知乎名言：先问是不是，再问为什么。
没错。原子弹爆炸的条件既不是铀的“临界质量”，也不是铀的“临界密度”，而是基于“碰撞截面”和铀块形状、反射层 / 反射率等等共同决定的一个复杂参数。
什么叫“碰撞截面”呢？
还记得高中学过的卢瑟福实验吗？
没错，用α粒子轰击金箔，这才发现金箔对α粒子几乎是透明的——然后，揭示了一个事实：原子核是一个极小极小的核，原子之间是极其空旷的。
换句话说，固体中，原子和原子并不是像这样，一堆实心小球堆叠起来的：
而是这样：
没错，原子和原子之间极其空旷，空旷的空间有少量电子忽隐忽现；中心是一个小小的核。
当然，上图夸大了很多很多倍。实际上，原子核的半径大小为10^ (-15)m，原子的半径大小为 10^ (-10)m——换句话说，原子核只有原子直径的十万分之一那么大。
我们的地球半径的平均值是 6371 千米，太阳到地球的距离是 1.496 亿公里，两者比率是 23481 倍。
这是太阳系真实比例：
【真实比例：太阳系 】_哔哩哔哩_bilibili
同样的比例下，把太阳 - 地球轨道当成一个圆，那么地球半径和原子核的大小就差不太多了。
我们知道，想要引起铀核裂变，就需要让中子击中原子核。
中子的体积大约是铀 235 原子核的 1/235。它不带电，可以看作直来直去。
我们还知道，一个铀核裂变，可能释放出几个中子。
那么，既然铀块内部那么空旷、铀原子核那么小——这些中子，是不是基本不可能击中另一个铀原子核？
没错。这就是为什么中子 / 中微子的穿透力那么强的原因。
当中子从铀块中潇洒穿过、片叶不沾身时，裂变反应自然就持续不下去了。
想要引起“核爆”，我们必须保证铀原子核足够多、足够密集；这样所有的铀原子核一旦裂变，每个原子核释放的中子起码要能够击中一个以上的其他铀原子核，反应才能持续。
这就是所谓的“链式反应”：
图片来自：20 亿年前，有人建造了一座核反应堆？| 把科学带回家_铀矿 (sohu.com)
铀核发射中子是向每个方向随机发射的；想要确保它击中其他铀核，那么每个方向的铀核就必须足够多、足够密集——地球上铀矿足够多，但铀不够密集，所以不可能发生链式反应；我们提纯的武器级铀，铀原子核足够密集了，但体积不够大，自然也不可能发生链式反应。
好了。现在，给你一块 U，这块 U 全部由 U235 构成、且是完美的球形。假设一个 U235 核平均释放 4 个中子，请计算这些中子击中至少一个 U 原子核的几率。
一道积分题，对吧。
我们还发现，其实可以利用一些材料，比如铍、石墨之类物质当反射层，把“即将逃走”的部分中子挡回去。显然，这些中子在回头再次穿越铀块时，同样有可能击中铀核，对吧。
那么，给你一个铍球壳，已知铍原子核的半径，请计算这个球壳需要多厚、才能反射 40%或者 60%的中子回去。
其次，我们知道，钢铁极硬，因为电场力在支撑着它，我们挤压钢铁，其实是和若干亿亿亿的铁原子较劲儿。而铀比钢铁更硬……
虽然足够硬，但毕竟只是化学键，不是核力，我们还是可以撼动的。
比如，可以搞一些炸药，从四面八方冲击它，这可以少许压缩铀球的体积，减小铀原子核之间的平均距离。
假设这个压缩持续了 X 个微秒，压力是 Y GPa，请重新计算临界体积质量等等相关参数。
还觉得不够味？
那好。这批武器级铀，U235 含量是 95%，剩下 4.7%是 U238，还有 0.3%的 U237。
已知 U235 吸收任意速度的中子都发生反应，U237 只吸收速度低于多少的中子（热中子），吸收后变成 U238，不发生核反应；U238 只吸收速度高于多少的中子，吸收后变成 U239，同样不会发生核反应——不要相信这些，我初中时看的，现在的描述肯定差三落四了；但这个问题是存在的：请据此重新计算碰撞截面、以及核反应发生条件。
什么？还想继续？
那好，已知 U 原子之间的键力、碰撞界面以及能量释放，已知中子速度、U236 的半衰期、U 原子核破碎释放的各种核子碎片以及各种射线的速度、能量，计算反应持续多少微秒或者纳秒后，U 块不再能维持形体、开始飞散。
计算飞散前，U 核反应比率；计算如何修改参数，可以提高裂变了的 U 核所占的比率——这可是提高原子弹威力的核心参数哦。
所以，你看，太复杂了，压根没办法简单描述原子弹的反应条件，对吧。
用“临界质量”概括，它的好处是简明扼要，抓住了主要矛盾——你们想办法给我弄来至少多少高纯铀，我就能让它炸！
毕竟纯铀价格高于黄金，武器级铀价格又比黄金贵了许多许多倍；你能算出大概需要多少铀，那么项目耗资是不是基本就稳了？
但你要说“临界密度”……不好意思，真不存在什么临界密度。除非你把一块铀压缩到接近中子星那样的简并态，否则饮料瓶盖那么大的一块铀，你怎么压缩它也爆不了，对吧。
你要用这种方式打报告要钱，上面以为你需要万吨水压机呢……
一旦缠杂不清起来、把事情耽误了，后果轻则项目取消，让你这个南郭先生滚蛋；重则抓了问责——这是不是就不好玩了？
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