第二十二章气体离心
柏林郊外的一座实验室里，德国科学家G·瑞皮最近心情大好，连带走路的步子都轻快了许多。
充足的研究经费，喜人的试验成果，让瑞皮第一百零一次发出人生转折来得太快的感慨。想想自己，不久之前还只是一个名不见经传的科学家，短短几年已经成为一支精锐科研小组的领军人物了，一切仿佛在做梦一般。
原来早在1919年，瑞皮就发明了气体离心机，不过由于实验经费短缺，使得瑞皮的研究很快就陷入了难以为继的境地。不过1921年，瑞皮的命运迎来了转机，一位不愿透露姓名的容克家族的小姐表示愿意资助他的研究，瑞皮才得以把研究继续下去。
原本瑞皮以为自己的运气已经爆棚了，没想到更大的好运气还在后面！1923年底，一家名为“结算咨询公司”的投资机构相中了自己的研究成果，通过一支名为“和平发展”的基金给自己注入了大笔资金，还在柏林郊外为自己购置了一座专门的实验室。
金主如此慷慨大方，差点被馅饼砸晕的瑞皮感激涕零，就差大呼“士为知己者用”了，当场就签下了卖身契和保密协议。
为了早日向金主证明自己的价值，瑞皮以十二分的干劲投入到工作中，很快就拿出了进一步改进的高速离心机，并在*********离出较高纯度的氯同位素：氯-35和氯-37。
瑞皮兴冲冲地带着自己的研究成果向金主报喜，结果没几天后，又是*********实验室账户。要求瑞皮的团队继续研究更高转速（外周速度不小于300米/秒）的气体离心机。瑞皮于是又乐颠颠地回去招兵买马去了，虽然他还没想明白金主为什么对高性能离心机如此看中。
如此重视G·瑞皮的研究成果的所谓“金主”，自然就是我们的主角海伦娜了，海伦娜之所以看重瑞皮的气体离心机，主要还是看重气体离心机在同位素分离方面的潜力。
同位素是同一元素的不同原子，其原子核内质子数相同，而中子数不同（比如氯-*********，氯-*********20）。同位素常常以一定比例共存在自然界中（比如氯*********是三比一）。想要将同位素分离出来并不容易，由于质子数相同，同位素具有完全相同的化学性质，用常规的化学方法是无法把它们分开的。所以只能利用同位素原子质量的微小差别，用物理手段分离。
以铀浓缩为例，铀矿中可用于核反应的铀-235含量只有%，其他都是不能用于核反应的铀-238和铀-234，想要获得能够进行核反应的燃料，就必须将铀-235分离提纯。
常用的分离方法主要有两种，一种是气体扩散法，一种是气体离心法。
气体扩散法的主要原理是把六氟化铀气体加压后通过扩散膜，由于由铀-*********，速度稍快一点，通过扩散膜的比例稍大一点；由铀-*********，速度稍慢一些，通过扩散膜的比例也稍小一些。只要不断重复这一过程，就能使得同位素不断富集。经过多个扩散级之后，就能得到纯度较高的铀-235。
气体离心法的主要原理是让六氟化铀气体通过高速旋转的空心圆筒，由铀-*********重，在筒壁处含量稍多；而由铀-*********轻，在筒中央处含量较多，用这种方法，经过多个分离级之后，同样能得到浓度较高的铀-235。
虽然历史上美国曼哈顿计划所需要的浓缩铀就是使用气体扩散法生产出来的，虽然中国的第一颗原子弹所使用的浓缩铀也是用气体扩散法生产出来的，但是海伦娜还是更青睐气体离心法。
气体扩散法虽然工艺过程本身不算太复杂，但是有两个固有缺陷难以克服：其一是气体扩散法每一级的分离系数太小，只有气体离心法的百分之一左右。其二是能耗太高，耗电量几乎是气体离心法的20倍。
相比之下，气体离心法的成本无疑友好多了，虽然由于气体离心法的分离效率很大程度上取决于离心机的周速度和尺寸，而离心机周速度和尺寸又对材料提出了很高的要求。
举例来说，要获得5%的浓缩铀，周速度400米/秒的离心机只需要几十级，但如果离心机周速度降低到300米/秒，就需要部署几百级了（为什么后世朝鲜和伊朗需要部署大量离心机，很大一部分原因是技术实力有限，离心机周速度不够，只能用更多的级数弥补）。当然，相比动辄需要上千级甚至几千级的气体扩散法还是有很大优势的。
为了让瑞皮加快高速气体离心机的研制，海伦娜多方游说，才在“结算咨询公司”的“和平发展基金”中为瑞皮的离心机研究争取了资金。
“和平发展基金”是“结算咨询公司”旗下的一支投资基金，“结算咨询公司”在鲁尔危机中获利超过2500万英镑，这笔钱中的一部分被投入现在正红火的北美证券市场，另一部分则通过“和平发展基金”来促进人类和平发展事业。
“和平发展基金”的投资领域都是经过专家们精心论证的，通过对自己父亲和贝恩克上将的游说，海伦娜也间接参与了其中。
“和平发展基金”的主要投资领域如下：
一、农业技术，主要是各种型号的拖拉机和履带式运输车辆；
二、民航技术，主要是各种民用飞机和民间运动飞机；
三、通信技术，着重研究晶体稳频的无线电台；
四、家电技术，重点研究用于未来厨房加热设备（微波炉）的磁控管；
五，娱乐技术，重点研究用于广播娱乐的发射和接收天线及天线阵列；
六、能源技术，主要是研究煤炭直接和间接液化以及为和平利用核能做前瞻性探索；
七，旅游技术，通过“船舶建设工程局”开展对外合作，发展水下观光潜航器。
……
总之工工整整的每页上都写着“和平发展”四个字。
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充足的研究经费，喜人的试验成果，让瑞皮第一百零一次发出人生转折来得太快的感慨。想想自己，不久之前还只是一个名不见经传的科学家，短短几年已经成为一支精锐科研小组的领军人物了，一切仿佛在做梦一般。
原来早在1919年，瑞皮就发明了气体离心机，不过由于实验经费短缺，使得瑞皮的研究很快就陷入了难以为继的境地。不过1921年，瑞皮的命运迎来了转机，一位不愿透露姓名的容克家族的小姐表示愿意资助他的研究，瑞皮才得以把研究继续下去。
原本瑞皮以为自己的运气已经爆棚了，没想到更大的好运气还在后面！1923年底，一家名为“结算咨询公司”的投资机构相中了自己的研究成果，通过一支名为“和平发展”的基金给自己注入了大笔资金，还在柏林郊外为自己购置了一座专门的实验室。
金主如此慷慨大方，差点被馅饼砸晕的瑞皮感激涕零，就差大呼“士为知己者用”了，当场就签下了卖身契和保密协议。
为了早日向金主证明自己的价值，瑞皮以十二分的干劲投入到工作中，很快就拿出了进一步改进的高速离心机，并在*********离出较高纯度的氯同位素：氯-35和氯-37。
瑞皮兴冲冲地带着自己的研究成果向金主报喜，结果没几天后，又是*********实验室账户。要求瑞皮的团队继续研究更高转速（外周速度不小于300米/秒）的气体离心机。瑞皮于是又乐颠颠地回去招兵买马去了，虽然他还没想明白金主为什么对高性能离心机如此看中。
如此重视G·瑞皮的研究成果的所谓“金主”，自然就是我们的主角海伦娜了，海伦娜之所以看重瑞皮的气体离心机，主要还是看重气体离心机在同位素分离方面的潜力。
同位素是同一元素的不同原子，其原子核内质子数相同，而中子数不同（比如氯-*********，氯-*********20）。同位素常常以一定比例共存在自然界中（比如氯*********是三比一）。想要将同位素分离出来并不容易，由于质子数相同，同位素具有完全相同的化学性质，用常规的化学方法是无法把它们分开的。所以只能利用同位素原子质量的微小差别，用物理手段分离。
以铀浓缩为例，铀矿中可用于核反应的铀-235含量只有%，其他都是不能用于核反应的铀-238和铀-234，想要获得能够进行核反应的燃料，就必须将铀-235分离提纯。
常用的分离方法主要有两种，一种是气体扩散法，一种是气体离心法。
气体扩散法的主要原理是把六氟化铀气体加压后通过扩散膜，由于由铀-*********，速度稍快一点，通过扩散膜的比例稍大一点；由铀-*********，速度稍慢一些，通过扩散膜的比例也稍小一些。只要不断重复这一过程，就能使得同位素不断富集。经过多个扩散级之后，就能得到纯度较高的铀-235。
气体离心法的主要原理是让六氟化铀气体通过高速旋转的空心圆筒，由铀-*********重，在筒壁处含量稍多；而由铀-*********轻，在筒中央处含量较多，用这种方法，经过多个分离级之后，同样能得到浓度较高的铀-235。
虽然历史上美国曼哈顿计划所需要的浓缩铀就是使用气体扩散法生产出来的，虽然中国的第一颗原子弹所使用的浓缩铀也是用气体扩散法生产出来的，但是海伦娜还是更青睐气体离心法。
气体扩散法虽然工艺过程本身不算太复杂，但是有两个固有缺陷难以克服：其一是气体扩散法每一级的分离系数太小，只有气体离心法的百分之一左右。其二是能耗太高，耗电量几乎是气体离心法的20倍。
相比之下，气体离心法的成本无疑友好多了，虽然由于气体离心法的分离效率很大程度上取决于离心机的周速度和尺寸，而离心机周速度和尺寸又对材料提出了很高的要求。
举例来说，要获得5%的浓缩铀，周速度400米/秒的离心机只需要几十级，但如果离心机周速度降低到300米/秒，就需要部署几百级了（为什么后世朝鲜和伊朗需要部署大量离心机，很大一部分原因是技术实力有限，离心机周速度不够，只能用更多的级数弥补）。当然，相比动辄需要上千级甚至几千级的气体扩散法还是有很大优势的。
为了让瑞皮加快高速气体离心机的研制，海伦娜多方游说，才在“结算咨询公司”的“和平发展基金”中为瑞皮的离心机研究争取了资金。
“和平发展基金”是“结算咨询公司”旗下的一支投资基金，“结算咨询公司”在鲁尔危机中获利超过2500万英镑，这笔钱中的一部分被投入现在正红火的北美证券市场，另一部分则通过“和平发展基金”来促进人类和平发展事业。
“和平发展基金”的投资领域都是经过专家们精心论证的，通过对自己父亲和贝恩克上将的游说，海伦娜也间接参与了其中。
“和平发展基金”的主要投资领域如下：
一、农业技术，主要是各种型号的拖拉机和履带式运输车辆；
二、民航技术，主要是各种民用飞机和民间运动飞机；
三、通信技术，着重研究晶体稳频的无线电台；
四、家电技术，重点研究用于未来厨房加热设备（微波炉）的磁控管；
五，娱乐技术，重点研究用于广播娱乐的发射和接收天线及天线阵列；
六、能源技术，主要是研究煤炭直接和间接液化以及为和平利用核能做前瞻性探索；
七，旅游技术，通过“船舶建设工程局”开展对外合作，发展水下观光潜航器。
……
总之工工整整的每页上都写着“和平发展”四个字。
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