Новый изотоп

Когда нейтрон ударяется о ядро U 235, может произойти одно из двух: нейтрон либо может «застрять», образовав новый изотоп, либо вызвать деление ядра на две неравные части. В результате последнего процесса выделяется огромная энергия. Помимо этого, каждое деление приводит к образованию нескольких новых нейтронов, которые в свою очередь могут вызвать деление других атомов. Поэтому, если деление началось в куске чистого U 235 достаточно большой массы, чтобы испускаемые нейтроны не смогли его покинуть, эти нейтроны в свою очередь вызовут новые деления, и возникнет цепная реакция. Если количество освобождающихся нейтронов не регулируется и неограниченно увеличивается, то быстрое выделение энергии приведет к взрыву всей массы. Расчет показывает, что даже если реакция эффективна только на несколько процентов, каждый килограмм U 235 в бомбе эквивалентен 300 тоннам тринитротолуола.

Вместо того чтобы иметь дело непосредственно с U 235, специалисты поступают следующим образом. Прежде всего они получают чистый уран, состоящий из смеси обоих изотопов. Куски этого металла, как изюминки в пирог, погружаются в толстый слой чистого углерода, который должен замедлять испускаемые нейтроны, так как нейтроны, возникающие в результате деления, обладают слишком большими скоростями, чтобы этот процесс мог эффективно продолжаться. Самопроизвольное деление атомов U 235 приводит к образованию нейтронов. Некоторые из них поглощаются ядрами U 238 и образуют плутоний. Остальные сталкиваются с другими ядрами U 235 и таким образом поддерживают течение цепной реакции. Через некоторое время толстые металлические стенки убираются, и образовавшийся плутоний извлекается химическими методами.