周日在修理卫生间，师傅干活之余，和女朋友看了一部电影。

片子叫做《不可思议》（Unthinkable），在国内也翻译成《战略特勤组》。

W君一直认为这是十几年来最值得看的电影之一其本质是要表现绝对的道德主义和功利主义的观点冲突。

把两方坚持的观点具象化的摆在观众面前，其实还是“电车问题的解法”。不过这部片子给出的观点过于深刻，而且情节过于惊悚。就被打上了“限制级”的标签。所以票房一直不温不火的，以至于很多人不知道这部作品。

看片的过程中，出现了这么一个镜头：

我家的好奇宝宝就问这是核弹吗？为什么装一个气瓶？

仔细看了看，瓶子上的俄文写着“危险，放射性材料”，下面一行写着 “相 E 钚”。

感叹一下，电影的细节还是很丰富的，以气瓶装载核材料的核武器设计是在1980年代就提出来的，不过至今并没有真正实现。这是核武器小型化的一个思路，武器的设计思路是将核材料粉末储存在高压气瓶中，气瓶中的核材料低于核弹爆炸的临界值。在启动核弹的时候，利用气瓶中的高压气体将核材料吹向一个收集器，收集器中的滤网过滤出核材料粉末，排出气体，这样在收集器中的核材料（一般是钚粉）可以在瞬间达到临界值，核弹就可以引爆了。

在现实中这种设计很难有效的保证爆炸核心的形状和密度，因此只是小型化核武器的一个设计路线，一直有这方面的尝试，可是离着真正实用化还有很长很长的一段路要走呢。

电影中设计了这个装置，大概是因为这样的核武器可能会给人一种耳目一新的感觉。

这件事虽然是和女朋友在家聊天的内容，但是也是可以和大家聊聊的一个小概念，这就是钚材料的“相”，电影中的“相E”其实是一个小误导，大部分相的写法都是希腊字母，并不会用英文字母那么突兀的夹杂在一段俄文里面。

“相E”不存在，但钚的确是有“相”的。

今天咱们就来聊聊钚的相，以及要怎么加工出真正可以用于核武器使用的钚块。

一般的来说，我们看到一块金属，这是一块铁、或者这是一块铜、再或这是一块铝，这就是一般人对金属的认识，往往会集中注意这块金属的材质。但是要注意的一点是物体是由原子组成的，当原子排列的方法不同的时候，这“一块”物质的特性也会显著的不同。这些原子排列方法不同所体现出不同的特性的现象我们一般都叫做“同素异构体”，例如石墨和钻石，再或者是白磷、红磷、黑磷和紫磷。

它们都会有着相同的化学成分，但由于内部的晶格不同呈现出完全不同的物理（显著）和化学（细微）特性。

虽然我们看一个铁块、钢块在外观上并不是有太大差别，但在微观上金属上这种特性也十分明显，只有少量的金属不存在同素异构体，而大多数金属都是具有由不同的晶格结构所决定的相的。这部分后来就扩展成了单独的一个学科叫做金相学。

说回钚，钚在不同的压力和温度下会形成不同的“相”。在常温下钚可以以六种相存在，如果再加高压，其实钚还会有第七种相。

在不同的“相”下钚本身的特性是不一样的。最明显的是不同相的钚材料的密度不同。这是因为不同晶格形状的钚本身的原子间隙有差异，带来的后果就是相同体积下的钚质量有所差异。

这是钚的独特物理特性之一，在不同的温度和压力组合下，纯金钚属在达到液态之前表现出六种固态相变，从α、β、γ、Β、δ、δ-prime传递到ε。在其中密度会有阶梯形变化

在常温常压下α相的钚原子呈现简单的单斜晶系排列，其密度高达19.86克/立方厘米。这是钚的最常见形态。相对而言，以面心立方晶格排列的δ相钚则只有15.92克/立方厘米。

δ相钚则在极大的压力作用下可以由高相向α相钚转变。正因为有这种特性，钚是天生的内爆式核武器材料。

因此在早期的内爆式核武器设计中，往往采用δ相钚制作核心，在引爆的过程中，利用包裹在钚核心外部的烈性炸药对钚核心施加极大的压力，完成了钚向α相的转换，使得钚核心可以被压缩达到临界值。

不过要注意一点δ相钚通常存在于310 至 452 °C 的温度下，如果降低到常温，钚会收缩渐渐的转变为α相钚。为了阻止δ相钚向α相钚的自然转换，这时候合金的作用就呈现了。通常，在制作钚核心的时候，还会向纯钚内加入1.8%～3%的金属镓。在加入了金属镓后，δ相钚的晶格就具有了稳定性，可以在常温下正常保持。

同时，这种钚-镓合金也呈现出类似于铝的特性更加易于切削和加工。