临界质量的理论应用

Question

如题所述

Answer 1

塞伯讨论了裂变截面、二次中子能谱、每一裂变的平均二次中子数(当时测到的约为2．2)、铀238俘获中子从而导致钚的过程以及为什么普通铀是安全的(这位年轻的理论家指出：“要使爆炸性的反应成为可能”，至少需要使铀235的浓度达到7%)等问题。他已经在把原子弹称作“小玩意儿”了，此后在山上成为原子弹的别名，这种遮人耳目的隐喻很可能是奥本海默杜撰出来的。塞伯所提出的计算法表明使用厚层的普通铀作为反射层铀235的临界质量是15公斤(33磅)。如果用钚并加以类似的反射层，临界质量可能是5公斤(11磅)。这样，原子弹的心脏可能只有甜瓜大小的铀235，或者柑桔大小的钚，周围用西瓜大小的普通铀做反射层，两个紧套在一起的球的直径大约为18英寸。这样形状的重金属反射层重约一吨。
伯克利的理论家罗伯特．克里斯蒂设计了一个较为保守的实体弹芯，两个相配的半球总量不到一个临界质量，而内爆将把它们原有的密度至少挤压得增加一倍，缩短了裂变中子在原子核之间穿行的距离，从而使质量超过临界。弗里希的小组在6月24日用试验证实了弹芯的构型。对高密度形态的钚来说，在重反射层中临界质量是11磅；即一个硬壳果大小的钚中心有一个空洞以接受引爆器，“三一计划”的弹芯也不可能比一个小橙子大。