走进不科学 第1017章

　　因此想要研发原子弹，就必须要提高铀235的浓缩度。

　　眼下这个时代最具代表性并且已经成体系的浓缩法，叫做气体扩散法。

　　它的原理很简单：

　　待分离的气体混合物通过装有扩散膜的装置的时候时，使较轻分子和扩散膜碰撞的机会比较重的分子多，从而可以实现一定程度的分离。

　　可问题是……

　　铀235和铀238间的质量差别甚微，分离起来太难了。

　　即使在理想情况下。

　　经一次扩散，浓缩度也只提高千分之四，实际效果比这个数值还要低一些。

　　因此要获得铀235浓缩度90％以上核燃料，最少都需要通过几千级的扩散过程。

　　除此以外。

　　整个扩散过程还有一个最核心的技术需要突破，它便是……

　　多孔扩散分离膜的制造。

　　这种分离膜由耐六氟化铀腐蚀的金属做成，上面有无数让气流通过的微孔，要求均匀而密集。

　　截止到目前。

　　国际上掌握这项技术的只有海对面、毛熊和约翰牛三家，其中约翰牛还是抱了海对面的大腿。

　　为了能解决这个技术壁垒。

　　一年前的5月份。

　　兔子从中科院原子能所成立了一个以钱皋韵为组长、代号“真空阀门”的小组着手开展扩散分离膜的研究。

　　这种扩散分离膜又根据类型，分成甲种和乙种两类。

　　甲种是管状，乙种是片状。

　　前者的分离效率和制作成本都要远高于后者，但二者的制造工艺非常类似。

　　也就是掌握了乙种的制造后，甲种分离膜突破基本上只是时间上的问题。

　　因此兔子们在“真空阀门”小组成立的时候就做了个决定：

　　先攻克乙种，后攻克甲种。

　　顺带一提。

　　钱皋韵他们取的乙种样片都是毛熊专家离开前遗留下的残片，另外部分研究设备也都是毛熊离开前留下来的——倒不是因为他们好心，而是因为兔子已经付过了钱……

　　不久前。

　　原子能研究室下属的615所在粉末制备和铸膜液上取得了突破。

　　数日后。

　　杨承宗等人负责的分离膜元件也取得了进展。

　　因此钱皋韵便立刻带着裴丽生等人赶赴504厂，准备对乙种样片进行运行测试验收。

　　如果样片核验通过。

　　那么兔子们在原料上的壁垒将会被打破一大半，夸张点说甚至可以讲是一马平川，只要等221厂那边的理论突破就行了。

　　此时此刻。

　　玻璃边上。

　　杨承宗依旧是眯着一只眼，伸手指了指玻璃内的设备，介绍道：

　　“钱主任，为了保证这次实验足够精确，我们还将在过程中启动厂内唯一一台进口的气体扩散机。”

　　“这次它的双模压缩机和冷却器都会开启，配套的离心机总共有1100台，至于乙类样片的总数大概是4000片，总成本超过五万块。”

　　“几个模块的组合下，大致可以模拟出一次比较标准的铀浓缩过程了。”

　　“至于对外我们则是宣称要进行一次石油提炼，金城方面的同志已经协调好了相关电力资源，安全性方面不会有太大的问题。”

　　钱皋韵摸了摸下巴，再次审视了一番玻璃内的设备，问道：

　　“承宗同志，分离膜元件的精度可以保证达标吗？”

　　“当然可以。”

　　杨承宗闻言转过头，用视力还算正常的左眼看了看钱皋韵，笑着说道：

　　“钱主任，我们已经破译了毛熊人留下的那套数位器设备，生产出来的交换膜的精度和结构都和毛熊方面无异。”

　　“不过毛熊的东西虽然皮实，但细节上还是不够优秀。”

　　“比如说回馈器经常显示弱光，不过最后的数显设备倒是一切正常。”

　　钱皋韵这才满意的点了点头。

　　这次验收测试是二机部、中科院、冶金部钢铁研究院粉末研究室和中南矿冶学院新材料研究室的四部门联动，无论是人力物力还是财力的投入都很高。

　　毕竟除了4000块样片之外，电力和设备的工损也不是一个小数目。

　　因为铀235与238之间的理论分离系数约为1.0043，但实际上大概只有1.003。

　　要想分离出铀235，就需要将大量的扩散分离机串联起来，逐级提高铀的富集程度。

　　例如这次实验。

　　杨承宗等人使用了1100多台小型分离机用于辅助毛熊的那台主气体扩散机，覆盖区域还包括了外部的十多间厂房。

　　电力与设备的总投入大概在10万左右，算上样片成本足足超过了15万华夏币！

　　这笔经费可是上级部门……或者说整个国家勒着裤腰带挤出来的数字，无论如何都不容有失。

　　十分钟后。

　　滴滴滴——

　　杨承宗手上的显示屏传来了提示——这代表着硝酸铀精矿注入完毕了。

　　接下来的步骤便是将硝酸铀进行多轮反应，最后生成六氟化铀气体送入离心机。

　　再通过扩散分离膜等设备在高速选择的状态下，将较轻的铀235同位素与较重的铀238同位素分离。

　　从而达到“浓缩”的目的。

　　钱皋韵在抵达厂房之前杨承宗等人便开始做起了项目筹备工作，很多环节早就已经准备好了。

　　因此在硝酸铀注入完毕后，他们立刻开始了实验。

　　轰轰轰——

　　随着电力的接入。

　　生产线迅速开始运作了起来。

　　后世在提及第一颗原子弹的浓缩铀提炼的时候，经常会配上一些诸如工作人员拿着大勺子去舀液体的黑白图像，以此来体现当时恶劣的条件。

　　但实际上。

　　这些照片有很多都是当初全民寻铀矿时候的影像，属于真正的农村级提纯。

　　实际上的气体交换器怎么说呢……

　　有点类似后世的水塔，黑黑粗粗长长硬硬的。

　　它的入口在设备最上方，自上而下有磁定心机构，旋转容器，立式止推轴承等等。

　　其余的一些设备也是类似的情况。

　　也就是画风可能比较原始，但远远没有那么‘纯手工’。

　　很快。

　　硝酸铀先与第一台类似搅拌机的设备中的氨发生了反应，生成了重铀酸铵。

　　紧接着。

　　另一位操作员开始加入氢气，通过还原反应得到了一个新物质：

　　二氧化铀。

　　也就是俗话说的黄饼。

　　与此同时。

　　杨承宗身边的一位女员工看了眼示数表，迅速报出了一个数字：

　　“报告，黄饼浓缩度已达25％！”

　　杨承宗点点头，做出了下一步指示：

　　“很好，引入氢氟酸吧。”

　　“是！”

　　小半分钟后。

　　二氧化铀与氢氟酸反应生成了四氟化铀，四氟化铀则又与氟进行氧化反应。

　　最终产生了……

　　超高纯度的六氟化铀气体。

　　也就是……

　　铀浓缩的核心材料。

　　之所以选用六氟化铀作为铀浓缩的材料，主要是因为氟这玩意儿很有意思。

　　氟在自然界中只存在一种核素，也就是F19，丰度接近100％。

　　它的同位素F18只有约100分钟半衰期，因此各种六氟化铀分子的相对分子质量差异，可以完全归咎于各种铀核素相对原子质量的差异。

　　同时更有意思的是六氟化铀的三相点是64°C，气压比大气压略高，容易气化。

　　因此不管是离心机还是气体扩散法都喜欢用它。

　　接着很快。

　　六氟化铀气体从气体交换器上端进入了内腔，并联的离心机以一种说出来这本书就会404的转速开始转动。