¿Cómo extraer átomos de plutonio-239?

Otro ingrediente importante de las bombas atómicas es el plutonio-239. El plutonio-239 se produce en reactores. En el reactor, el uranio-238 absorbe un neutrón y se convierte en uranio-239 sin fisión. El uranio-239 se desintegra en neptunio-239 y el neptunio-239 se desintegra en plutonio-239. Debido a que el plutonio y el uranio son elementos diferentes, aunque solo una pequeña parte del uranio se convierte en plutonio, la separación de plutonio y uranio es mucho más fácil que la separación entre isótopos de uranio, por lo que es más conveniente utilizar métodos químicos para extraer plutonio puro. .

El uranio-233 también es un explosivo en las bombas atómicas. Se produce mediante el bombardeo de neutrones del torio-232 en un reactor, que luego sufre dos desintegraciones beta. Como puede verse en lo anterior, las dos últimas cargas son generadas por el reactor. Son producidos por los neutrones liberados durante la fisión del uranio-235, es decir, se producen a expensas del uranio-235 y son inseparables del uranio-235. En este sentido, el uranio 235 puede denominarse "fuego nuclear", porque sin uranio 235 no habría reactores, y sin bombas atómicas no habría hoy utilización a gran escala de la energía atómica.

Con carga nuclear, una bomba atómica puede explotar siempre que su volumen o masa supere un determinado valor crítico. Pero hay otro problema con la bomba atómica, que es cómo hacerlo: cuando no hay necesidad de explotar, no explotará; cuando necesita explotar, puede explotar inmediatamente; Esto se puede lograr controlando la masa crítica o el tamaño crítico.

En principio, la bomba atómica más simple adopta la llamada estructura de cañón. Dos bloques de uranio, ambos más pequeños que la masa crítica, están separados por una cierta distancia y no provocarán una explosión. Cuando se combinan, superan la masa crítica, explotan inmediatamente. Pero si los junta lentamente, la energía generada por la reacción en cadena será suficiente para volarlos poco después de comenzar, la reacción en cadena se detendrá y el poder explosivo de la bomba atómica y la tasa de utilización de la carga nuclear serán muy pequeño, algo así como En caso de una explosión accidental supercrítica en el reactor. Entonces, la cuestión clave es lograr que encajen muy rápidamente.

Parte del uranio se coloca en un extremo, y la otra parte se coloca en el "cañón del arma". Con la ayuda de explosivos de alta potencia, se combinan por completo muy rápidamente, creando una explosión supercrítica y altamente eficiente. Para reducir la pérdida de neutrones, hay una capa reflectante de neutrones fuera de la carga nuclear; para retrasar la dispersión de la carga nuclear, la bomba atómica tiene una capa exterior sólida.