出品：科普中國

　　作者：彭脆脆

　　策劃：武玥彤

　　監制：光明網科普事業部

準備掛載到B-29轟炸機彈艙內的“小男孩”

圖片來自網絡

　　1945年8月6日上午8時15分17秒，美國陸軍航空兵第509混合大隊指揮官保羅?蒂貝茨上校，駕駛代號“伊諾拉?蓋伊”的B-29型轟炸機，在日本廣島上空9400米的高度，投下了人類歷史上第一枚用于實戰的原子彈——“小男孩”。

　　經過44.4秒的平拋運動后，這枚原子彈在廣島市中心的醫院上空，約580米的高度爆炸。

圖注：準備掛載到B-29轟炸機彈艙內的“小男孩”

圖片來自網絡

　　關于此次核攻擊的一些情況，例如原子彈“小男孩”的爆炸威力、對廣島市區的毀傷和人員傷亡等方面，有很多同好都寫過，筆者就不在此過多贅述。

　　本篇文章，就來聊聊一個較為冷門的內容，原子彈“小男孩”從離開轟炸機到爆炸，所經歷的44.4秒，其彈體內的裝置是如何工作的？

　　設計簡單的“小男孩”

“槍式起爆法”的過程

圖片來自網絡

　　原子彈“小男孩”，是由美國物理學家弗朗西斯?伯奇的領導小組開發的一種采用“槍式起爆法”設計的鈾彈。這種原子彈在引爆時，需要利用無煙火藥爆炸時產生的能量，讓兩塊低臨界質量的鈾-235撞在一起，達到超臨界狀態，引發核爆炸。因為這個引爆過程非常像槍械發射子彈擊中目標，所以被稱為“槍式起爆法”。

　　“小男孩”不簡單的起爆系統

　　在開發原子彈“小男孩”時，設計人員通過計算得出一個結論——如何能讓“小男孩”在目標上空580米的高度爆炸，此時它的破壞力將最強。為此，設計人員給“小男孩”設計了一套復雜的起爆系統，這套系統由計時、氣壓和雷達高度計三部分裝置組成，它們會在“小男孩”被投放的瞬間依次開始工作，讓其在預定的情況下爆炸。

正在進行組裝的“小男孩”

圖片來自網絡

　　“小男孩”的定時裝置

　　當原子彈“小男孩”與轟炸機彈艙內的炸彈掛架脫離時，與彈艙內部相連接的電源線插頭就會斷開，隨后，原子彈內部的電源開始為內部裝置供電，同時啟動定時裝置。

　　這個定時裝置僅工作15秒，目的就是防止原子彈提前爆炸，以保證投放它的轟炸機有時間脫離。定時裝置關閉時，原子彈與轟炸機之間的距離約為11000米。

升降機正在將“小男孩”送入B-29轟炸機的彈艙內

圖片來自網絡

　　“小男孩”的氣壓裝置

　　定時裝置工作15秒后關閉，氣壓裝置開始工作。在氣壓裝置開始工作的同時，雷達裝置也開始通電。原子彈“小男孩”內部的氣壓裝置，其實就是覆蓋著金屬薄膜的真空室。

　　隨著原子彈高度越來越低，金屬薄膜會在大氣壓的擠壓下逐漸變形。設置氣壓裝置的目的，主要是為了延遲雷達裝置開始工作的時間，防止其出現問題過早引爆原子彈。

已經掛載到B-29轟炸機彈艙內的“小男孩”

圖片來自網絡

　　“小男孩”的雷達高度計

　　在原子彈“小男孩”下落到距離地面2000米的高度時，金屬薄膜閉合電路，氣壓裝置停止工作，雷達高度計開始工作。

　　這里所使用的雷達高度計，實際上就是用AN / APS-13尾部報警雷達，這是由轟炸機使用的雷達改造而來的。當雷達高度計探測到原子彈已經下落至預定高度時，就會擊發布置在原子彈尾部的三個Mk15 Mod 1型引信。

　　引信被擊發后，會立刻將后膛中放置的四包無煙火藥引爆。火藥爆炸時產生的能量，會將布置在原子彈尾部處于低臨界狀態的鈾-235，也稱之為“子彈”，發射出去。

　　這個空心圓柱體，會通過長度為1.8米炮管，射向位于原子彈前部的另一塊鈾-235。在與前部的鈾-235塊碰撞時，速度已經達到300米/秒。

　　在這樣的速度下，兩塊低臨界質量的鈾-235在相撞后10毫米就可以發生鏈式反應，達到超臨界狀態，引發核爆炸。

世界上首枚實戰型原子彈，在爆炸前的40秒發生了什么？

圖文簡介

1945年8月6日上午8時15分17秒，美國陸軍航空兵第509混合大隊指揮官保羅?蒂貝茨上校，駕駛代號“伊諾拉?蓋伊”的B-29型轟炸機，在日本廣島上空9400米的高度，投下了人類歷史上第一枚用于實戰的原子彈——“小男孩”。