ブースト型核分裂兵器
ブースト型核分裂兵器(ブーストがたかくぶんれつへいき、英: boosted fission weapon)または、ブースト型核分裂爆弾(ブーストがたかくぶんれつばくだん)、あるいは強化原爆(きょうかげんばく)は、通常は少量の核融合物質を用いて余分な中性子を発生させ、核分裂の頻度を増加させることで、早期発火(predetonation、または未熟核爆発 (fizzle yield))を防ぐとともに核出力 (nuclear yield) を増強するタイプの核兵器(爆縮型核分裂兵器)を指す。
この方式による核分裂(そして核出力)の増強効果をブースト、そのためのメカニズムをブースターと呼ぶ。核融合反応を利用するが、それによる発生エネルギーの増加はごく僅か、恐らく1%程度であり、その主な目的が核分裂反応の増強である点で水素爆弾などの核融合兵器とは異なる。
ブーストによる早期発火の防止は、原子炉級プルトニウム (reactor grade plutonium, RGPu) で核分裂兵器を製造する際の鍵となる技術でもある。また、同量の核物質であれば、この技術を用いることにより、より大きな威力を得られるので、核弾頭の小型化には不可欠の技術とされる。
このブーストというアイデアは、1947年の秋から1949年の秋の間に、米国のロスアラモス国立研究所で初めて開発された。
この種の兵器の主目的は、エネルギーよりも、むしろこの高エネルギーの中性子の生成である。核融合反応で得られる 14 MeV もの高エネルギー中性子がUの原子に衝突し核分裂を起こす。この核融合ステージがない場合、Uに衝突した核分裂由来の 2 MeV の中性子は、そのほとんどが単に吸収されてしまうだけである。Uの核分裂はエネルギーと中性子を放出することでLiからさらに三重水素を生成するという形で、このサイクルが繰り返されていくことになる。劣化ウランは高濃縮ウランに比べて極めて安価であること、及びそれが臨界量を持たないため大事故に陥る危険性が小さいという両方の理由で、Uを核分裂させることによって得られるエネルギーの増分は兵器にとって有用である。
このタイプの熱核融合兵器は、核出力のうち最大20%を核融合で生成する。残りは核分裂によるが、全体の核出力はTNT換算で1メガトン(4 PJ)が限度であるとされている。Joe-4の核出力はTNT換算で400キロトン (2 PJ) であった。
これに対して真の(多段式の)水素爆弾は、典型的には核融合反応で核出力の約50%を生成する。技術的には核融合反応による核出力の97%生成も既に達成されており (Tsar Bomba)、全体の核出力の上限は存在しない。