推来了一个标签话题：，这件事貌似就是稍微知道一点点核科学的人的论断，但是还没摸到门槛。或者可以说，这种论断还仅仅停留在二战曼哈顿工程的科学家水平上。

首先我们先说一下“高能中子撞击原子核”的问题：要知道一个现实的问题——可控的高能中子源是不存在的。上帝没给人类这个技能点。

原因要从中子的特性来说，之所以“中子”被叫做“中子”，是因为中子本身呈现了电中性。Neutron（中子）这个词的词源来自于希腊语的词根“neutr-”，1932年英国物理学家詹姆斯·查德威克发现了在原子核里面有一种质量和质子接近但是完全不带有电荷的粒子，于是就在表示“中立的、中性的”词根后面加上了“on”，组成了一个新词——Neutron（中子）。

中子本身是呈现电中性的，这点就决定了中子是不能用粒子加速器来加速的。

通常粒子加速器内部是以电场或者磁场进行加速的的，遵循着同性相斥、异性相吸的原理来完成的加速工作。而中性的中子被放在加速器中是不可能被电场或者磁场加速的。中子的发现也是因为当年詹姆斯·查德威克在实验中发现这部分粒子根本不会因为磁场和电池改变方向。

后来的进一步研究发现中子的结构

是有两个下夸克和一个上夸克以及一些胶子组成，其正电荷和负电荷在中子内部并不是完全重合而是有那么一小段距离。这就导致了中子虽然有电中性，但是还具有旋转磁矩。但利用这点磁矩加速中子达到高能状态目前还是一个投入和产出比不匹配的状态。因此高能中子加速器这种东西目前是没有人搞的。

那么在实验室中我们怎么获得高能中子呢？通常这里面就用到了“散裂中子源”。

中子是不能加速的，但是质子是可以在电场中加速的，而且这个加速只要轨道路径够长、电场够强，几乎是可以在一定范围内达到任意的速度的。

于是，我们就可以加速质子让质子去撞击一些很重的原子，将原子直接打碎。这时候原子的碎片中就有中子迸射出来。由于质子本身带有电荷，原子“破裂”的时候质子可以和电子组成新的轻元素原子，而中子不带有电荷就被“孤立”出来了。这时候中子还具备了一些高能质子撞击原子核所分摊到的能量。也就是中子获得了“高能状态”。

通过对散裂中子源的描述你会发现一个问题吗？

高能质子像台球开球一样打裂了一个原子，碎片是呈现散射状态的，中子并不能被真正的指向一个方向而是在统计学上形成一个扇形散射面。和台球开球一样不同方向飞溅的台球也有着不同速度（能量）。因此一个散裂中子源是这样的：

通过不同角度的质子加速器或者中子接收器来获得一定范围能级上中子。这个东西的设计核心就是统计物理学的任务范畴了。当然了做实验研究需要特定能级的可控中子流产生我们可以这样做，但是对于生产和武器设计显然散裂中子源不仅仅成本高昂而且效率太低。

例如我们要生产钴60，虽然中子源可以选择散裂中子源，但是还真不如将钴59（钴的天然同位素，丰度96%）分离出来后直接装罐。

然后将这个罐子放到核反应堆中。

核反应堆内有大量的中子流狂暴的洗礼内部的一切物质，用这种方法就可以最简单最低成本低制造人造元素。

对于核武器武器来说，自然不能在核武器上安装散裂中子源或者把核武器内部设计一个核反应堆了。如果这样做不仅成本划不来而且体积也过于巨大。

通常在核武器中我们会用更小巧的中子源，这种中子源叫做放射性同位素中子源。其原理其实还是“台球开球”。

只不过放射性同位素中子源并不是用质子轰击重元素原子，而是利用放射性元素例如镭、钚、镅的放射性同位素发射的α粒子（也就是氦核）轰击轻原子例如铍来产生的中子。

镅铍中子源

以现在常见的镅铍中子源为例，将镅241氧化形成氧化物，在其中掺入铍9。当镅241自发衰变的时候放出的α粒子就会被铍9捕获：

α + ⁹Be → ¹²C + n

最终铍原子转化为碳原子，于此同时释放出一个中子。

但是要知道这种反应相当的“温和”根本不会产生“高能中子”。仅仅可以产生能量在几百至几千电子伏特的“热中子”。

这里引出来了今天第二个话题——高能中子能引爆核裂变吗？

虽然中子源的能级不高但是原子弹的链式反应根本就不需要高能中子。这里面就有一个铀原子和钚原子对中子的吸收截面的问题了。

咱们先回到比较统一理解的核电站上：

大部分轻水反应堆在内部是填充了大量的水的。这些水不仅斤是反应堆堆芯的散热剂用来向外输出热量，还是反应堆内的中子减速剂，当中子撞击到水分子的时候会消耗掉一定量的中子能量，让中子运动的速度降低。

这样的设计最大化的利用核反应中产生的中子，使核反应堆输出的功率最大化。

咱们说本质：一个铀235原子为什么会捕获一个中子变成铀236呢？捕获的过程主要是通过中子的热化和共振吸收来实现的。当一个中子击中了铀原子核的时候无非有三种情况发生，第一、碰了一下铀原子核被弹开；第二、直接洞穿铀原子飞向远方；第三恰好被嵌入到铀原子核中形成铀矿236。

第一种情况和第二种情况本身是因为中子的能量过小或者过大产生的。只有第三种情况下中子才能被铀原子稳稳的接收。这里就存在了中子能量的最低和最高的一个范围。这种范围叫做铀235的中子吸收截面。

只有在铀235的中子截面范围内的中子能量级别才能正确的引发核裂变反应。

在铀235的中子吸收截面上我们可以看到一个密集的波动很大的区域，这区域的能量上限和下限就是最适合的中子能量级别。而且你还会发现在截面区域内吸收率在上下剧烈的波动。这是因为铀235本身的原子核频率所导致的，中子如果能在这个区域内和原子核形成共振那么吸收率也会显著增加。

而我们会发现吸收截面其实就是在热中子区域，远远没有达到高能中子（几兆电子伏特甚至几吉电子伏特）。这个截面恰恰是铍中子源所能提供的能级范围。核反应就能持续进行了。所以推送标签的话题其实是一个伪命题——原子弹真不是是高能中子撞击原子核。

再说详细一点，咱们发展了很久了，我们来说些曼哈顿时期科学家不知道的事情。

现代核武器的设计都是在原理级别上做工程上的优化。例如当年第一颗内爆式核武器胖子弹重量达到了4.67吨，长度3.3米、直径1.5米。

如此巨大的一枚原子弹只有2万1千吨的TNT爆炸当量。原因就在于当时的设计还没有优化核材料的利用率。

现代的做法不仅仅是在核弹的中子源上调节不同材料的比例让核弹的中子源能过更高效的产出易于被核材料捕获的中子，而且现在的原子弹核心也并不是纯的铀235或者钚239，经过掺杂其他元素，可以控制核材料核心的相（同素异构体）让核弹的核心具有高的工作效率这些控制方法实际上都是一个相同的原则——调制中子的能量速度，让中子可以以最大化的吸收截面被核材料吸收。

这个调制的方法被称为中子调制或中子谱调制。它是现代核武器设计中的重要技术手段之一，用于优化核材料的利用率和核爆炸的效果。

中子调制的基本原理是通过引入适当的中子调制材料或结构来调节中子的能量和速度分布。这样可以使中子更有效地被核材料吸收，增加裂变反应的发生率，提高核武器的效率。

以下是一些常见的中子调制方法：

这些中子调制的方法可以根据具体的核武器设计和目标进行优化和组合，以达到最佳的核材料利用率和核爆炸效果。它们充分利用中子与材料相互作用的特性，通过调节中子的能量和速度，使核材料能够更有效地吸收中子并产生裂变反应。

呃～～写到这里，W君想要不然今天咱们就说这些吧，再多说，估计就违反《核不扩散条约》了[抠鼻]。