长知识：为啥“小男孩”装了60千克的铀，有效起爆的才1千克？

1。“小男孩”从天而降

1945年8月6日早晨8时整，3架B-29美机又从高空进入广岛上空。这时很多广岛市民并未进入防空洞，而是在仰望美机。在此以前，B-29已连续数天飞临日本领空进行训练，但这一次的3架飞机中，有一架已经装上了一颗5吨重的原子弹。

（“小男孩”长3米、重4吨、搭载60千克铀。）

9点14分17秒，一架装载着原子弹的B-29上的视准仪对准了广岛一座桥的正中时，自动投弹装置被启动了。

45秒钟后，原子弹在离地600米空中爆炸（具体地点为日本广岛相生桥以西100米的岛病院上空600米处），顷刻之间，白色闪光、大爆炸、蘑菇云。

2。“小男孩”的本领很大

这次的原爆，释放的能量约相等于一万三千吨的TNT烈性炸药；在方圆14平方公里内有6万幢房屋被摧毁；7万4千人失去了生命，7万5千人身负创伤；随后还有大量的人死于核子尘埃放射引起的癌症。

3。“小男孩”太浪费

尽管“小男孩”的本领不小，可是铀的利用率很低。“小男孩”实际装了60kg的铀-235，其中只有约1kg在爆炸中进行了核裂变。以此计算，“小男孩”的核装药利用率还不到2%。那59kg的铀岂不是白白浪费了？的确如此。

4。“小男孩”设计有缺陷

“小男孩”的起爆是典型的枪式起爆。（三天以后的长崎“胖子”属于內爆方式）

在枪式结构中，两块核装药虽然在特制炸药的推进下高速合拢，但在合拢过程中所经历的时间仍然显得过长，以致于在两块核装药尚未充分合并以前，就由自发裂变所释放的中子引起爆炸。这种“过早点火”现象造成低效率爆炸，使核装药的利用率很低。

如此分析，“小男孩”中的那1kg铀（来自上下两部分）近水楼台先得月，提前核爆了；而在其身后排队等待中子撞击那些59kg的铀核们被无情地“炸飞”了——铀-235由固态直接变成汽态——极短时间被升华了。

其实，在生活中这种“先声夺爱”的现象还真有。比如劣质的烟花，其中的一个单元没有完美地爆炸也就罢了，可是也把后面没有起爆的单元给炸飞了——破坏了连环、链式爆炸。

5。“胖子”弥补了“小男孩”的缺陷

通俗地讲，“小男孩”的缺陷就是那些被子弹“中子”——击发点火引起爆炸（裂变）的铀核有先后，那么，让所有的铀核们尽可能的同时受到击发点火不就解决了？！

（原子弹內爆式结构示意图）

科学家就是按照这个思路另辟蹊径设计的：“中子”源在球心——中心开花；铀核们分布成球体——得到中子的时间均等。

其实，“胖子”和“小男孩”是同时设计的，只不过起爆方式不同，从而导致外形也不同。

因此，“小男孩”属于“枪法原理”，“胖子”属于“内爆法原理”。枪法原理相对简单、低效，内爆法原理复杂、高效。内爆法原理应用在氢弹上。

６。被冷幽默打了脸

胖子是内爆式钚弹。钚，是一种具放射性的超铀元素。是由铀-238人工生产的。

1945年8月9日，即广岛首枚原子弹爆炸后3天，由查理士·斯文尼驾驶的B-29超级空中堡垒轰炸机将胖子原子弹在长崎上空9000米投下，在550米高度爆炸。

具有冷幽默意味的是，尽管“胖子”用的是更加高爆性的钚，尽管“胖子”的构造复杂、高效，可是，“胖子”的“战果”却没有“小男孩”的大，原因出乎意料——长崎三面环山，地形限制了“胖子”的威力。

不过，“胖子”被“打脸”的实战给带来启示——核弹不可一味地做大做强，小而多的效果更佳——于是核武器分导式核弹头理念诞生了。一箭多头，它的优越性显而易见，难于拦截，覆盖面广。

不得不说，正是为了改正“小男孩”身上诸多缺点，才引发了后来一系列的创新！