ブースト型核分裂兵器
α は実際には時刻とともに変動する時刻関数であるが、この値が一定であると仮定すると、A を適当な定数として、時刻 t における中性子数は Ae と表現される(電子回路における時定数と類似している。単位も同様に時間の逆数の次元を取る)。この式から、α が 0 であれば中性子数は増加も減少もしない、つまり臨界状態にあることが分かる。
ブーストを用いない核分裂兵器では、核物質がプルトニウムの場合でもウランの場合でも、α の最大値は 10 s からその数倍程度となる。D-T融合によるブーストを行うと、この値は約1桁大きくなる。
さらに、重水素と三重水素の融合によって発生する中性子のエネルギーは、14 MeV であり、核分裂反応によって発生する平均的な中性子のエネルギーである 2 MeVと比較すると7倍もエネルギーの高い中性子を生成する。この高エネルギー中性子は、次のような理由で、核分裂中性子よりもさらに核物質に吸収されやすく、また核分裂を発生させ易い。
核融合による高エネルギー中性子が核分裂物質の原子核に衝突した場合、核分裂由来の中性子による衝突と比較して、より多数の2次中性子が放出される(例えばPuの場合2.9に対して4.6)。
核融合による高エネルギー中性子に対する核分裂断面積は、核分裂による中性子の場合より全断面積がより大きくなり、それに比例して散乱断面積も捕獲断面積もより大きくなる。
ブーストによる寄与効果の大きさは、用いられる核融合物質の量を考察することで説明される。1 molの重水素(約2 g)と1 molの三重水素(約3 g)が完全に核融合すると、1 molの中性子が生成される。