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铀235或钚239,铀235做的原子弹保存期上亿年,钚-239,半衰期为2.41万年,常被用制核子武器,纯度必须90%以上,被分开保存为多个不会发生裂变的亚临界质量,以避免象TNT一样引爆,不是核爆炸。
原子弹制造:钚239原子弹的爆炸临界质量是5千克左右,为半径2厘米的球。
有了核部件、经过精心计算试验验证的常规化学炸药部件,能可靠地把核装药压缩到临界体积,还是不够引爆原子弹。
还必须有专门设计的点火中子源装置。
不然的话,铀或者钚部件临界后开始链式反应。为了使核爆炸能量释放达到最大值,应该使链式反应的代数达到要求。如果在达到的要求的代数之前,核材料由于热膨胀而变为亚临界状态,那么这颗“原子弹”就成了臭弹。万吨级爆炸能量的99.9%以上是在链式反应的最后7代释放出来的,其时间约为0.07微秒。点火装置的作用很关键,它在开始时给裂变材料注入足够多的中子,这样就能使随后产生的中子数足够多,不致造成“臭弹”。要想发生核爆炸,还要有中子源帮忙。
中子源就象一个能引暴核弹的小火源。中子源——铍、钋弹丸球,它是一个铍制的空心金属球,里面填充钋金属,用金箔片隔开。钋210是人工核反映堆中合成,能时刻自发产生大量阿尔法粒子。
经计算,在我们的设计中,弹芯材料选为钚239,反射层为铍9,弹芯由几层球状的金属壳构成。
中心部位是一个半径为1cm的中子源( 铍/钋弹丸);
第二部分为空间3厘米的空间;
第三部分为2cm厚的钚239燃料层球碎片(钚239重量为5KG),我们将1cm厚的铍(重量为0.7KG)布置在紧贴着钚239表面;
然后第四部分是3cm厚的炸药爆轰驱动机构(炸药爆轰装置质量为5kg);
最外层的第五部分是1cm厚的铍(重量为2.1KG)加1cm厚的铀-238金属外壳(重量为2.6KG)。
当然最后不能忘记在弹芯中间插上一根半径约2cm的中子管(具体设计见后文)。
这样我们就完成了弹芯的临界设计,弹芯为总质量大约为14KG、直径22厘米的圆球体,相当于一个篮球大小。