相信每個男孩都想親自造一顆原子彈，今天我們知道了原子彈的基本原理是核裂變。其中重要的是鈾元素，確切的說是鈾235，它的原子核有143箇中子和92個質子組成。當一箇中指快速撞擊鈾235的原子核時，會分裂出另外兩個元素鋇和氪，並釋放兩到三個中子以及約兩百兆電子伏的能量。更為刺激的是放出來的中子又可以繼續撞擊其他的鈾235，從而引發不斷的核裂變，被稱為鏈式反應。這個反應的威力有多大呢？一克完全裂變的鈾235就相當於近20噸的TNT炸藥，足可以炸燬半徑120米內的建築物。
不過想要引發鏈式反應並不簡單，首先一大難點就是鈾材料中通常含有雜質，比如鈾238，他和鈾235有同樣的質子數，但是卻多了三個中子屬於同位素。鈾238只會散射或俘獲中子，不會裂變，所以無法進行下一輪的反應。所以想要造原子彈，鈾235的純度必須在90%以上。其次就是鈾的原子核直徑只佔整個原子的兩萬六千分之一，周圍都是空隙，核裂變放出的中子很容易錯過其他的原子核直接飛到外面，所以由材料最好做成球形，因為同等體積下球形的表面積最小，洩露的中子也就最少。
鈾材料的純度，形狀、密度等因素決定的臨界質量（臨界質量是指維持核子鏈式反應所需的裂變材料質量:剛好可以產生鏈式反應的組合稱為已達臨界點，比這樣更多質量的組合核反應的組合會以指數增長稱為超臨界。如果組合比臨界點小，裂變會隨時間減少，稱之為次臨界。）臨界質量需要非常複雜的計算，根據美國的核武器研究基地洛斯阿拉莫斯實驗室1969年的解密文件，93.8%純度的球形鈾235，密度為18.75克每立方厘米時，臨界質量約為52千克，當有了這些理論知識就可以開造了。
根據解密的小男孩和胖子的圖紙:這是1945年美國在日本投放的兩顆原子彈。分別代表了兩種典型的原子彈結構，其中小男孩屬於槍式，內部主要有如圖一些部件:
啟動時尾部的電子雷管將引爆炸藥包膨脹的氣體會推動一塊空心的圓柱形鈾塊嵌入到頭部的另一個圓柱形鈾塊，兩塊合體就能超過臨界質量。與此同時空心鈾塊也將撞到實心鈾塊周圍由釙鈹金屬製成的彈丸球，這些彈丸求能釋放大量的中子引發核裂變。此外鈾塊周圍被厚厚的碳化鎢包裹著，可以把洩漏出來的中子再反射回鈾塊，加速鏈式反應從而引發核爆炸。
但是槍式結構有個缺陷:1945年8月6日在廣島爆炸的“小男孩”裝有64公斤的鈾235，但TNT當量只有1.5萬噸，利用率僅為1.2%。這是因為初始的反應能量會讓大部分鈾材料迅速膨脹，密度下降無法達到臨界狀態，通俗的講就是還沒有來得及反應就被炸飛了。而採用內爆式的“胖子”採用了層層包裹的結構，反應為從外往裡炸。啟動時電子雷管會同時引爆金屬板下一共32個炸藥包，衝擊波將往裡擠壓一成球狀推體，這個推體由容易變形的鋁製成，最終不斷擠壓到中心的核材料鈈239，這是一種比油235更容易裂變的物質。因為擠壓這塊鈈239的密度會迅速增大達到臨界狀態，而裡面包著的一顆釙、鈹彈丸球就會釋放出中子引發核裂變，外面還有一層鈾238用於反射中子，加速鏈式反應引發核爆炸。內爆式結構可以讓和材料更充分的反應。在小男孩爆炸的第三天，胖子就被扔到了長崎，只用了6.1kg的鈈239，氣人氣當量就有了2.2萬噸，利用率提高到了17%。
但內爆式原子彈雖然效果出眾，卻有一個技術難點，就是這套球面波起爆器，如圖所示，外圍的這層炸藥包。是雷管的位置，標記為O點，雷管點燃炸藥，炸藥的衝擊波必然會先達到距離o點最近的c點，而距離最遠的AB點則會最晚到達，這樣就無法均勻的壓縮裡面的核材料難以充分的裂變，所以炸藥包必須使用爆炸速度非常高和爆炸速度非常低的兩種炸藥按一定比例調配。讓oC相比，oA oB含有更多的低爆炸速度炸藥。炸的慢一點，這樣一來就能死o點發出的衝擊波，同時到達球面均勻的壓縮內部結構。
當然原子彈的技術難點遠不止這些，製造原子彈最難的莫過於是獲取核原料。天然的鈾礦非常稀有，而且礦石中99%都是鈾238。所以就需要通過提純來把鈾235的純度提高到93%，這才是可以用於武器級核武器的製造。目前常用的方法有離心法，氣體擴散法和激光法，而氣體離心分離機則是提煉濃縮鈾最關鍵的設備。這是一套非常龐大的系統，它通過每秒兩萬轉以上的高速離心機，將其他同位素從天然的鈾礦石中分離出去，從而得到高純度的鈾235。
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