鈈核裂變

下面按液滴模型的觀點，簡述裂變的全過程。

處於激發態的原子核（例如，鈾-235核吸收一箇中子之後，就形成激發態的鈾-236核）發生形變時，一部分激發能轉化為形變勢能。隨着原子核逐步拉長，形變能將經歷一個先增大後減小的過程。這是因為有兩種因素在起作用：來自核力的表面能是隨形變而增大的；來自質子之間靜電斥力的庫侖能卻是隨形變的增大而減小的。

兩種因素綜合作用的結果形成一個裂變勢壘，原子核只有通過勢壘才能發生裂變。勢壘的頂點稱為鞍點。到達最終斷開的剪裂點後，兩個初生碎片受到相互的靜電斥力作用，向相反方向飛離。靜電庫侖能轉化成兩碎片的動能。初生碎片具有很大的形變，它們很快收縮成球形，碎片的形變能就轉變成為它們的內部激發能。具有相當高激發能的碎片，以發射若干中子和γ射線的方式退激，這就是裂變瞬發中子和瞬發γ射線。退激到基態的碎片由於中子數（N）與質子數（Z）的比例（N/Z）偏大，均處於β穩定線的豐中子一側，因此要經歷一系列的β衰變而變成穩定核（見遠離β穩定線的核素）。這就是裂變碎片的β衰變鏈。在β衰變過程中，有些核又可能發出中子，這此中子稱為緩發中子。以上就是一個激發核裂變的全過程。

胖子是內爆式鈈彈。處於低臨界的球形鈈，被放置在空心的球狀炸藥內。周圍接上了三十二枚同時起爆的雷管。雷管接通起爆後，產生強大的內推壓力，擠壓球形鈈。當鈈的密度增加至超臨界狀況，引發起核子裂變，造成核爆。胖子不能使用“小男孩”鈾彈一類的“槍式”起爆。因為鈈的自發中子比鈾多很多。如果好像槍式鈾彈一樣將數塊鈈結合，連鎖反應會在裂變物料剛剛到達超臨界時立即開始；產生的能量會把其餘大量尚未進行裂變的材料炸開，造成釋放能量大為下降的“提前起爆”（Fizzle）。理論上要以“槍式”起爆鈈彈並非不可能，但是炸彈可能需要長達十九英尺，這種設計超越當時B-29的載負能力所以不可取。

由於內爆式鈈彈是一種嶄新的設計，因此美國在使用前，先在1945年7月16日新墨西哥州試爆了另一枚同一模式，稱為“小玩意”（Gadget）的原子彈。結果試驗非常成功，得到的當量達二萬公噸，比原先預計高出二至四倍。