Итак, насколько я знаю, ядерные бомбы получаются в результате реакции деления: снабжая ядро достаточной энергией, чтобы вызвать цепную реакцию. Если уран присутствовал, почему для создания ядерной бомбы требуется так много?
Если вы бросите кучу урановой руды в один шарик, ничего не произойдет.
Если вы химически очистите руду, чтобы единственным присутствующим элементом был уран, все равно ничего не произойдет.
Неуправляемая цепная реакция, необходимая для бомбы с урановым двигателем, включает U-235, изотоп, содержащий на три нейтрона меньше, чем самый распространенный природный изотоп U-238. Согласно Википедии ,
Требуемый материал должен составлять 85% или более и известен как оружейный уран...
Теперь у U-235 и U-238 практически неразличимый химический состав. 1 Как вы очищаете материал, чтобы он содержал в основном U-235? Традиционный метод заключается в получении газообразного соединения гексафторида урана, , и использовать некоторый физический процесс, основанный на массе, чтобы отделить из . 2 Это медленная, утомительная работа. Фактически, объект в Ок-Ридже, построенный для этого во время Второй мировой войны, был по некоторым параметрам самым большим зданием в мире в то время. Он извлекал U-235 по одному крошечному кусочку за раз, и даже после нескольких месяцев работы материала хватило только на одну бомбу, и не осталось ничего, чтобы даже проверить устройство.
Для плутониевого оружия существует аналогичная сложность. Бомбы изготовлены из Pu-239. Pu-240 слишком нестабилен, и если его слишком много в вашей бомбе, это приводит к преждевременной реакции (на малые доли секунды), рассеивая большую часть топлива, а не детонируя его. Проблема еще более сложна, учитывая, что плутоний не встречается в природе в больших количествах — он производится исключительно как побочный продукт в реакторах на основе урана.
В конце концов, для производства атомной бомбы любого типа требуется крупная промышленная инфраструктура, поскольку вам нужны большие количества изотопно чистого вещества.
1 Даже химическая разница между обычным водородом, состоящим из 1 протона, и дейтерием, состоящим из протона и нейтрона, невелика. Изменение массы ядра даже в 2 раза мало что дает. Теперь представьте, что масса изменилась примерно на 1%.
2 Обратите внимание, что существует только один природный изотоп фтора, F-19, поэтому единственная разница в массах молекул связана с ураном.