想不到吧？核武器的最终极技术秘密竟然是一根铜丝

很多军迷津津乐道的核武器结构大致都是这样的：

然后也能说出，“钚核心周围布置预制炸药，炸药爆炸后形成冲击波均匀向内汇聚，使钚球压缩到超过临界质量，从而发生链式核裂变。”的基本核爆炸原理。

但很多人就到此止步了。这也就是为什么很多老百姓即使是有核材料也造不出原子弹的最基本原因了。

差在哪里呢？主要的问题就是差了一根“细铜丝”。

按照核弹爆炸的基本原理，我们是依靠外部的炸药同时爆炸挤压内部的钚球使其达到临界点的。

因此，在外部设置了一个预制成型的炸药球，以足球的结构排列：

当爆炸发生的时候，爆炸波要均匀的挤压才可以真正的引爆核弹。

如果不均匀呢？核弹的核心就会被强大的爆炸冲击力作用弹出爆炸中心。这样一来起爆就失败了。

道理很简单，估计能读到这里的人都可以明白。但如何让核弹周围的炸药块同部爆炸就是一个技术问题了。

通常的情况下，大部分引爆装置是依靠电雷管进行引爆的，通过给雷管内加电压雷管内的“灯丝”被加热升温引爆雷管内的装药。一般的情况下用这玩意：

这叫做手动下压式引爆器（manual plunger detonator），在下压的瞬间中央压杆带动一小块磁铁在线圈中运动。

最终在输出的电极上可以输出30-100伏特的电压，这样就可以让雷管中的电热丝发热到引爆雷管的引爆药。

如果你仔细看Du Pont Push的这个引爆器的设计，你会发现下压杆上是有齿条的，这样就可以让里面的飞轮高速旋转带动磁铁切割磁力线产生电能，就不至于下压杆压到底突然断电。

然而，这种方式起爆，雷管有一个±3毫秒左右的延迟误差，在通常的起爆过程这点误差对于爆炸的结果并不构成影响。但是如果是引爆原子弹的核心，那么这种误差带来的结果就是当核弹的核心被炸飞出原子弹壳体，有一些方向的炸药块还没起爆呢。

现在，“细铜丝”登场，确切的说这根细铜丝叫做“爆炸丝”。

它的工作原理是在这根细铜丝的两端施以几千伏的高压和几百安培的电流，瞬间让这根铜丝等离子化，而气化的等离子还保持着导电的特性，在一个相对较大的时间窗口内依然可以让电流通过持续释放能量。

得到的结果就是这根铜丝获得了大到无法宣泄的能量瞬间爆炸。由于电力在导线中的速度接近于光速（3 x 10^8 米/秒），而且不依赖热传导靠热量引燃周围的起爆药。因此这种电热丝的反应误差小于10纳秒。

所以，我们在看到原子弹的时候你会发现在原子弹周围密布着粗大的导线，而导线的末端被接入了EBW雷管上。

EBW（Exploding Bridge Wire Detonator，爆炸桥丝雷管）。

这里面就会有人觉得一根随时可以被高压烧断的细铜丝和普通电雷管里面通电就发热的电热丝比起来似乎也没有多少进步吧？

事情还真的和大家的想象不一样。

我们先回头看看普通电雷管的原理：普通电热雷管内部是一个细金属丝，通常是钨丝或者铬镍合金。当电流通过时，丝逐渐升温，最终点燃紧贴其表面的初级火药（如硝化棉或起爆药），再进一步引燃主药。

在这一过程中：电流加热电热丝（几十毫秒级），电热丝达到点火温度（300-500°C）、点燃初级药剂、传播到主药爆炸。它会随着雷管装置自身的初始温度、初级火药（电火药）的热惯性、发热丝和初级火药的结合紧密程度等诸多方面的误差再产生正负几毫秒的误差。

而EBW雷管则是将桥丝整体铸造到雷管起爆药中。

依靠自身的电能转换志杰在起爆药内部激发起爆药的爆炸。

这个事件微秒级别的，而误差则被压缩到了不足10纳秒。（1秒=1000毫秒，1毫秒=1000微秒，1微秒=1000纳秒）。

在这个级别上实际上要做到同步已经就不是EBW雷管本身的爆炸误差所决定的了，外围电路的设计就更重要了。在普通的情况下我们一般不会考虑外围电路自己的电感和电容特性，但一旦达到了纳秒级别，雷管就不重要了——重要的是如何搞好这个外围电路！

首先，必须解决的是电压与电流的能量释放问题。EBW的工作不是维持电流，而是在极短时间内把大量能量强制推入细小铜桥内。这意味着整套电路必须具备瞬间提供几千伏电压、上百安培电流的能力，传统的电池或电源根本无法胜任。通常采用大容量高压电容器组，通过开关电感与精密放电通道，在极短的时间内完成能量释放。而这套电容系统不仅要能释放出够用的能量，还必须具备极高的重复性与稳定性，每次充放都要保证输出波形、幅度、上升沿完全一致。

所以，你可以看到上面电爆炸丝的原理图上，即便是一个爆炸丝也需要在电路的开关右边设置一个电感（L1）和一个电阻（R2），这是由于电路一旦闭合，储能电容C1内部积蓄的大量能量就会试图以极短的时间释放出来。这个放电过程的典型特点是电压高、上升沿陡、di/dt（电流变化率）极大。如果直接将电容的正极与爆炸丝短接，那么爆炸丝可能在“尚未等离子化”之前就因过强的瞬态电流而被击穿（断而不爆），导致整个起爆失效。同时，由于铜丝等离子化过程对能量密度和持续时间高度敏感，过快上升的电流会导致局部温升分布不均，无法形成有效的爆震波。

而此时，电感L1的作用就显现出来了：它会在放电初期阻滞电流的突增，使电流上升得更加平滑，从而起到整形、缓冲和能量蓄积的作用。我们可以理解为，L1并不是在“饱和”后才工作，而是它的电压-电流特性决定了它对电流变化具有天然的“惯性”——它不允许电流瞬时大幅跳变。这样，在L1的作用下，初期电流被缓慢建立，而当L1的反电动势减弱、储能作用趋于释放时，桥丝就能在一个电流已经建立而电压尚未衰减的理想窗口中被完整激发。

其次，是同步与传输路径的控制。如果说普通电子系统里的时序控制容忍度在微秒级甚至毫秒级，那在EBW引爆中，你必须将几十个爆炸通道全部控制在±10纳秒以内同步触发。这就不再是“控制电压电流高低”这么简单的问题了，而是直接涉及到电磁波在导线中传播的延迟误差。我们知道电信号在电缆中传播速度大约是光速的2/3左右，哪怕电缆长短差异一个厘米，也可能导致数百皮秒甚至上纳秒的时间偏差，而这在核爆炸的对称性压缩中就是致命的。因此，所有从主控制器通向雷管的同轴电缆必须严格等长，阻抗必须精确匹配，所有分支必须在物理上尽量对称——这种“几何对称 + 电气对称”的设计甚至比雷管本体还要难。

第三个痛点在于触发机制本身的稳定性。在这么高的电压和电流条件下，如何避免在电容尚未完成充电、或者干扰信号侵入时误触发，是一个不可忽略的问题。这就要求触发系统必须采用极高可靠性和极低延迟的放电控制器件。比如气体放电管、触发型火花隙，或更现代的高压晶闸管和光触发元件。它们要在不工作的绝大多数时间内保持完全关闭状态，但一旦接到启动信号，就能在亚纳秒级别内导通整个电流通路。这些元器件的封装、电场设计、热特性甚至外壳布局，都会直接影响整套系统的响应性能。

而所有这些，都还必须建立在一个严密的屏蔽与接地设计之上。由于EBW系统中涉及极高的电压和脉冲电流，一旦电路布线不规范，强电磁干扰将会在整个系统内部引发“鬼影式触发”——即某一个EBW雷管被错误地提前激发。这种问题在测试中经常出现，哪怕你已经做好了波形一致性、电缆等长、电容匹配，只要一个屏蔽层断开，或者某个回路耦合了外部信号，那整颗核弹就等于提前解体。

所以，你会看到在核弹外面会有一个立方体的电路配线盒子，从这个盒子上面有密密麻麻的线缆被接入到原子弹的EBW雷管中。

也正由于线缆的量很大，很杂乱，因此我们第一枚原子弹也取了这个外部特征被叫做“邱小姐”。