1938年，Fritz Strassmann和Otto Hahn用中子轰击铀，并获得了元素钡。因为这两个元素在周期表中相距太远，所以当时他们无法理解这一结果。
1938年12月，Lise Meitner和她的侄子Otto Frisch认识到，中子会分裂铀核，从而解开了这个谜团。并且他们的计算表明，这种核反应释放的能量比受生物学启发的化学反应多一亿倍，他们将这一过程命名为“核裂变”。
世界各地的实验室都在重现这一过程，以确认该实验的正确性，毕竟这个过程所释放的大量能量具有明显的军事用途。1939年，当Niels Bohr发现微量的铀235是核裂变过程的原因时，他能够完整地描述核裂变的物理原理。
但是，当我们对天然铀进行粗略估计后，我们发现其中含有几乎99.3%的铀238，而铀 235仅有约0.7%。也就是说，每140 个原子核中只有一个是铀235。这两种同位素具有相同数量的电子，这使得它们无法通过化学方法分离。唯一微小的差异是它们的质量，因为铀238比铀235多了三个中子。尝试大量分离这两种同位素需要庞大的工业综合体和大量资源。
1939年夏天，法国物理学家Francis Perrin发表了一篇论文，假设不分离天然铀中的铀235，估计了维持链式反应所需的氧化铀质量。他正确地使用了扩散理论，发现在天然氧化铀中实现快中子链式反应40000千克，这使得当时认为核弹是不切实际的。
临界质量可以用材料的密度和体积来表征，而我们谈论的最简单的几何形状是球体，因此临界质量可以写为临界半径R_C的函数。通过这种参数化，我们将问题简化为找到临界条件的R_C 大小。在这方面，有许多我们所熟知的物理学家做出了贡献，然而有一个关键的无名英雄Rudolf Peierls，他的计算将一块用抽象方程描述的铀变成了现实的核材料。
1939年夏天，当希特勒上台后，Peierls搬到了英国成为了伯明翰大学的一名教授。当时他写了一篇题为“中子配对的临界质量”的短文，通过改进和推广配对结果，为临界质量的完整计算奠定了基础。
皮尔斯用中子扩散方程描述了发生核裂变的物质内部的分布，这是一个复杂的微分方程，但我们可以通过以下方式理解这个方程。中子可以在材料内部快速移动，导致更多裂变发生，从而产生更多中子，但也会在材料表面逃逸。
在公式中N代表铀块内单位体积的中子数。所以，公式左侧代表中子数随时间的变化。而公式右侧第一项代表每次裂变反应产生的新中子，第二项代表中子进入和逃逸出材料的速率。接下来，我们就可以定义临界条件为，净逃逸出材料的中子被核裂变产生的中子精确补偿的状态。
接下来我需要介绍两个出现在大多数计算中的关键物理量。第一个关键物理量是碰撞截面，由希腊字母σ表示，可以理解为发生反应的概率。打个比方，我们正在打篮球，篮筐的面积越大，我们投进球的概率就越大。每种反应都有一个截面，特别是我们对裂变截面感兴趣，它量化了中子分裂铀核的概率。
第二个重要的量是平均自由程，用希腊字母λ表示，它可以解释为中子在撞击铀核之前行进的平均距离，该平均自由程可以计算为截面σ和铀数密度n乘积的倒数。就像截面一样，每个反应都有一个平均自由程，同样我们对核裂变感兴趣，它的自由程越小中子就越有可能分裂铀核。
根据扩散方程的解，他们发现铀235的临界半径约为裂变平均自由程的0.8 倍。上面提到过，临界半径与截面和铀核数密度有关，而数密度又可以和阿伏加德罗数、质量数、密度联系起来。因此，我们最终可以得到临界半径R_C的公式：
把数值代入这个公式，他们发现纯铀235的临界半径为2.1 厘米，相当于这是高尔夫球的大小。他们可以根据半径计算出临界质量，结果发现临界质量小于 600克。这个结果有一个明确的结论，如果你能得到这么多的纯铀235，就有可能制造出核弹。
这里的大部分计算是正确的，但它们使用了1840年的非常粗略的值。使用现代值，我们发现铀235的临界半径为8.4厘米，临界质量变成大约46千克。而钚239的临界半径为6.3厘米，临界质量约为17千克。我们在这里所说的临界质量是“裸的”，因为我们可以借助中子反射器或压缩将临界质量变小。
Ydccaep
波只是一种粒子宏观时空分布不均匀，水波/沙丘波到处都有，是粒子构成的，有波粒二象性？？？波是一种物质？？？以干涉衍射现象否定光是粒子，又去解释粒子干涉衍射，不是笑话是什么？？？………场：：只能由源完全确定，不可观测(源力不是场力，源能量不是场能量)，不必要的，无质量无运动的多余虚幻想象。……地球场给你引力，你给地球场引力，然后地球场给地球引力。这是笑话！！！~~~场与波都是捕风捉影之法，意义很小，破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验，激励源都是电火花，当然是光子。用了电磁波来解释而已。
用户43xxx89
为什么单数的容易发生链式反应，偶数就不行，怀疑原子核的构造不是平时画的球状。
Ydccaep
悖论斯坦，背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统，号称证明全称公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理，祸害绝对时空，祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法。祸害数学，祸害物理，终身搞骗，祸害极大极深极广。………是恶贯灵魂的彻底的人类公敌！！！迷信蔑视自然的悖论斯坦，瞎搞科幻假说，人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。
Ydccaep
观测归纳是经典物理，不确定/概率/不知道/假说/的东西也成了物理？？？用数学与创造假说当物理研究未知的大笑话。撒网捕鱼只能是概率，鱼摊买鱼是计算(物理公理已知)。观测树上苹果数量是确定的，猜测树上苹果数量当然不确定。不确定是观测属性，不是运动属性。哪里会有荒唐的测不准原理？？？鬼扯的光速不变，具有无穷的运动精度！胡编的测不准原理，居然与光速不变是同伙！！！创造假说宏观微观不同？相对速度哪有谁高谁低？笑死人。精度高低不可能是真理，也不能否定真理。自然的有无才是真。骗子当然能猜中骰子，号称证明公理公设必然是骗！
yyyy
楼上的理论水平很高啊 不发表几篇论文 实在屈才啊
Ydccaep
质能方程，>>远远胜过，任何东西能变油+油能变任何东西。。。到底是质量获得能量还是质量变成能量？？？ ………动能公式，清清楚楚明明白白，到处用天天用，是质量获得能量的经典公理。………能量概念清清楚楚，是对物质运动状态的描述，居然敢欺骗说物质与能量等效？？？何其狂妄可笑？？？………他爸爸有动能，他爸爸也有势能，动能和势能都能变成他爸爸。他到底有多少爸爸呀？
kirisame 回复 05-03 19:39
民科大神呆在uc简直屈才了，建议写个论文上报联合国，下一届诺贝尔奖我看好你
Ydccaep
解释光电效应是个笑话。物理机制根本木有涉及，对光谱特性，对光电子能量分布，对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解，害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山，本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应是毒药祸害！！！………证明光速不变(全称命题)是胡编！光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞必然会加速。迈克尔逊-莫雷实验结果的理解：：有质量的光子惯性运动，一点也不奇怪。……光子对实验装置相对速度基本不变，两路速度差极小，地球重力对光子速度影响太小也测不到，近似为惯性系。
yyyy 回复 05-24 04:35
红移只是频率变了 波的传播速度没变 难道不同频率的电磁波在真空中的传播速度会不同？