原子彈的原理是,當原子彈的核彈芯受到足夠的撞擊或熱能時,核素原子核會發生裂變,生成 氪-92和鋇-141。
多余的中子繼續撞擊其他原子核,從而發生持續裂變反應,過程中釋放出巨大的能量。
制造原子彈的難度在哪?
雖然原子彈的核燃料也可以是鈈-239,但基本都用鈾-235,然而地球上的鈾礦分布有限,並且純度不高。
如果A國境內沒有鈾礦,就無法做到悄悄采集,而進口鈾礦的量被國際機構嚴格把控,每一份貿易單都有詳細的記錄,一旦A國進口多了,就會受到高度註意,所以如何搞到大量的鈾礦,第一步就非常難,借著發展核電站的名義,大量進口鈾礦是不現實的,二者需要的鈾礦差距太大。
普通的鈾-238雜質非常多,內部不容易裂變,無法制作原子彈,所以必須要提純,讓鈾-235的濃度超過90%。
一顆原子彈需要15公斤的濃縮鈾,在提純鈾-235的時候一般采取離心法,通俗易懂的說,六氟化鈾氣體在高速旋轉過程中,純度會不斷提高,就像下雨天你撐著一把傘,並且不斷轉動傘柄,雨珠不斷被甩出去,差不多這意思。
生產大量離心機不難,難的是耗電量太大,畢竟大家簽署了【核不擴散條約】,1967年1月1日前制造並爆炸核武器或其他核爆炸裝置的國家,允許保留核武器,但之後的就不允許了,荒郊野外如此不合理的耗電量,肯定會引起高度註意,一查一個準。
此外,引爆原子彈也是個難題,鈾原子內部極為空蕩,需要中子精準無誤的撞擊到原子核,解決辦法是把鈾材料設計成圓形。
重要的是,鈾-235從分離到裂變起爆,整個過程需要在微秒內完成,沒點技術含量還真辦不到,不管從核原料還是提純或引爆,除了技術難度之外,還有國際社會的監督。
但原子彈還是有不少國家造了出來,而頂尖光刻機,迄今為止,全球沒有哪個國家能獨立造出來,美國也不行,或許有人說荷蘭ASML,嚴謹的說荷蘭也不算。
首先來說下「nm」,我們經常看到這兩個字母,nm是長度單位「納米」的意思,1nm=10億分之一米。
同樣面積的芯片,能刻下的晶體管越多越先進,同理,同樣的晶體管所用的芯片面積越小越先進,簡而言之,nm芯片越小,代表技術含量越高。
制造一台頂級光刻機有多難?
先來說說光刻機的光源,激光需要精準無誤的轟擊到時速200英裏的錫球,當錫球因高溫變成等離子體時,激光再次轟擊後可產生波長 13.5 納米的極深紫外光。
這波操作的難度非常大,更離譜的是,要產生持續穩定的極深紫外光,需要激光在一秒內轟擊錫球的頻率高達5萬次,而這台激光器的零部件數量超過45700個,目前只有德國一家公司能生產如此高水平的激光器。
極深紫外光有了,如何收集又是一大難題,德國蔡司的鏡片光滑誤差程度可以達到原子級別,基本是物理的極限了,換個說法,細菌落在蔡司鏡片上,就跟一座小山似的,周圍都是光滑的平地。
以上還只是光刻機的冰山一角,並且你得有一個極其高精密的控制台,這東西至少由5500個零部件組成,每個零部件都代表著業界頂級水準,都有很高的行業壁壘,更關鍵的是,你需要把這些零部件都搞到手,但凡缺了一家供應商,控制台的質素就會下降。
然而令人驚訝的是,整部光刻機重量約180噸,所有零部件數量超過10萬個,全球供應商數量超過5000家,安裝偵錯需要1年左右。
美國都沒有能力獨自制造,換句話說,全球都需要高端芯片,但誰都搞不出來,結果咋辦呢?
通俗易懂的說,大家都想得到對方的核心技術,同時又都不想泄露己方的核心技術,但大家又都想要,於是大家湊湊。
選什麽地方好?
造在美國,其他國家不放心,造在英法德,美國、日韓不放心,當時荷蘭的技術底蘊還不錯,人才也多,所以西方國家索性選中了荷蘭ASML,美國提供光源技術,德國提供光學系統,日本提供精密材料等等,大家都把核心技術拿出來湊一湊。
也就是說,荷蘭本身不具備獨立制造頂尖光刻機的能力,是得到了眾多國家的助力,ASML是一個組裝廠,付出的代價是參與幫助的國家集體變成股東,ASML生產的高端芯片優先提供給股東。
原子彈的制造難度相對較低,要不是擔心國際制裁,很多國家都能單獨制造原子彈,而頂級光刻機就算公開圖紙,制造難度也是難以想象的大。