1945年8月9日，原子弹“胖子”被投向日本长崎，这是日本人尝到的第二颗原子弹，那么“胖子”是如何制作的呢？它的工作原理是什么？

我们要知道，在元素周期表中，比铅重的元素在长时间后都不稳定，会衰变为更轻的元素。而铀235和钚239就是不稳定中的极不稳定，所以可以做主要的裂变材料。

以钚为例，其原子核稳定性差，当一个自由中子与其碰撞时，钚原子核分裂成两个较小原子核，同时释放2—3个新中子，在此过程中会产生质量亏损，亏损的质量就转变成了能量，这就是核裂变。

根据爱因斯坦的质能方程， E = mc ²，这里的c指的是光速，在理想状态下，亏损1公斤的质量，可以产生2154万吨TNT的爆炸当量。但是显然不可能完全亏损这么多，而且大多数能量被用作中子轰击其它原子核了。

若释放的新中子继续与其他钚原子碰撞，就会产生新能量和新中子。如此进行下去，就能让核裂变持续进行，释放的能量不断增加，中子也不断增加，这就是原子弹的第二个关键理论——链式反应。

怎么样才能开启这个链式反应呢？你需要知道第三个知识——临界质量。所谓临界质量就是一个核裂变的物质，必须达到一定的质量才能爆炸。武器级高纯度钚，通过特殊设计临界质量是6公斤以上，如果低于这个质量，中子就会逃逸，裂变反应持续不下去。

钚要达到链式反应需要30万个标准大气压，而且是对称压缩，这是如何做到的？

来看看“胖子” 的内部构造，其实很简单，就和俄罗斯套娃一样。

制造“胖子”的原材料主要是三种不同爆速的炸药少许、小钚球一个、大钚球一个、空心铍球一个、铀238球壳一个、塑料壳一个、铝壳一个、钢壳一个，电子雷管32个。

“胖子”的核心是一个直径约2厘米的中子诱发器，其内部有一个小钋球，周围被铍壳包裹。铍作为中子反射器能提高裂变效率，塑料壳防止提前爆炸，铝球传递冲击波，炸药层产生高压缩力，钢壳起保护和增强威力作用。二者间有规则形状的钋箔，钋能辐射α粒子，铍能吸收α粒子后释放中子。

在中子诱发器外，套的是直径9.2厘米、重6.19千克的钚球，其外层又套着着铀238防止中子逃逸，铀238外面套一层薄塑料壳，塑料壳被厚铝壳包裹。

铝壳外放的是32块快速炸药，成分含60%的RDX和40%的PNT。它的外层又套着快速炸药和慢速炸药组合层，这样在爆炸时就能汇聚冲击波，在铝球中心产生高温高压，压缩钚和内部的中子诱发器。

每块炸药配备雷管，这些组件称“物理包”，是用于点火的。最外面是厚重钢壳，用来聚能，防止炸药冲击波向四周扩散。炸药由电子雷管引爆，带电容器产生电流分配给雷管，保证每块炸药同时起爆。

“胖子”里还有其他配件，比如传感器、定时器、雷达和控制器。红色电线连接电池组供电，尾部有压力传感器，在胖子的外壳有4个侧距雷达，外加六个安全塞，确保运输时候安全。

尾部安装的是降落伞组件，这个降落伞是投下“胖子”后稳定姿态用的。顶部是4个碰炸引信，当然“胖子”并不依赖它们起爆，碰炸引信是冗余设计，空爆不成功它才会派上用场。

“胖子”造好之后，只要把它扔到长崎上空就行。

1945年8月9日凌晨，“胖子”被装载进B-29轰炸机，从天宁岛空军基地起飞。因小仓市天气不佳，飞机改飞长崎。

到达后，原子弹内部计时器激活倒计时，15秒后气压传感器和雷达系统启用，43秒后雷达测距500米时，点火系统激活。X单元电容器放电引爆外层炸药，冲击波传递到钚球，使其压缩成超临界状态。中子诱发器破裂，钋和铍混合产生大量中子，引发钚球裂变反应，释放出相当于2万吨TNT的能量，产生4000摄氏度火球和强烈冲击波。造成约4万人直接死亡，后续几十年仍有20多万人死于核辐射并发症。

原子弹的原理和工程设计，展示了人类对微观世界能量释放的深刻理解和精密掌控，但其带来的巨大破坏力也提醒人们要谨慎对待这一强大能量。

所以，即便你了解了原理，也不要轻易尝试在家里手搓原子弹。