phy01 当代核物理学的进展 铀-235的分裂方式可能有几十种，但是不论是哪种分裂方式，分裂产物的原子量加起来都是236，即铀原子核和自由中子的重子数之和（重子数守恒），由于生成的两个原子核带有正电荷，两个原子核将被强力推开，初始的动能可以达到67TJ/kg，也就是12000千米每秒。由于裂变碎块带有正电荷，他们会与周围的原子核产生了大量的非弹性碰撞，于是这些碎块仍然留在了核装药中，直到他们的能量转化为了X射线热量。在核爆中，这个过程大约仅仅持续1微秒。而X射线的能量将转化为冲击波和高温，形成核武器通常的主要危害。

http://210.26.5.7:9090/ydtsg/data/9050010.pdf

当一个自由的中子击中了一个可能会发生裂变的原子核，例如 235U 时，铀原子核会分裂成两个较小的原子核，称为裂变碎块，同时产生更多的中子。裂变可以自己维持，就是因为它能产生越来越多的能够触发新的裂变的中子。

铀-235的分裂方式可能有几十种，但是不论是哪种分裂方式，分裂产物的原子量加起来都是236，即铀原子核和自由中子的重子数之和（重子数守恒），例如，如下的核反应方程表示铀-235的原子核分裂为了锶-95原子核，氙-139原子核 (139Xe), 和两个中子，同时释放出能量 :[4]

反应中释放了180兆电子伏特的能量，也就是 74 TJ/kg，其中90%的能量为分裂后的原子核的动能。由于生成的两个原子核带有正电荷，两个原子核将被强力推开，初始的动能可以达到67TJ/kg，也就是12000千米每秒。由于裂变碎块带有正电荷，他们会与周围的原子核产生了大量的非弹性碰撞，于是这些碎块仍然留在了核装药中，直到他们的能量转化为了X射线热量。在核爆中，这个过程大约仅仅持续1微秒。而X射线的能量将转化为冲击波和高温，形成核武器通常的主要危害。

在裂变反应慢下来以后，裂变材料的放射性仍然存在。由于新生成的元素中含有大量的中子，他们将通过β衰变转换成为新的原子核。在这个过程中，中子通过释放一个电子和γ射线转化为质子。每一个裂变产物的原子核都会衰变1到六次，平均为3次，可以产生大量不同元素的同位素，有些稳定，有些有放射性，有些半衰期甚至长达20万年[5]。在反应堆中，这些放射性产物为用过的核燃料中的核废料。而在核武器中，这些放射性产物将产生放射性尘埃。

同时，在爆炸时的核弹内部，裂变所释放出来的中子会撞击临近的铀原子核并使它们也发生裂变。这样发生裂变的原子数量以指数的速度上升（这也就是所谓的链式反应）。在短短的一微秒内，发生裂变的原子数就可以翻上一百番，也就是将会有数吨的铀原子发生裂变。但是实际上，核弹中的装药不会有这么多，而且在核装药被炸开之前，通常只有数千克的铀发生了裂变反应。核武器设计中的一个关键难题就是如何保证核装药能够保持尽可能长的时间不被炸散。核裂变所释放出来的热量会使铀发生膨胀，使得铀原子的距离变远。这样裂变所释放出来的中子在触发新的裂变之前就飞出核装药的可能性就会大大增加，甚至会导致链式反应停止。

能够通过链式反应来维持裂变的物质被称为裂变物。核武器中通常使用的两种裂变物为
 铀-235：通常被称为高浓缩铀、橡树岭合金，或者25（原子序数92的最后一位和原子量235的最后一位）
 钚-239：通常被称为钚，或者49（原子序数94的最后一位和原子量239的最后一位）

铀元素最常见的同位素铀-238也被称为非浓缩铀、贫铀以及28（原子序数92的最后一位和原子量238的最后一位）。它也可以发生裂变，但是不能直接作为核弹的裂变物。由于铀-238在裂变反应中所释放出来的中子的能量不够，不足以触发新的裂变，因而无法维持链式反应。然而它的裂变仍然可以释放巨大的能量。通常可以使用聚变源所释放的中子使其发生裂变。铀-238在裂变中释放的能量是二阶段热核武器释放的能量的主要来源。