우라늄
우라늄(←)은 화학 원소로 원소 기호는 U(←), 원자 번호는 92인 은회색의 방사성 금속 원소이다. 모든 대형 상업용 원자력 발전소에서는 전기 에너지를 얻는 에너지원으로 우라늄을 쓰고 있다. 소프트볼 공만한 크기의 우라늄에서는 그 무게의 300만 배에 해당하는 석탄에서 나오는 것보다 더 많은 에너지를 얻을 수 있다. 또한, 우라늄은 일부 핵무기에 쓰여 엄청난 폭발력을 나타낸다.
핵무기 설계
플루토늄은 원자 번호가 94로 우라늄보다 2가 높다. 자연적으로는 플루토늄은 우라늄 광석에 아주 적은 양이 존재할 뿐이다. 군사용 혹은 연구용으로 필요한 플루토늄은 정제된 U-238을 증식로와 같은 강한 중성자원에 노출함으로써 얻을 수 있다. U-238이 중성자를 흡수하면 U-239이 만들어지며, 이후 두 번의 베타 붕괴를 거쳐 플루토늄-239(Pu-239)가 된다. Pu-239는 U-235에 비해 보다 높은 핵분열 확률을 지니며, 또한 매 핵분열시 보다 많은 수의 중성자를 생성한다. 이러한 이유로 플루토늄은 우라늄에 비해 임계 질량이 보다 낮다. 순수한 Pu-239는 자발 핵분열로 인한 중성자 방출 비율이 상당히 낮으며(1 kg당 매 초 10 핵분열), 이 역시 폭발전의 초임계 결합을 더 쉽게 한다.