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鈈239原子要怎樣提取?

原子彈的另壹種重要裝藥是鈈239。鈈239是通過反應堆生產的。在反應堆內,鈾238吸收壹個中子,不發生裂變而變成鈾239,鈾239衰變成鎿239,鎿239衰變成鈈239。由於鈈與鈾是不同的元素,因此雖然只有很少壹部分鈾轉變成了鈈,但鈈與鈾之間的分離,比起鈾同位素間的分離來卻要容易得多,因而可以比較方便地用化學方法提取純鈈。

鈾233也是原子彈的壹種裝藥,它是通過釷232在反應堆內經中子轟擊,生成釷233,再相繼經兩次β衰變而制得。從上面我們可以看到,後兩種裝藥是通過反應堆生產的。它們是依靠鈾235裂變時放出的中子生成的,也就是說,它們的生成是以消耗鈾235為代價的,絲毫也離不開鈾235。從這個意義上來說,完全可以把鈾235稱作“核火種”,因為沒有鈾235就沒有反應堆,就沒有原子彈,就沒有今天大規模的原子能利用。

有了核裝藥,只要使它們的體積或質量超過壹定的臨界值,就可以實現原子彈爆炸了。只是這裏還有壹個原子彈的引發問題,也就是如何做到:不需要它爆炸時,它就不爆炸;需要它爆炸時,它就能立即爆炸。這可以通過臨界質量或臨界尺寸的控制來實現。

從原理上講,最簡單的原子彈采用的是所謂槍式結構。兩塊均小於臨界質量的鈾塊,相隔壹定的距離,不會引起爆炸,當它們合在壹起時,就大於臨界質量,立刻發生爆炸。但是若將它們慢慢地合在壹起,那麽鏈式反應剛開始不久,所產生的能量就足以將它們本身吹散,而使鏈式反應停息,原子彈的爆炸威力和核裝藥的利用率就很小,這與反應堆超臨界事故爆炸時的情況有些相似。因此關鍵問題是要使它們能夠極迅速地合在壹起。

將壹部分鈾放在壹端,而將另壹部分鈾放在“炮筒”內,借助於烈性炸藥,極迅速地將它們完全合在壹起,造成超臨界,產生高效率的爆炸。為了減少中子損失,核裝藥的外面有壹層中子反射層;為了延遲核裝藥的飛散,原子彈具有堅固的外殼。