出品：科普中國(guó)

作者：岳江鋒

籌劃：宋雅娟

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

網(wǎng)友發(fā)問(wèn)：制造一枚原子彈需求幾核資料?

專(zhuān)家解答：

原子彈是應(yīng)用鈾235或钚239的原子核自持裂變鏈?zhǔn)椒错懺碇瞥傻暮宋淦鳎卜Q(chēng)為“裂變核武器”。要使鏈?zhǔn)椒错懽猿值赝Ｖ瓜氯ィ訌椫械牧炎冄b料必需大于一定的質(zhì)量，這一質(zhì)量稱(chēng)為“臨界質(zhì)量”。臨界質(zhì)量的大小與裂變裝料的品種、密度等要素有關(guān)。

從科學(xué)推算得知，在沒(méi)有附加措施的狀況下，鈾235裸球的臨界質(zhì)量為52千克、δ相钚239裸球的臨界質(zhì)量為16千克、α相钚239裸球的臨界質(zhì)量約為10千克。假如在裂變裝料外面包上能反射中子的鈾238或鈹反射層，則可減小其臨界質(zhì)量。例如，包有2厘米厚的鈾238外層時(shí)，δ相钚239的臨界質(zhì)量?jī)H為11千克。進(jìn)步裂變裝料的密度，也能減小其臨界質(zhì)量，普通來(lái)說(shuō)，密度進(jìn)步1倍，臨界質(zhì)量可減小至原來(lái)的四分之一。

原子彈的設(shè)計(jì)原理就是使處于次臨界狀態(tài)的裂變裝料霎時(shí)到達(dá)超臨界狀態(tài)。依據(jù)超臨界狀態(tài)完成方式的不同，原子彈可分為槍式構(gòu)造和內(nèi)爆式構(gòu)造兩種。槍式構(gòu)造又稱(chēng)壓攏型，即把兩塊或多塊處于次臨界狀態(tài)的裂變裝料，在化學(xué)炸藥爆炸產(chǎn)生的力推進(jìn)下疾速合攏而成為超臨界狀態(tài)。內(nèi)爆式構(gòu)造又稱(chēng)壓緊型，即應(yīng)用化學(xué)炸藥爆炸產(chǎn)生的內(nèi)聚沖擊波和高壓力，緊縮處于次臨界的裂變裝料，使其密度急速進(jìn)步，而成為超臨界狀態(tài)。

臨界質(zhì)量只是發(fā)作核爆炸的最低質(zhì)量，詳細(xì)到某一種型號(hào)的原子彈配備核資料的質(zhì)量，外界鮮有報(bào)道。二戰(zhàn)末期，美國(guó)投向日本的兩顆原子彈代號(hào)分別為“小男孩”和“胖子”，是迄今為止獨(dú)一投入作戰(zhàn)運(yùn)用的原子彈，這兩顆原子彈的狀況現(xiàn)已根本分明。其中，“小男孩”是槍法原子彈，用了64千克鈾-235，另有12.8千克鈾-238和鈾-234同位素;“胖子”原子彈屬于內(nèi)爆法原子彈，用钚作為裂變資料，裝有6.2千克δ相钚合金。

槍法(上)和內(nèi)爆法(下)原子彈構(gòu)造表示圖(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))

專(zhuān)家引見(jiàn)：岳江鋒，原中國(guó)國(guó)防科技信息中心軍事刊物主編，畢業(yè)于解放軍國(guó)防科技大學(xué)，曾在軍中退役20余年，現(xiàn)為某研討所高級(jí)工程師、項(xiàng)目總師，獲軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)，在多家網(wǎng)絡(luò)媒體發(fā)表文章百余篇，并創(chuàng)立了“謝武軍事”公眾號(hào)。