亲，你想亲自造一颗原子弹？

这事并不是想象的那么复杂。

初中物理课本上就已经讲过，原子弹爆炸的基本原理是核裂变。

核裂变，就是由重的原子核（主要是指铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。

下面看到的是铀元素，也就是人们常说的铀-235，它的原子核有 143 个中子和 92 个质子。

当一个中子快速轰击铀-235 的原子核时，会分裂出另外两个元素——钡和氪，并释放 2-3 个中子，以及约 200 兆电子伏的能量。

这还没完，下面更刺激的是，裂变出来的中子会继续轰击其他铀-235，这样就引发不断的核裂变，连续起来就是链式反应。

准确讲，就是以中子为媒介而维持的自持式裂变反应。

裂变反应的威力究竟有多大呢？

这可不是闹着玩的，能量大着呢。

1克完全裂变的铀-235 ，相当于近 20 吨 TNT 炸药，足以炸倒半径 120 米内的建筑物。

刚刚江苏响水发生的化工厂爆炸， 威力那么大也就2 吨 TNT的威力。

1克完全裂变的铀-235，就相当于10个响水大爆炸。

可是，引发链式反应并不那么简单，要求的条件非常苛刻。

首先，铀材料纯度低，里面通常含有杂质。

比如如果是含有铀-238 ，虽然它和铀-235 有同样的质子数，但是多了 3 个中子，它就只会散射或俘获中子，不会发生裂变，没法进行下一轮反应。

因此，造原子弹要求铀-235 纯度必须达到 90% 以上。

其次，对铀材料的形状有要求。因这，原子核直径只占整个原子的两万六千分之一，周围都是空隙，核裂变放出的中子很容易就错过其他原子核，撞不上去直接飞到外面去了。

这就要求铀材料是球形，因为球形的表面积最小，泄漏中子也最少。

铀材料的纯度、形状、密度等因素决定了临界质量，也是维持链式反应的最低质量，这需要非常复杂的计算。

如果算不出来，就只能算了。

美国核武器研究基地——洛斯阿拉莫斯实验室 1969 年解密文件显示，93.8% 纯度的球形铀-235 ，密度为 18.75g/cm³ 时，临界质量约为 52kg 。

把这些理论知识搞懂后，就可以动手开干了。

首先还是得画张图纸吧。

这是 1945 年，美国在日本投放的小男孩和胖子的图纸，分别代表了两种典型的原子弹结构。

小男孩属于枪式，内部像一个枪膛。

启动时，尾部的电子雷管引爆炸药包，膨胀的气体推动圆柱形铀块，嵌到头部的另一个圆柱形铀块。

同时，铀块周围的金属弹丸球通过撞击，释放大量中子，引发裂变。

块周围还包裹有厚厚的碳化钨，可以把泄露出来的中子反射回铀块，加速链式反应。

枪式结构有个缺陷，1945 年 8 月 6 日在广岛爆炸的“小男孩”TNT 当量只有 1.5 万吨，利用率才 1.2% 。

这是因为初始反应能量让大部分核材料迅速膨胀，密度下降，还没达到临界状态就炸飞。

这个问题在“胖子”身上得到解决。

“胖子”启动时，会引爆金属板下 32 个炸药包，冲击波将往里挤压，最终挤压到中心的核材料。

挤压之后，位于中心位置的钚-239的密度迅速增大，达到临界状态，引发核爆炸。

这种设计叫内爆式结构。

“胖子”被扔到长崎后，当量有 2.2 万吨TNT，利用率提高到 17% 。

这种设计方式效果好了，但是这套球面波起爆器难度太大了。

看看外围这层炸药包， O 点是雷管位置。雷管点燃炸药，炸药的冲击波先到达距离 O 最近的 C 点，然后才是 A、B 点。

由于距离差，无法均匀压缩核材料，裂变也是不充分的。

所以，炸药包用两种炸药调配。一种速度快，一种速度慢。这样一来，就能使 冲击波同时到达球面。

当然，原子弹的技术难点远不止这些，需要边研究边实践。

这些都不难，最难的是没有制造原子弹的核材料。

因为，天然铀矿非常稀有，并且矿石中铀-235 仅占 0.7% 。

中国的铀矿主要产自湖南重镇，郴州和衡阳都有。

高手在民间，2007 年，有4 位湖南人用土法炼铀，炼制了 8 公斤纯度高达 56% 的铀产品，他们偷运到广州贩卖，最终交易时被警方抓获。

原子弹没造出来，进监狱吃号饭去了。

知识不可怕，可怕的是用知识干坏事。

友情提示：原子弹很刺激，造原子弹需谨慎。