完成相應的實驗和研究並意識到原子能武器的可能性，肯定需要非常漫長的時間。
大明乃至現在這個世界上，相關的理論研究都還不完善，只是在朱簡烜的指引下進了個門。
但這不妨礙朱簡烜帶著工匠們直接上手，把相關的成品直接做出來。
朱簡烜是個穿越者，本來就知道原子能武器是可以實現的，還知道大概的原理和方向。
知道某項東西是可以實現的，就是穿越者的最大仰仗。
那麼朱簡烜就可以走經驗科學的邏輯，直接動手做東西的同時完成理論總結。
人類歷史上的絕大部分時期，科技革命及以前的絕大部分技術，都是經驗科學的路線上走出來的。
那時候的科學原理就是「對自然規律的總結。」
就是人先摸索著去做，確認怎麼做可以成功，在成功的過程中總結規律，
再用規律反過來指導後續的動作，確保後續動作的成功率。
近現代科學的最重要的標誌性的特性，是「對自然規律的抽象化精確表達」。
比如說，古人就已經觀察到不同顏色的火焰產生的熱度不同，知道他們能形成不同的灼燒效果。
而近代科學要做對火焰的溫度做量化，具體到多少的刻度的時候顏色會變化，灼燒的物品會發生什麼變化。
古典經驗科學是定性分析，知道發生了什麼，現代科學要做定量分析，做具體完整的細節復原。
最後再將整個過程的變化抽象化，用儘可能簡潔準確的公式和描述去說明變化條件。
但並不是說，經驗科學在現代科學中就沒有用了，它仍然是科學的基礎。
如果連方向都沒有辦法確定，度量就根本無從談起了，自然也沒有辦法做抽象化描述。
就算是到了新世紀，搞飛行動力研究的人，仍然要依賴風洞試驗。
就是要通過實際的觀察，分析什麼設計更合理。
超算模擬核試驗的前提，也是已經獲得了具體的核爆數據，然後才能用數據為基礎建立模型去分析。
如果沒有基礎數據，或者憑空腦補數據，那模擬結果也沒有意義。
理論科學肇始於經驗科學，不斷地深入發展出了各種新技術，甚至讓人感覺宛如神跡的抽象化的技術。
但是，在一個「方向」下的量的研究是有其極限的。
比如說矽半導體的極限已經近在眼前了，在逼近極限的過程中，每年的實際升級幅度會不斷降低，直到停滯。
必須尋找到新的材料，才有可能出現跨越式的發展。
怎麼找到新的材料？材料研究是非常混沌的學科，因為現在還沒有成熟的全面的理論作指導。
所以在測試前無法準確預判結果，只能根據經驗預估個大概可能性。
具體成果如何，還要去試過才知道。
整個過程宛如煉丹，反覆不斷地改變條件去嘗試，這種方法當然非常的燒錢也燒時間。
而這個過程就是在積累經驗，在模糊和混沌中尋找成果。
找到可能的結果之後，再將過程描述出來，以便於後續能夠復現。
同時在這個過程中發現不同材料可能引發的現象，總結這個「煉丹」規律。
朱簡烜現在能做的事情，就是直接把方向直接拿出來，讓工匠們完成度量的工作。
並在這個過程中，形成準確的抽象化表述，完成他們的理論研究。
人類最前沿的科技工程，粒子對撞機的本質上就是用石頭砸石頭，觀察會有什麼樣的效果。
只不過用來砸的兩塊石頭都是高度特化的。
現代人工智慧研究，也是在模糊中前進的，正在形成理論，而不是已經有了理論。
由於教育體系對「科學思想」這個概念的過度推崇，導致很多現代人過度鄙夷經驗科學的概念，也導致很多人對科學發展的過程產生了誤解。
古往今來的科學發展過程，絕大多數都是先有了技術，再從技術中總結規律，再根據總結規律的思路形成思想。
而不是先有思想，由思想產生規律，再由規律引出技術。
科學原理是對自然規律的總結，科學思想是對總結自然規律的方法的總結。
朱簡烜對原子彈的研究準備，如果儘可能的追根溯源的話，甚至可以一直提前到吳國時期。
朱簡烜在澳洲當吳國國王的時候，就已經安排了澳洲鈾礦的開發準備工作。
從南澳府也就是朱簡烜前世的墨爾本地區開始，沿著海岸線向西八百公里，有一個規模更大的海灣。
海灣中間伸出一個半島，將大海灣一分為二，東部海灣的東側，有一段海岸山脈，山腳下的降水量比其他地方略多。
吳國的澳洲開拓期間，安排移民在這裡建設的軍屯衛所山海衛駐地，現在已經變成了山海府城。
負責管轄大海灣周邊的開拓區，以及深入內陸的大面積的半乾旱地區。
這個山海城大概在朱簡烜前世阿德萊德的位置，從這裡向北方內陸挺近五百多公里，就能找到澳洲最大的鈾礦了。
所以朱簡烜對山海衛的建設，當初就稍微多給了一點關注和支持。
不過任何人都想不到，這個地方的開發和建設，跟後來的具體的鈾礦開發有什麼直接關係。
實際上直到十幾年以前，朱簡烜才正式安排軍隊負責，完成了當地的礦場勘探。
然後修建了鐵路和公路，準備好了工程機械，建設了廠房設施。
鈾礦開採出來之後，在原地完成初步的礦石處理，送到山海城的工廠完成浸出提煉。
獲得相對純淨的鈾化合物，重鈾酸鹽黃餅。
黃餅裝船送往大明本土，在順天府城東八十多公里外的薊州城外，通過化學方法轉化成六氟化鈾。
從礦石開採開始，直到化學轉化的這一步，其中所含的鈾元素都有三種同位素。
鈾238、鈾235，鈾234，類似氫的氕、氘、氚三種同位素。
三種同位素中，可以比較簡單的形成鏈式反應，可以用於早期原子能武器的只有鈾235一種。
而天然鈾中的鈾235隻有大概0.72%的比例。
剩下的絕大部分都是鈾238，占比高達99.275%，都無法直接用於原子能武器生產。
只能用來製作貧鈾彈，或者作為三相彈的外部塗層。
最後的0.005%是鈾234。
原子能武器生產技術中，最為重要也最為困難一個環節，就是如何把鈾235從化合物中分離出來。
在朱簡烜的記憶中，分離鈾235的方法有兩個。
一個是氣體擴散法。
用類似網篩的過濾膜，把含有鈾235的六氟化鈾篩出來，再將其還原成純金屬鈾。
另一個方法是離心法。
把六氟化鈾氣體通入離心機中，用離心機把更重的含有鈾238的六氟化鈾甩出去。
相對而言，離心法效率更高，耗能更低，上限也更高。
但是對生產工藝有較高的要求，高速電機和高速離心機都是需要攻克的難點。
朱簡烜上輩子早期的原子能產業，基本都是以氣體擴散法為主。
無一錯一首一發一內一容一在一一看！
一直到六十年代的時候，離心式鈾濃縮才作為第二代濃縮技術，逐步成為了主流。
也真正讓原子能武器得以大規模的量產。
現在朱簡烜經過幾年的準備，把五六十年代的電爐電鋼和電渣重熔鋼折騰了出來。
離心機的生產也就有了保障。
大明的工匠們，在用氣體擴散法完成基礎實驗之後，在工業化生產的過程中，就直接轉向離心法。
直接不搞大規模的氣體擴散法生產了。
前提準備工作基本就緒，確定了離心機可用之後，就可以建設大規模濃縮鈾工廠了。
相應的資源和人手的需求，朱簡烜都已經提前批好了。
工程院上的這份報告，只是定期向朱簡烜匯報，相關的工程進度到什麼地方了。
按照朱簡烜現在了解到的情況，濃縮鈾工廠的廠房已經準備好了，甚至連離心機都已經生產了一大批。
朱簡烜確定相關思路是可行的，工匠對朱簡烜的指導也完全相信，再加上逐漸的無上權威。
所以工匠和工廠方面，都是一邊研究驗證研究，一邊直接動工生產相關工具。
驗證過程只是為了得到準確數據，形成明確的理論體系。
對於一個大型工業國而言，這個工程的消耗其實並不大，大明現在的發電量足夠應對。
不過為了確保工程本身的絕對穩定，不受外界變化干擾且儘可能保密。
朱簡烜還是下令在薊州專門建設了一座發電廠。
直接使用四套航空母艦的動力機組，驅動大型發電機為整個工程供電。
艦載動力機組，能耗比並不是最高的，但能夠在不穩定的環境下，在各種情況下保持運轉。
艦用動力機組使用燃油作為燃料，方便持續穩定供應燃料，減少後勤相關的人員，提高安全性並減少泄密可能。
四套最新的動力機組，總輸出功率約為八十萬馬力，相當於總裝機量五十八萬千瓦，折算成發電量是是每月四億度出頭。
二戰時期美國搞得曼哈頓工程，用於鈾濃縮的橡樹嶺工廠和相應的實驗室，中的變電站容量的是每月兩億度。
當時整個美國，每個月的總發電量，大約是兩百億度，是橡樹嶺工廠和實驗室變電站容量的一百倍。
所以，美國當時的兩艘列克星敦級航母的發電機，都能供應橡樹嶺工廠和實驗室的用電量。
後世網絡上廣為流傳的說法，所謂「消耗了全美七分之一的發電量」的數據，應該是營銷號張冠李戴的結果。
六十年代冷戰的巔峰時期，美蘇兩國瘋狂核擴軍時代，美國整個核工業體系的耗電量，達到了每個月二十四億度。
當時美國的總發電量是每月一百四十億度，算起來美國當時就是拿了六分之一發電量去生產核武器。
不過那個時候，美國用的主要還是氣體擴散法，這種批量化生產的耗電量非常恐怖。
美國人都撐不住那麼大的耗電量，所以才研發了新的離心法。
耗電量降低到了氣體擴散法的八分之一。
朱簡烜下令建設的這個專用的燃油發電站，如果用來供應氣體擴散法濃縮鈾的量產，只能算小規模的單個工廠電源。
但是用於供應離心法濃縮鈾工廠的話，那就已經足夠應對冷戰巔峰級別的核擴軍速度了。
當然，這些耗電量數據，僅僅是濃縮鈾本身的消耗，還沒有計算其他的的實驗和工程項目的耗電量。
整個曼哈頓工程的花銷，肯定是非常巨大的，也肯定是非常的浪費的。
因為他們屬於探索者，他們最初不知道怎們做才是正確的，所以各種提煉和製造方案都摸索了一遍。
美國在工程開始的時候，才去滿世界的找可用的鈾礦石，最後找到了非洲去。
非洲的基礎設施落後，開礦的方式也非常的原始。
曼哈頓工程早期，還嘗試過電磁同位素分離法，這個方案的耗電量比氣體擴散法還要離譜。
而現在的大明，由於朱簡烜的早期布局，一切都是水到渠成的。
研究方向，技術方向，原礦開採，工程設施，設備材料，電力供應等等……
似乎在工程有需要的時候，就已經被送到工匠手邊了。
還在實驗完成的時候，就直接轉向了最為成熟的離心法濃縮鈾。
大明現在的原子能相關研究的花銷，可能並不比當初美國人的花銷少。
但卻全都用在了刀刃上，幾乎完全沒有大規模的浪費。
朱簡烜預計，最多再過三年，工匠們完成理論匯總，工廠也能完成實驗性武器。
三年內就可以找地方做實際的爆炸實驗了。
原子彈爆炸實驗，可不能隨便什麼地方都行的，如果單純是爆炸威力大也就罷了，關鍵是早期原子彈的污染是無法避免的。
所以朱簡烜翻了報告之後，就專門批覆也是另外下令。
要求澳洲負責鈾礦工程建設的部隊，深入歐洲的內部沙漠中去準備核爆試驗場。
荒涼貧瘠的澳洲內陸，適合幹這個事情的地方不難找。
(本章完)