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原子弹的原理是,当原子弹的核弹芯受到足够的撞击或热能时,核素原子核会发生裂变,生成氪-92和钡-141。

多余的中子继续撞击其他原子核,从而发生持续裂变反应,过程中释放出巨大的能量。

制造原子弹的难度在哪?

虽然原子弹的核燃料也可以是钚-239,但基本都用铀-235,然而地球上的铀矿分布有限,并且纯度不高。

如果A国境内没有铀矿,就无法做到悄悄采集,而进口铀矿的量被国际机构严格把控,每一份贸易单都有详细的记录,一旦A国进口多了,就会受到高度注意,所以如何搞到大量的铀矿,第一步就非常难,借着发展核电站的名义,大量进口铀矿是不现实的,二者需要的铀矿差距太大。

普通的铀-238杂质非常多,内部不容易裂变,无法制作原子弹,所以必须要提纯,让铀-235的浓度超过90%。

一颗原子弹需要15公斤的浓缩铀,在提纯铀-235的时候一般采取离心法,通俗易懂的说,六氟化铀气体在高速旋转过程中,纯度会不断提高,就像下雨天你撑着一把伞,并且不断转动伞柄,雨珠不断被甩出去,差不多这意思。

生产大量离心机不难,难的是耗电量太大,毕竟大家签署了《核不扩散条约》,1967年1月1日前制造并爆炸核武器或其他核爆炸装置的国家,允许保留核武器,但之后的就不允许了,荒郊野外如此不合理的耗电量,肯定会引起高度注意,一查一个准。

此外,引爆原子弹也是个难题,铀原子内部极为空荡,需要中子精准无误的撞击到原子核,解决办法是把铀材料设计成圆形。

重要的是,铀-235从分离到裂变起爆,整个过程需要在微秒内完成,没点技术含量还真办不到,不管从核原料还是提纯或引爆,除了技术难度之外,还有国际社会的监督。

但原子弹还是有不少国家造了出来,而顶尖光刻机,迄今为止,全球没有哪个国家能独立造出来,美国也不行,或许有人说荷兰ASML,严谨的说荷兰也不算。

首先来说下“nm”,我们经常看到这两个字母,nm是长度单位“纳米”的意思,1nm=10亿分之一米。

同样面积的芯片,能刻下的晶体管越多越先进,同理,同样的晶体管所用的芯片面积越小越先进,简而言之,nm芯片越小,代表技术含量越高。

制造一台顶级光刻机有多难?

先来说说光刻机的光源,激光需要精准无误的轰击到时速200英里的锡球,当锡球因高温变成等离子体时,激光再次轰击后可产生波长 13.5 纳米的极深紫外光。

这波操作的难度非常大,更离谱的是,要产生持续稳定的极深紫外光,需要激光在一秒内轰击锡球的频率高达5万次,而这台激光器的零部件数量超过45700个,目前只有德国一家公司能生产如此高水平的激光器。

极深紫外光有了,如何收集又是一大难题,德国蔡司的镜片光滑误差程度可以达到原子级别,基本是物理的极限了,换个说法,细菌落在蔡司镜片上,就跟一座小山似的,周围都是光滑的平地。

以上还只是光刻机的冰山一角,并且你得有一个极其高精密的控制台,这东西至少由5500个零部件组成,每个零部件都代表着业界顶级水准,都有很高的行业壁垒,更关键的是,你需要把这些零部件都搞到手,但凡缺了一家供应商,控制台的质量就会下降。

然而令人惊讶的是,整部光刻机重量约180吨,所有零部件数量超过10万个,全球供应商数量超过5000家,安装调试需要1年左右。

美国都没有能力独自制造,换句话说,全球都需要高端芯片,但谁都搞不出来,结果咋办呢?

通俗易懂的说,大家都想得到对方的核心技术,同时又都不想泄露己方的核心技术,但大家又都想要,于是大家凑凑。

选什么地方好?

造在美国,其他国家不放心,造在英法德,美国、日韩不放心,当时荷兰的技术底蕴还不错,人才也多,所以西方国家索性选中了荷兰ASML,美国提供光源技术,德国提供光学系统,日本提供精密材料等等,大家都把核心技术拿出来凑一凑。

也就是说,荷兰本身不具备独立制造顶尖光刻机的能力,是得到了众多国家的助力,ASML是一个组装厂,付出的代价是参与帮助的国家集体变成股东,ASML生产的高端芯片优先提供给股东。

原子弹的制造难度相对较低,要不是担心国际制裁,很多国家都能单独制造原子弹,而顶级光刻机就算公开图纸,制造难度也是难以想象的大。

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