如何制造一颗核弹？关于奥本海默、曼哈顿计划和原子弹的那些事

质能方程

物体的惯性同它所含的能量有关吗

物体的能量与它的质量成正比，质量越大的物体，能量就越大

质能方程 E=MC²

E 物体的能量

M 物体的质量

C 真空中的光速c=299792458m/s

只有质量发生亏损 — 能量释放

质子和中子组成原子核，平均每一个核子质量不同

组成小序号的原子核或大序号原子核 — 平均一个核子的质量比较大

组成中等序号的原子核 — 平均一个核子的质量比较小（铁56原子核，平均核子质量最小）

大序号原子受到粒子撞击裂变成几个中等质量的原子核或小序号原子核彼此靠近依靠核力聚变成一个中等质量的原子核，总核子数不变，原子核质量发生亏损，损失的质量会以能量形式释放 — 核能

链式反应

中子撞击原子核 — 原子核裂变同时释放出不止一个中子 — 新一代中子会撞击到更多原子核上 — 释放更多中子 — 裂变过程中释放核能

铀浓缩

浓缩铀235

核电厂发电用的低浓缩铀 浓度为3%的U235

高于80%高浓缩铀

大于90%武器级高浓缩铀 — 可制造核武器

扩散法、磁场分离法

对于速度很快的中子U235和U238俘获能力相同，中子速度很低的时候U235俘获中子的能力高于U238

天然铀的小颗粒掺在某种能使中子减速本身不会被俘获中子的物质里 — 减速剂（重水、石墨，二战德国重水工厂被破坏原子弹子计划泡汤）

曼哈顿计划

在爱因斯坦的号召下奥本海默、费米、费曼、波尔、冯诺依曼、吴健雄等人开展了历时三年的曼哈顿计划

能爆炸的浓缩铀最小体积叫临界体积，引爆时将几块浓缩铀合到一块体积超过临界体积原子弹就会爆炸

小男孩 — 64千克高浓缩铀，外部有中子反射器 — 枪式引爆

长崎“胖子”内爆式 — 钚239 — 强烈压缩聚集达到临界体积后爆炸

氢弹

利用核裂变装置爆炸能量引发氘、氚等轻核的自持聚变反应，瞬时释放巨大能量的核武器

聚变 — 核热融合