核弹原理高中生都懂，为什么很多国家造不出来？武器级高浓缩铀的提取，就卡死了世界上95%以上国家想造原子弹的想法。1公斤武器级铀235需要200吨矿石提取，冷战时美国1年发电量1700亿千瓦时，其中17%的电力用于铀浓缩，一般小国根本承受不起。
 
原子弹的结构并不是很复杂,首先你要有2块质量低于临界质量的铀235 ,引爆时先点燃核弹内的普通高能炸药，炸药产生的巨大压力把2块低于临界质量的铀235紧紧贴在一起，此时它们的总质量就会超过临界质量,原子弹就爆炸了。
 
就像饮料瓶子上都有详细的配方，但是要造出一瓶饮料来就难了。当美国怀疑你有大杀器的时候，最好你真的有，不然就等着吃亏吧。当年伊朗已经有了离心机，但是要提炼20公斤武器级浓缩铀，最少需要进口2000吨铀矿石。而世界上出口铀矿的国家大家都心知肚明，已经被很多人盯得死死的。
 
1：材料获取困难。丰度为3%的铀235是低浓缩铀，核电站用的燃料就是这个。丰度大于80%是高浓缩铀，但依然不能制造核弹，只有丰度大于90%的才是武器级高浓缩铀，需要探矿、开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等复杂程序。
 
武器级高浓缩铀主要是铀235和钚239。其中钚239是人工元素,代号为“胖子”的长崎原子弹，使用了钚制作内核。铀235是铀238的同位素，自然界中大量存在的铀元素是铀238 ,矿石中含有的铀235只有0.7%，需要用离心机人工分离出来,200吨铀矿石才能提炼出1公斤。
 
铀浓缩离心机技术只掌握在少数国家手中，高速旋转产生极强的离心力场分离出铀235，每分钟旋转十几万转，并且要连续运行10年左右，中间不能停机也不能检修，利用气体离心法把质量较大的六氟化铀“甩”到相对较外的位置，而质量相对较小的六氟化铀留在较中心的位置，就能分离出含铀-235的六氟化铀。
 
目前铀浓缩方法有气体扩散法、气体离心法、电磁分离法、化学分离法等，其中气体离心法是最常用的方法。但进入离心机的六氟化铀气体温度高达2000摄氏度，并且是在高度真空的环境下旋转，一般要连续数年工作，线速度和音速持平，可见工作环境有多么恶劣，具有高真空、高转速、强腐蚀、高马赫数、长寿命、不可维修的特点。
 
铀235比铀238轻1.6%左右，在高速旋转的时候，铀238就会被甩到了外面，铀235就留在中间了。高速旋转离心机的上下温度不能一样，上下温差有300℃左右。早期的离心机是用铝做的，但效果不好，后来用一种不含碳的高强度钢，含有16%-25%的镍以及少量铝、钛等合金，并且用的是磁悬浮轴承。
 
铀浓缩工厂都是上万台高性能离心机每天24小时的不停转动，耗电量惊人，1年才可能造出几十公斤武器级别浓缩铀。并且国际原子能机构在紧盯着全球的扩散膜与离心机技术，一旦有风吹草动肯定会追查。
 
2：第二个难度在于如何通过普通炸药让武器级高浓缩铀发生超临界反应，也就是密闭空间中爆炸物能量的分配问题。原子弹要用炸药引爆核燃料，如果没有高能炸药根本炸不了，以前我们用的是TNT和黑索金，当时条件简陋，要把几百公斤炸药在锅里加热，不同炸药混合均匀，人工搅拌时不能糊底，搅拌速度也有要求。
 
裂变材料有个临界质量，通俗来讲就是如果超过一定质量的核材料，就自己发生裂变了，比如临界质量是4公斤，那么在原子弹内部让得让4公斤材料分开，不能碰到一起，不然就就裂变，只有到达目标引爆后才会让分开的两部分聚合在一起。
 
原子弹的引爆方式有2种，分别是枪式引爆和内爆式。枪式简单核装药量大,但反应率低浪费材料。内爆式结构复杂装药量少,反应率高。“小男孩”原子弹就属于枪式，重4100公斤,直径71厘米,长3.5米，爆炸威力相当于1.4万吨TNT当量。“胖子”属于内爆式，重4545公斤、长3.25米、直径1.52米，相当于2万吨TNT当量.
 
弹体内铀材料为球形，这样同体积泄漏的中子也最少。临界质量就是铀材料刚好能维持链式反应的最低质量，需要非常复杂的计算。不同条件下的铀235需要的临界质量是不同的，比如93.8%纯度的球形铀235，密度为18.75g/cm³时，临界质量是52公斤。
 
所以原子弹的原理不难，但要把设计图纸变成实物很难，尤其是武器级铀的获得最困难，就算有足够的铀矿石，高性能的离心机也很难制造，美国通常把拥有离心机作为判断一个国家是否进行核武器研究的标准。铀浓缩工厂需要数万台离心机同时工作，这对于机械可靠性、材料技术都有极高的要求。
 
就算做地下核试验，也逃不出全球的地震台网。有超级计算机模拟可以吗？但前提是得有原始数据建立模型。原子弹的弹体只要工业体系完整的国家都能做出来，难的是能搞到丰度大于90%的武器级高浓缩铀，如果没有五常拦着不知道会有多少国家有核弹。