原子弹是通过一个叫做核裂变的过程工作的，其中包括原子分裂。

　　在科学家发现核裂变后不久，人们很快意识到制造核弹的可能性。

　　阿尔伯特·爱因斯坦并没有制造出第一颗原子弹，但他著名的方程式解释了它们是如何工作的。

　　通过对第一颗原子弹爆炸的描述，《奥本海默》突出了这些早期核武器的巨大破坏力。

　　虽然你可能想在看电影之前温习一下你的物理知识——希里安·墨菲当然是为了扮演罗伯特·奥本海默这个角色——这里有一个关于第一颗原子弹是如何工作的解释。

　　原子弹的工作原理是通过核裂变使原子分裂。它被称为“分裂”，因为本质上，你把一个原子分裂成两个原子。

　　原子的中心由叫做质子和中子的微小粒子组成。

　　1938年发现的裂变是中子撞击原子核时发生的。它分裂，产生两种较轻的元素，更重要的是，产生一些中子和一些能量——这两者都是原子武器的关键。

　　在科学家首次发现原子分裂后不久，量子物理学界——包括阿尔伯特·爱因斯坦和奥本海默本人——就发现它可以用来制造巨大的炸弹。

　　拉斯维加斯内华达大学的核物理学家孙再静告诉内幕网说，如果裂变从铀和钚等放射性物质的一定最小量开始，即所谓的临界质量，就会引起连锁反应。

　　在核链式反应中，裂变释放的每个中子继续分裂另一个原子，产生更多的中子，这些中子以更快的速度分裂更多的原子。孙说，随着更多的原子分裂，剩余的额外能量不断增加，几乎在瞬间产生原子弹的爆炸力。

　　在一颗原子弹爆炸中，数十亿个原子在百万分之一秒内分裂。

　　史上第一颗被引爆的原子弹，即所谓的“三位一体”(Trinity)试验，使用了大约13磅(合6公斤)的钚，产生的爆炸相当于2万吨TNT炸药。

　　投在广岛的原子弹含有约140磅的铀，产生的爆炸相当于1.5万吨TNT炸药。

　　但是核弹的燃料利用率并不高——只有一小部分核材料发生了裂变。

　　事实上，投在广岛上空的原子弹中，只有大约半克铀转化为能量，产生了爆炸的全部力量。

　　但是，如此少量的物质是如何产生如此巨大的能量的呢?

　　这与爱因斯坦著名的方程有关:E=mc2，这意味着“质量和能量本质上是一样的，所以任何质量都可以转化为能量，”孙说。

　　当一个中子撞击一个铀-235原子时，两个新的、更轻的元素和中子的总质量比原来的铀-235原子的总质量小很多，但这是可以测量的。

　　太阳说，这一小部分缺失的质量被转化为纯粹的能量。这种能量几乎可以摧毁整个城市。

　　后来，科学家们发明了一种更强大的武器。它被称为氢弹，利用核裂变和核聚变——原子的结合——制造出比1945年投在广岛的原子弹威力大1000倍的武器。

　　在第二次世界大战期间，科学家们充分意识到利用核裂变制造武器的潜力。

　　由于担心德国正在制造原子弹，奥本海默被任命为新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的主任，该实验室是美国负责制造原子弹的绝密曼哈顿计划的一部分。

　　曼哈顿计划花了大约三年的时间来完成它的任务，在高峰期雇佣了超过13万人，到战争结束时耗资22亿美元，经通货膨胀调整后，到2023年约为380亿美元。

　　科学家们设计并完成了两种不同类型的原子弹，因为他们不确定哪种方法有效。一个由铀驱动，另一个由钚驱动。

　　铀有许多不同的同位素，或者同一种化学元素有不同数量的中子。自然产生的铀主要由U-238同位素组成，并含有少量U-235同位素。但是原子弹需要高浓度的铀-235，因为铀-235很容易发生裂变。

　　田纳西州橡树岭的一个实验室制造了这种含有高浓度U-235的“浓缩”铀，作为投放在广岛的绰号为“小男孩”的原子弹的燃料。

　　“小男孩”采用了枪炮式引爆方法。该炸弹包含两个独立的铀核，并使用常规炸药将一个核射入另一个核。当两个铀核相互碰撞时，达到临界质量，导致原子爆炸。

　　当铀被开采和浓缩用于制造核弹时，钚必须从零开始制造。

　　钚是用中子轰击U-238产生的。铀-238原子吸收一个中子，引发一系列核变化，将其转化为钚。

　　华盛顿汉福德(Hanford)的核反应堆生产钚，并将其送往洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)，用于组装美国在长崎投下的“胖子”(Fat Man)原子弹。

　　“胖子”是一种内爆型炸弹，其核心是钚，周围是炸药。当引爆时，炸药的力量将钚粉碎在一起，直到它变得足够密集，达到临界质量。

　　由于参与曼哈顿计划的科学家不太确定钚弹的内爆方法是否有效，他们决定在将其用于战争之前进行测试。

　　因此，1945年7月16日凌晨5点29分，在索科罗东南的新墨西哥州沙漠，三位一体试验引爆了一枚名为“小玩意”的钚弹——世界上第一颗核弹——开启了原子时代。