Атомная бомба состоит из урана с атомным весом 235 (U235) или плутония с атомным весом 239 (Ри239). В мгновение, когда достигается критическая масса, ее обстреливают импульсом нейтронов, получаемых с помощью радиоактивного источника, а-частицы которого в нужный момент начинают бомбардировать находящийся в источнике бериллий. Ядра U235 или Ри239, захватывая нейтроны, делятся на два более легких ядра, которым сопутствуют от двух дэ трех вторичных нейтронов.
Атомная бомба состоит из урана с атомным весом 235 (U235) или плутония с атомным весом 239 (Ри239). В мгновение, когда достигается критическая масса, ее обстреливают импульсом нейтронов, получаемых с помощью радиоактивного источника, а-частицы которого в нужный момент начинают бомбардировать находящийся в источнике бериллий. Ядра U235 или Ри239, захватывая нейтроны, делятся на два более легких ядра, которым сопутствуют от двух дэ трех вторичных нейтронов. Последние захватываются в свою очередь другими делящимися ядрами, и процесс начинается снова.
Поскольку каждому захваченному нейтрону соответствует более двух вторичных нейтронов в последующем поколении, количество их увеличивается, несмотря на потерю нейтронов при делении ядра и на уход значительной их части за пределы бомбы. Именно в процессе ухода нейтронов кроется объяснение сущности критической массы. В самом деле, известно, что поверхность сферы радиуса R увеличивается пропорционально квадрату радиуса, а ее объем пропорционален кубу радиуса. Уход нейтронов происходит с поверхности в то время, как возникают они в объеме. Так как поверхность увеличивается медленнее, чем объем, наступает момент, когда количество возникающих нейтронов становится больше, чем количество ушедших нейтронов. Таким образом достигается критический объем, или критическая масса.
Сколько же времени требуется для этого процесса? Процесс деления — испускания нейтронов каждого поколения — длится 10 миллиардных долей секунды, или один шейк1. Количество энергии, освобождаемой в результате каждого деления, раЕно 200 Мэе, т. е. 3,2-10~эрг. Легко подсчитать, что для выделения 0,1 Кт энергии нужно, чтобы произошло 1,3- 1022 делений.
Если начать с одного-единственного нейтрона, бомбардирующего делящееся ядро, то, чтобы получить нужное количество делений, понадобится по крайней мере 51 поколение (51 шейк), так как каждое поколение имеет вдвое большее число нейтронов, чем предыдущее. Для получения мощности 100 Кт потребуется в 1000 раз больше делений — придется ждать 58-го поколения. Семи последних поколений, от 51-го до 58-го, (т. е. 7 шейков), будет достаточно, чтобы перейти от 0,1 к 100 Кт, т. е. получить 99,9% энергии бомбы в 100 Кт.
Если начать более чем с одного нейтрона, произвести бомбардировку в надлежащее место и в надлежащий момент, то указанный процесс можно несколько сократить, тем более что на протяжении первых шейков количество реагирующих нейтронов не очень велико. В целом операция заканчивается за 50 шейков, т. е. 0,5 Мксек; именно это и объясняет ту астрономическую температуру, которая достигается при взрыве бомбы.