So wie ich weiß, werden Atombomben aus Spaltungsreaktionen abgeleitet: Indem sie den Kern mit genügend Energie versorgen, um eine Kettenreaktion auszulösen. Wenn Uran vorhanden war, warum braucht es so viel, um eine Atombombe zu bauen?
Wenn Sie ein Bündel Uranerz in einen Klecks werfen, passiert nichts.
Wenn Sie das Erz chemisch reinigen, sodass das einzige vorhandene Element Uran ist, passiert immer noch nichts.
Die für eine uranbetriebene Bombe erforderliche außer Kontrolle geratene Kettenreaktion beinhaltet U-235, ein Isotop mit drei Neutronen weniger als das häufigste natürliche Isotop U-238. Laut Wikipedia ,
Das benötigte Material muss mindestens 85 % betragen und ist als waffenfähiges Uran bekannt ...
Jetzt haben U-235 und U-238 eine im Wesentlichen nicht unterscheidbare Chemie. 1 Wie reinigen Sie das Material, sodass es hauptsächlich U-235 ist? Die traditionelle Technik besteht darin, die gasförmige Verbindung Uranhexafluorid herzustellen, , und verwenden Sie einen massenbasierten physikalischen Prozess, um die zu trennen von dem . 2 Dies ist eine langsame, ermüdende Arbeit. Tatsächlich war die zu diesem Zweck während des Zweiten Weltkriegs gebaute Anlage in Oak Ridge zu dieser Zeit in gewisser Weise das größte Gebäude der Welt. Es extrahierte U-235 Stück für Stück, und selbst nach monatelangem Betrieb war gerade genug Material für eine einzige Bombe vorhanden, und es blieb nichts übrig, um das Gerät überhaupt zu testen.
Bei Plutoniumwaffen gibt es eine ähnliche Komplikation. Bomben werden aus Pu-239 hergestellt. Pu-240 ist zu instabil, und wenn sich zu viel davon in Ihrer Bombe befindet, führt dies zu einer vorzeitigen Reaktion (um einen Bruchteil einer Sekunde), wodurch der größte Teil des Treibstoffs verstreut wird, anstatt ihn zur Detonation zu bringen. Das Problem ist noch schwieriger, da Plutonium nicht in großen Mengen natürlich vorkommt – es wird ausschließlich als Nebenprodukt in Uran-basierten Reaktoren produziert.
Am Ende braucht es eine große industrielle Infrastruktur, um jede Art von Spaltbombe herzustellen, da man große Mengen einer isotopenreinen Substanz benötigt.
1 Auch der chemische Unterschied zwischen normalem Wasserstoff, bestehend aus 1 Proton, und Deuterium, das ein Proton und ein Neutron ist, ist gering. Die Masse des Kerns zu ändern, selbst um den Faktor 2, bewirkt sehr wenig. Stellen Sie sich nun vor, die Masse um einen Faktor von nur etwa 1 % zu ändern.
2 Beachten Sie, dass es nur ein natürliches Fluorisotop gibt, F-19, sodass der einzige Massenunterschied der Moleküle vom Uran herrührt.