快中子不被U235捕获，纯铀弹何以引起链式反应而爆炸？

Question

核反应堆中，慢中子轰击U235裂变放出快中子；但快中子不被U235捕获，不裂变也不放热，快中子必须被减速成慢中子才能引起链式反应；
核武器中，例如投在广岛的铀弹小男孩，高浓缩U235裂变也产生的快中子，既然快中子不被U235捕获，纯铀弹何以引起链式反应而爆炸？
有网友解释：核反应堆需要把快中子减速成慢中子，因为快中子会被铀棒中的铀238吸收。原子弹中铀235纯度高得多，所以不存在铀238吸收快中子的问题。
但是，问题是快中子速度太快，U235没有足够的引力将其捕获，快中子再多也只会和U235擦身而过。不是么？

Answer 1

不是U235的吸引力去捕获快中子，而是这些中子去撞击U235，从而产生裂变。快中子由于速度过快造成的打击效果不容易产生裂变，但是只要裂变数量足够维持，无论快中子慢中子都是可以引发链式反应的。小男孩可以说对U235的利用率非常低，就是因为维持链式反应的时间不够长，没有充分燃烧，但这也已经足够毁灭一个城市。追问

1意思是纯铀弹相当于一个用高浓缩铀作核燃料而不使用慢化剂的核反应堆？
2只要裂变数量足够维持”怎么理解？
3能否举例说明“只要裂变数量足够维持，无论快中子慢中子都是可以引发链式反应的。”？

追答

1、使用慢化剂能够降低快中子得到慢中子，慢中子打击U235的效果会更好，更容易使U235裂变，这样会产生更多中子，更容易维持裂变数量。小男孩有没有使用慢化剂不得而知，可以自己尝试搜索详细资料
2、裂变是要满足条件的，即打击核燃料的中子数保持在一定水平，比如一共有100个U235要燃烧，理论上放1个快中子去打击U235，生出2个新的中子，2个新中子打击U235变成4个新中子，这样裂变会持续下去，但现实是打击效果不总是有效的，比如打击效果差的情况下，中子直接飞出系统，或者被U235直接吸收不裂变等等，最后系统中的中子数越来越少导致系统无法持续裂变。因此保持中子数不减少，就是维持裂变的条件
3、假设有一个系统，保证每一个中子（无论中子的能量、速度）都能有效打击U235让U235只要被打击就能裂变，而裂变出来的中子也能有效打击其他U235，这样就可以维持链式反应。构建这种系统的技术很关键，所以现在有快堆、慢堆，就是分别针对快中子和慢中子的

追问

Yueyingcs,
你所有的回答几乎都只是在重复地说一个论点“只要数量够就行，不管快慢。”并且没有论据。
而我的疑问是即便数量一大把，但是它们速度快，最后都会跑掉的，怎么维持链式反应？
期待的回答是能把问题从微观上说清楚。
你认为快中子也能维持U235的链式反应。那么，
快中子跑得那么快，如果依你说不需要慢化，怎么能保证快中子能与U235能碰上？
然后，快中子轰击U235产生的是快中子还是慢中子？微观上怎么维持？

追答

1、因为数量足够多，的确就可以完成反应。就像打靶就算水平再次，如果弹药足够多，就算随意乱射总有打中靶子的时候。
2、我前面已经说了，保证快中子或慢中子能够有效维持链式反应的是，制作一个精良的装他们的容器即反应堆，通常反应堆有反射中子的能力，使得飞离体系的中子又能被反射回体系中，再次参与反应。其次像原子弹的容器还必须要能承受一定能量，如果容器被巨大能量快速爆破，导致燃料未燃尽，中子就跑光了，自然也没有意义。所以最关键的是维持反应的容器的设计

Answer 2

U235俘获各种能量的中子都会发生裂变，只是俘获慢中子后发生裂变的几率较大，而俘获快中子后发生裂变的几率较小（并非不发生裂变）。所以，总的来说，中子(不论速度快慢)被铀235吸收，大部分引起裂变，小部分只被吸收而不引起裂变。因此高浓缩U235俘获中子后会引发链式反应也就是可以预见的了。

Answer 3

U235没有U238