主题：【原创】美国的核武库——从零到九十 -- 北京阿新
家园 【原创】3. MK-5核炸弹与W-5核弹头 MK-5型核炸弹与W-5型核弹头拥有同样的核武器核心设计，其项目开始于20世纪50年代初期，并服役于1952年到1963年间。
MK-5型的设计值得引人注目的，因为它是自1945年的“胖子”以来，美国第一个直径小于60英寸的生产型内爆式核武器，它的直径只有39英寸。MK-5使用了92点爆破式的内爆设计，并使用了混合铀/钚的裂变核心。
MK-5的核心与W-5核弹头都是直径39英寸，长76英寸，而完整的MK-5核炸弹则直径44英寸，长129~132英寸。不同型号的MK-5重量3025磅到3175磅，W-5核弹头则是2405磅到2650磅之间。
MK-5与W-5都是纯裂变武器，它们至少有4种基本型号的核心设计，武器当量分别为6000、16000、55000、60000、100000与120000吨TNT当量。
与其它的早期美国核武器设计相同，其裂变物质是与炸弹采用分离设计的，在飞行前再组装到一起，这项技术被称为“飞行中插入”（IFI）。MK-5有一个自动的IFI装置，可以自动将裂变物质核心从储存位置经炸弹头锥放入炸弹中。
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 22 头锥打开状态的MK-5
W-5是作为巡航导弹的战斗部而设计的，其用于MGM-1“斗牛士”和SSM-N-8“天狮星Ⅰ”型巡航导弹，曾计划用于GAM-63“无赖”式空对地导弹，但是该计划被取消了。这是第一种导弹战斗部核武器。
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 23 MGM-1“斗牛士”导弹
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 24 SSM-N-8 “天狮星Ⅰ”巡航导弹
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 25 计划被取消的GAM-63“无赖”空对地导弹
MK-5的各种型号共制造了140枚，其服役期是1952年到1963年，而W-5则为“斗牛士”导弹制造了35枚，为“天狮星Ⅰ”导弹制造了65枚，服役于1954到1963年间。在项目E计划中，有72枚MK-5由英国皇家空军的轰炸机携带，但是是由美国控制的。
家园 【原创】2. MK-4与W-4 MK-4是美国基于MK-Ⅲ Mod 0的基础上进行改进设计后的一种内爆法原子弹。很明显，进过对比，在早期，是内爆法获得了成功。
MK-Ⅲ是一种战时的权宜之计，采用手工打造与设计，一切都是为了战争的紧急需求。而MK-4则是采用了MK-Ⅲ的基本设计，包括材料、尺寸与核心组件，但是重新进行了整体设计，从而更安全，更便于生产。
MK-4直径60英寸，长128英寸，与MK-Ⅲ类似。它由于型号不同，重10800~10900磅。除了便于制造，MK-4还采用了飞行中插入的概念，一种在之后使用多年的核武器安全概念。一个关键组件放置在核弹外，直到投放前才由人工或机械插入其中。
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 20 MK-4型核航弹
MK-4不同型号使用浓缩铀或者钚作为核燃料，不同型号的MK-4有不同的当量，1、3.5、8、14、21、22与31千吨级。
MK-4总共生产了550枚。
MK-4的成功又催生出MK-6型核航弹，它们两者大体相似，但是MK-6做了很多改进。
W-4则是MK-4的派生型，长90英寸，直径60英寸，重6500磅，计划用于SM-62 “蛇鲨”巡航导弹的，但是从来没有被制造过，而且该计划与1951年被取消了。
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 21 飞行中的“蛇鲨”
家园 强帖留名！ 家园 有的是耐心 兄弟就在坑里蹲守拉，哈哈
家园 【原创】1.第一枚核武器 第一枚核武器
“三位一体”试验毕竟只是试验，它只是验证了理论是可行的，而不是一个真正可以作为武器的玩意。但是它离武器已经很近了。就在“三位一体”试验进行准备工作的时候，为了尽早结束对日战争，在太平洋上的提尼安岛（现在这个岛另外一个名字更出名：天堂岛）上关于使用核武器的准备工作也同步进行着。
在岛上准备了两种截然不同的设计产品，一种是枪法原子弹，但是它使用的是高浓缩铀-235作为核燃料，它的绰号是“小男孩”，设计代号是MK-Ⅰ，另一种则是内爆法的钚弹，与“三位一体”试验原理相同，使用钚-239作为核燃料，设计代号是MK-Ⅲ，绰号是“胖子”。
很有意思的是，美国人在第一代核武器的设计上采用了截然不同的两种方案：枪法铀弹、内爆法钚弹。或许也有进行对比的意思在其中吧。
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外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 13 美国核能博物馆中展出的“小男孩”与“胖子”的模型
在图片中能很轻松的区分两者。这个博物馆在新墨西哥州的阿尔伯克基。
这是真正投入作战的核武器，也是唯一在战争中使用过的核武器。
在第一次的钚弹核试验——“三位一体”试验之后，下一个完成的核武器是“小男孩”，正是它被投放到了日本的广岛，成为第一枚用于实战的核武器。下一枚“小男孩”还需要数月才能准备好，因此当时只有一枚“小男孩”可以被用于实战。相比之下，“胖子”已经装配了数枚了，只是没有安装钚核心而已，而且投入实战的“胖子”也是在执行任务之前才装备了钚核心的。
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 14 投放前的“小男孩”
MK-Ⅰ 小男孩 长120英寸，直径28英寸，重8900磅，威力15000~16000吨。
Mk-III 胖子 长128英寸，直接60.25英寸，重10300磅，威力21000吨。
在第一枚铀核心“小男孩”运抵后数天，第二个送到提尼安岛的是钚核心，供第一枚“胖子”使用，首选目标是军工城市小仓，由于天气原因，小仓被放弃了，改为攻击日本的长崎（可怜的替死鬼）。
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 15 "胖子”的线条图
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 16在美国海军加州Saltwells兵工厂进行测试的“胖子” （后来的中国湖武器测试中心）
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 17精炼的钚核心，就是投放在长崎的那个
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 18 在提尼安岛组织中的“胖子”
外链图片需谨慎，可能会被源头改图表 19准备装入B-29弹仓的“胖子”
在广岛与长崎之后，“小男孩”与“胖子”还分别制造了几枚，其中“小男孩”制造了5枚，但是没有正式进入储备中，并与1950年11月退役。而“胖子”则在1947年4月到1949年4月间进行了批量制造，生产了120枚，包括Mod 0，1，2等多种型号，所有的“胖子”在1950年也都退役了。
BTW，还有一个被遗忘了的MK-Ⅱ，这是一种低当量的枪法原子弹，但是仅仅进行了理论设计，从来没有被制造出来过~
家园 钚核也太小了吧？ 钚弹的临界质量是多少？钚的密度是多少？
请牛人们答疑。
- 复 钚核也太小了吧？
家园 那个不是该是真的核 钚的临界质量10~15Kg,我记得胖子使用了大概50Kg的钚.钚的密度20000Kg/m^3.图示的两块显然有点少.另外,胖子里钚核应该是很好的机械加工过的非常光滑对称的形状,图示显然不是.我猜图示的只是原料工厂加工出来的原料块而已,然后要进一步融合成大块然后机加工.
家园 可能是精加工之前的钚核。 临界质量与密度有关，钚核肯定要低于临界质量，否则不引爆也自己毁了，这也是原子弹无法做大的原因。低于临界质量的钚核在引爆时被高度压缩，临界质量降低到钚核的实际质量，轰！
后面一半是对的，据我所知钚核得加工在非常精确的圆形，否则内爆时压缩不均匀，有相当多的钚装料被炸散，参与不了链式反应。同时外面引爆用的炸药加工精度要求也相当高，而且要周围多雷管高精度同时引爆。