第四二零章 核工程状况
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人类发现放射性元素的过程颇为漫长，意识到放射性元素能够用于裂变武器的过程同样漫长。
如果单纯从理论层面出发，完成相应的实验和研究并意识到原子能武器的可能性，肯定需要非常漫长的时间。
大明乃至现在这个世界上，相关的理论研究都还不完善，只是在朱简烜的指引下进了个门。
但这不妨碍朱简烜带着工匠们直接上手，把相关的成品直接做出来。
朱简烜是个穿越者，本来就知道原子能武器是可以实现的，还知道大概的原理和方向。
知道某项东西是可以实现的，就是穿越者的最大仰仗。
那么朱简烜就可以走经验科学的逻辑，直接动手做东西的同时完成理论总结。
人类历史上的绝大部分时期，科技革命及以前的绝大部分技术，都是经验科学的路线上走出来的。
那时候的科学原理就是“对自然规律的总结。”
就是人先摸索着去做，确认怎么做可以成功，在成功的过程中总结规律，
再用规律反过来指导后续的动作，确保后续动作的成功率。
近现代科学的最重要的标志性的特性，是“对自然规律的抽象化精确表达”。
比如说，古人就已经观察到不同颜色的火焰产生的热度不同，知道他们能形成不同的灼烧效果。
而近代科学要做对火焰的温度做量化，具体到多少的刻度的时候颜色会变化，灼烧的物品会发生什么变化。
古典经验科学是定性分析，知道发生了什么，现代科学要做定量分析，做具体完整的细节复原。
最后再将整个过程的变化抽象化，用尽可能简洁准确的公式和描述去说明变化条件。
但并不是说，经验科学在现代科学中就没有用了，它仍然是科学的基础。
如果连方向都没有办法确定，度量就根本无从谈起了，自然也没有办法做抽象化描述。
就算是到了新世纪，搞飞行动力研究的人，仍然要依赖风洞试验。
就是要通过实际的观察，分析什么设计更合理。
超算模拟核试验的前提，也是已经获得了具体的核爆数据，然后才能用数据为基础建立模型去分析。
如果没有基础数据，或者凭空脑补数据，那模拟结果也没有意义。
理论科学肇始于经验科学，不断地深入发展出了各种新技术，甚至让人感觉宛如神迹的抽象化的技术。
但是，在一个“方向”下的量的研究是有其极限的。
比如说硅半导体的极限已经近在眼前了，在逼近极限的过程中，每年的实际升级幅度会不断降低，直到停滞。
必须寻找到新的材料，才有可能出现跨越式的发展。
怎么找到新的材料？材料研究是非常混沌的学科，因为现在还没有成熟的全面的理论作指导。
所以在测试前无法准确预判结果，只能根据经验预估个大概可能性。
具体成果如何，还要去试过才知道。
整个过程宛如炼丹，反复不断地改变条件去尝试，这种方法当然非常的烧钱也烧时间。
而这个过程就是在积累经验，在模糊和混沌中寻找成果。
找到可能的结果之后，再将过程描述出来，以便于后续能够复现。
同时在这个过程中发现不同材料可能引发的现象，总结这个“炼丹”规律。
朱简烜现在能做的事情，就是直接把方向直接拿出来，让工匠们完成度量的工作。
并在这个过程中，形成准确的抽象化表述，完成他们的理论研究。
人类最前沿的科技工程，粒子对撞机的本质上就是用石头砸石头，观察会有什么样的效果。
只不过用来砸的两块石头都是高度特化的。
现代人工智能研究，也是在模糊中前进的，正在形成理论，而不是已经有了理论。
由于教育体系对“科学思想”这个概念的过度推崇，导致很多现代人过度鄙夷经验科学的概念，也导致很多人对科学发展的过程产生了误解。
古往今来的科学发展过程，绝大多数都是先有了技术，再从技术中总结规律，再根据总结规律的思路形成思想。
而不是先有思想，由思想产生规律，再由规律引出技术。
科学原理是对自然规律的总结，科学思想是对总结自然规律的方法的总结。
朱简烜对原子弹的研究准备，如果尽可能的追根溯源的话，甚至可以一直提前到吴国时期。
朱简烜在澳洲当吴国国王的时候，就已经安排了澳洲铀矿的开发准备工作。
从南澳府也就是朱简烜前世的墨尔本地区开始，沿着海岸线向西八百公里，有一个规模更大的海湾。
海湾中间伸出一个半岛，将大海湾一分为二，东部海湾的东侧，有一段海岸山脉，山脚下的降水量比其他地方略多。
吴国的澳洲开拓期间，安排移民在这里建设的军屯卫所山海卫驻地，现在已经变成了山海府城。
负责管辖大海湾周边的开拓区，以及深入内陆的大面积的半干旱地区。
这个山海城大概在朱简烜前世阿德莱德的位置，从这里向北方内陆挺近五百多公里，就能找到澳洲最大的铀矿了。
所以朱简烜对山海卫的建设，当初就稍微多给了一点关注和支持。
不过任何人都想不到，这个地方的开发和建设，跟后来的具体的铀矿开发有什么直接关系。
实际上直到十几年以前，朱简烜才正式安排军队负责，完成了当地的矿场勘探。
然后修建了铁路和公路，准备好了工程机械，建设了厂房设施。
铀矿开采出来之后，在原地完成初步的矿石处理，送到山海城的工厂完成浸出提炼。
获得相对纯净的铀化合物，重铀酸盐黄饼。
黄饼装船送往大明本土，在顺天府城东八十多公里外的蓟州城外，通过化学方法转化成六氟化铀。
从矿石开采开始，直到化学转化的这一步，其中所含的铀元素都有三种同位素。
铀238、铀235，铀234，类似氢的氕、氘、氚三种同位素。
三种同位素中，可以比较简单的形成链式反应，可以用于早期原子能武器的只有铀235一种。
而天然铀中的铀235只有大概0.72%的比例。
剩下的绝大部分都是铀238，占比高达99.275%，都无法直接用于原子能武器生产。
只能用来制作贫铀弹，或者作为三相弹的外部涂层。
最后的0.005%是铀234。
原子能武器生产技术中，最为重要也最为困难一个环节，就是如何把铀235从化合物中分离出来。
在朱简烜的记忆中，分离铀235的方法有两个。
一个是气体扩散法。
用类似网筛的过滤膜，把含有铀235的六氟化铀筛出来，再将其还原成纯金属铀。
另一个方法是离心法。
把六氟化铀气体通入离心机中，用离心机把更重的含有铀238的六氟化铀甩出去。
相对而言，离心法效率更高，耗能更低，上限也更高。
但是对生产工艺有较高的要求，高速电机和高速离心机都是需要攻克的难点。
朱简烜上辈子早期的原子能产业，基本都是以气体扩散法为主。
一直到六十年代的时候，离心式铀浓缩才作为第二代浓缩技术，逐步成为了主流。
也真正让原子能武器得以大规模的量产。
现在朱简烜经过几年的准备，把五六十年代的电炉电钢和电渣重熔钢折腾了出来。
离心机的生产也就有了保障。
大明的工匠们，在用气体扩散法完成基础实验之后，在工业化生产的过程中，就直接转向离心法。
直接不搞大规模的气体扩散法生产了。
前提准备工作基本就绪，确定了离心机可用之后，就可以建设大规模浓缩铀工厂了。
相应的资源和人手的需求，朱简烜都已经提前批好了。
工程院上的这份报告，只是定期向朱简烜汇报，相关的工程进度到什么地方了。
按照朱简烜现在了解到的情况，浓缩铀工厂的厂房已经准备好了，甚至连离心机都已经生产了一大批。
朱简烜确定相关思路是可行的，工匠对朱简烜的指导也完全相信，再加上逐渐的无上权威。
所以工匠和工厂方面，都是一边研究验证研究，一边直接动工生产相关工具。
验证过程只是为了得到准确数据，形成明确的理论体系。
对于一个大型工业国而言，这个工程的消耗其实并不大，大明现在的发电量足够应对。
不过为了确保工程本身的绝对稳定，不受外界变化干扰且尽可能保密。
朱简烜还是下令在蓟州专门建设了一座发电厂。
直接使用四套航空母舰的动力机组，驱动大型发电机为整个工程供电。
舰载动力机组，能耗比并不是最高的，但能够在不稳定的环境下，在各种情况下保持运转。
舰用动力机组使用燃油作为燃料，方便持续稳定供应燃料，减少后勤相关的人员，提高安全性并减少泄密可能。
四套最新的动力机组，总输出功率约为八十万马力，相当于总装机量五十八万千瓦，折算成发电量是是每月四亿度出头。
二战时期美国搞得曼哈顿工程，用于铀浓缩的橡树岭工厂和相应的实验室，中的变电站容量的是每月两亿度。
当时整个美国，每个月的总发电量，大约是两百亿度，是橡树岭工厂和实验室变电站容量的一百倍。
所以，美国当时的两艘列克星敦级航母的发电机，都能供应橡树岭工厂和实验室的用电量。
后世网络上广为流传的说法，所谓“消耗了全美七分之一的发电量”的数据，应该是营销号张冠李戴的结果。
六十年代冷战的巅峰时期，美苏两国疯狂核扩军时代，美国整个核工业体系的耗电量，达到了每个月二十四亿度。
当时美国的总发电量是每月一百四十亿度，算起来美国当时就是拿了六分之一发电量去生产核武器。
不过那个时候，美国用的主要还是气体扩散法，这种批量化生产的耗电量非常恐怖。
美国人都撑不住那么大的耗电量，所以才研发了新的离心法。
耗电量降低到了气体扩散法的八分之一。
朱简烜下令建设的这个专用的燃油发电站，如果用来供应气体扩散法浓缩铀的量产，只能算小规模的单个工厂电源。
但是用于供应离心法浓缩铀工厂的话，那就已经足够应对冷战巅峰级别的核扩军速度了。
当然，这些耗电量数据，仅仅是浓缩铀本身的消耗，还没有计算其他的的实验和工程项目的耗电量。
整个曼哈顿工程的花销，肯定是非常巨大的，也肯定是非常的浪费的。
因为他们属于探索者，他们最初不知道怎们做才是正确的，所以各种提炼和制造方案都摸索了一遍。
美国在工程开始的时候，才去满世界的找可用的铀矿石，最后找到了非洲去。
非洲的基础设施落后，开矿的方式也非常的原始。
曼哈顿工程早期，还尝试过电磁同位素分离法，这个方案的耗电量比气体扩散法还要离谱。
而现在的大明，由于朱简烜的早期布局，一切都是水到渠成的。
研究方向，技术方向，原矿开采，工程设施，设备材料，电力供应等等……
似乎在工程有需要的时候，就已经被送到工匠手边了。
还在实验完成的时候，就直接转向了最为成熟的离心法浓缩铀。
大明现在的原子能相关研究的花销，可能并不比当初美国人的花销少。
但却全都用在了刀刃上，几乎完全没有大规模的浪费。
朱简烜预计，最多再过三年，工匠们完成理论汇总，工厂也能完成实验性武器。
三年内就可以找地方做实际的爆炸实验了。
原子弹爆炸实验，可不能随便什么地方都行的，如果单纯是爆炸威力大也就罢了，关键是早期原子弹的污染是无法避免的。
所以朱简烜翻了报告之后，就专门批复也是另外下令。
要求澳洲负责铀矿工程建设的部队，深入欧洲的内部沙漠中去准备核爆试验场。
荒凉贫瘠的澳洲内陆，适合干这个事情的地方不难找。