دانستنی هاعلمی

بمب هسته ای چیست؟

به گزارش بدانید ها بمب های هسته‌ای تکنولوژیهای جنگى هستند که در آن‌ها از انرژی حاصل از شکافت یا گداخت هسته‌ای برای تخریب و کشتار استفاده می‌شود.

این سلاح‌ها در طول تاریخ تنها دو بار در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن در شهرهاى هیروشیما و ناکازاکی مورد استفاده قرار گرفت.

بمب اتمی

بمب های اتمی، سلاح‌های فوق‌العاده خطرناکی هستند که در آنها از انرژی حاصله از واکنش شکافت هسته‌ای و یا گداخت هسته‌ای برای تخریب استفاده میشود.

بمب‌هایی که از واکنش گداخت هسته‌ای برای انفجار استفاده میکنند، درواقع همان بمب‌های هسته ای نوین هستند. قدرت تخریب و انفجار این بمب‌ها از آنها که با شکافت هسته ای منفجر می شوند،بسیار بالاتر و بیشتر است.مبنای آزاد شدن انرژی در هر دو نوع بمب اتمی تبدیل ماده به انرژی (E=mc²)است اما در بمب‌های گداختی جرم بیشتری از ماده به انرژی تبدیل می‌شود. 

اولین بمب اتمی که از نوع پلوتونیومی «شکافتی» بود در سال ۱۹۴۵ میلادی در جریان جنگ جهانی‌دوم در ایالات متحده آمریکا ساخته شده و در ۱۶ ژوئیه همان سال در صحرای آلاموگوردو در نیومکزیکوی آمریکا آزمایش شد. آمریکا تنها کشوری است که از بمب های اتمی استفاده ی نظامی کرده است.« شکافتی اورانیومی در هیروشیما» و « شکافتی پلوتونیومی در ناکازاکی». همچنین شوروری هم سال ۱۹۴۹ توانست بمب هسته‌ای بسازد.اختراع این سلاح، ریشه طولانی در تاریخ علم فیزیک و شیمی دارد اما استفاده از دانش به دست آمده، برای ساخت بمب اتمی بیشتر به رابرت اوپنهایمر و ادوارد تلر نسبت داده می‌شود.

تاریخچه ی بمب های هسته‌ای

اولین تلاش‌ها در جهت ساخت بمب اتمی در آلمان نازی آغاز شد. در این دوران، شیمیدانی به نام پل هارتک از استادان دانشگاه هامبورگ به توان بالقوه نیروی اتمی برای کاربردهای نظامی پی برد. وی در ۲۴ فوریه ۱۹۳۹ امکان استفاده از انرژی هسته‌ای به عنوان یک سلاح با توان تخریبی نا محدود را طی نامه‌ای به وزارت جنگ در برلین اطلاع داد. به‌دنبال این امر گروهی برای تحقیق در این رابطه تشکیل شد و ورنر کارل هایزنبرگ  فیزیکدان برجسته آلمانی به‌طور غیررسمی سرپرست تیم تحقیقاتی آلمان برای ساخت بمب هسته‌ای گشت.

تصویری از اولین آزمایش هسته‌ای (ترینیتی،نیومکزیکو امریکا)

در همین زمان، آلبرت انیشتین طی نامه ای به  روزولت رئیس‌جمهور وقت آمریکا خطر دستیابی آلمان به تولید بمب اتمی را گوشزد کرد. درنتیجه این اخطار روزولت دستور ایجاد پروژه منهتن با هدف تحقیق در این رابطه و تولید بمب اتمی را با همکاری کشور انگلستان صادر کرد. برای این پروژه تأسیساتی در لوس آلاموس در ایالت نیومکزیکو، اوک ریج ایالت تنسی و همفورد ایالت واشینگتن به کار گرفته شدند و تیمی از برجسته‌ترین دانشمندان آن دوران به استخدام این پروژه درآمدند. محققان آلمانی موفق به تولید بمب اتمی نشدند. اگرچه ادعاهایی در زمینه آزمایش نوعی ابزار هسته‌ای توسط نازی‌ها پیش از پایان جنگ جهانی دوم مطرح شده‌است. اما تیم آمریکایی به سرپرستی فیزیکدان برجسته، جی آر اوپنهایمر موفق به ساخت عملی اولین بمب هسته‌ای شد که در ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵ در ناحیه‌ای موسوم به ترینیتی در نیومکزیکو آزمایش شد.

بیشتر بخوانید:

به فاصله کوتاهی در ۶ اوت ۱۹۴۵، بمب افکن اسکادران ۵۰۹ نیروی هوایی آمریکا موسوم به Enola Gay، از پایگاهی در جنوب اقیانوس آرام به پرواز درآمد و در ساعت ۸:۱۵ دقیقه به وقت محلی، بمب موسوم به پسر کوچک را بر شهر هیروشیما  ژاپن منفجر ساخت و بدین ترتیب نام کشور ایالات متحده آمریکا را به عنوان اولین کشور استفاده‌کننده از سلاح اتمی در تاریخ بشریت ثبت نمود. این بمب که در طراحی آن از ۶۴ کیلوگرم اورانیوم استفاده شده بود، از ارتفاع ۹۶۰۰ متری رها شد و در ارتفاع ۵۸۰ متری سطح زمین با شدتی معادل با انفجار ۱۵ هزار تن TNT منفجر شد. مجموع تلفات اولیه و کشته شدگان ناشی از عوارض این انفجار را بالغ بر ۱۴۰,۰۰۰ نفر تخمین می‌زنند.

بمب اتمی موسوم به«Little Boy» یا پسر کوچک که در هیروشیما انداخته شد.

سه روز بعد در ۹ اوت انفجار بمب مرد چاق در شهر ناکازاکی ژاپن موجب کشتار ۷۴۰۰۰ نفر انسان دیگر شد. این بمب که از پلوتونیوم به عنوان ماده شکافت پذیر استفاده می‌کرد، انفجاری به شدت ۲۱۰۰۰ تن TNT ایجاد کرد. بمب دیگری نیز در پروژه منهتن تولید شده بود که هرگز از آن استفاده نشد.

بمب اتمی «Fat Man» یا مرد چاق که در ناکازاکی ژاپن انداخته شد.

پس از پایان جنگ دوم جهانی دانشمندان در آمریکا به تحقیق در رابطه با تسلیحات هسته‌ای ادامه دادند. اگرچه این تصور وجود داشت که هیچ کشوری دیگری در دنیا نمی‌تواند تا پیش از سال ۱۹۵۵ به فناوری ساخت سلاح هسته‌ای دست یابد، اما کلاوس فیوکس یکی از فیزیکدانان آلمانی که در رابطه با مواد فوق انفجاری (High Explosive) با تیم اوپنهایمر همکاری می‌کرد، طرح‌ها و جزئیات طراحی بمب آزمایش شده در ترینیتی را در اختیار جاسوسان شوروی قرار داد. به این ترتیب در ۲۹ اوت ۱۹۴۹ اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی اولین آزمایش اتمی خود را با موفقیت انجام داد و غرب را در وحشت فرو برد. این انفجار اثر زیادی در تسریع جنگ سرد گذارد و موجب ایجاد رقابت تسلیحاتی بین آمریکا و شوروی گردید.

پس از آن ایالات متحده جهت حفظ برتری تسلیحاتی خود، تحقیق برای ساخت بمب گرماهسته‌ای یا هیدروژنی را آغاز کرد. پیش از این رابرت اوپنهایمر به دلیل اتخاذ مواضعی علیه ساخت تسلیحات هسته‌ای از سرپرستی پروژه کنار گذارده شد و ادوارد تلر هدایت عملی پروژه ساخت بمب هیدروژنی را برعهده گرفت.

نخستین آزمایش بمب هیدروژنی با اسم رمز مایک در نوامبر سال ۱۹۵۲ در جزیره کوچکی به نام الوگالب در جزایر مارشال انجام شد. وزن تجهیزات به کار رفته در این انفجار شامل دستگاه‌های تبرید به بیش از ۶۵ تن می‌رسید. از آنجایی که در این سیستم مستقیماً از ایزوتوپ‌های دوتریوم و تریتیوم مایع استفاده می‌شد، به آن لقب بمب خیس داده بودند. پیش‌بینی می‌شد که قدرت این انفجار معادل یک یا دو مگاتن تی‌ان‌تی باشد. اما برخلاف انتظار شدت انفجار معادل ۱۰٫۴ مگاتن تی‌ان‌تی بود. نتایج انفجار بسیار هراسناک بود. قطر گوی آتشین حاصل از این انفجار به ۵ کیلومتر رسید. جزیره الوگالب تقریباً تبخیر شد و حفره‌ای به عمق ۸۰۰ متر و شعاع دهانه ۳ کیلومتر برجای ماند.

بمب هیدروژنی تولید شده در کره شمالی

عراق در سال ۱۹۷۷ شروع به ساخت رآکتور هسته‌ای اوسیراک (معروف به تموز۱) نمود تا بتواند در جنگ خود با ایران به برتری هسته‌ای دست یابد ولی طی حملات هوایی ایران این رآکتور آسیب جبران‌ناپذیری دید و کارشناسان فرانسوی حاضر در رآکتور را ترک کردند، و سپس توسط حمله هوایی اسرائیل به‌طور کامل نابود شد.

بیشتر بخوانید: دانستنی های حیرت انگیز علم فیزیک

نکات جالبی درباره ی بمب اتمی

  • منطقه انفجار بمب‌های هسته‌ای به پنج قسمت تقسیم می‌شود: ۱- منطقه تبخیر ۲- منطقه تخریب کلی ۳- منطقه آسیب شدید گرمایی ۴- منطقه آسیب شدید انفجاری ۵- منطقه آسیب شدید باد و آتش.
  • در منطقه تبخیر درجه حرارتی معادل سیصد میلیون درجه سانتیگراد بوجود می‌آید و هر چیزی، از فلز گرفته تا انسان و حیوان، در این درجه حرارت آتش نمی‌گیرد بلکه بخار می‌شود.
  • آثار زیانبار این انفجار حتی تا شعاع پنجاه کیلومتری وجود دارد و موج انفجار آن که حامل انرژی زیادی است می‌تواند میلیون‌ها دلار تجهیزات الکترونیکی پیشرفته نظیر ماهواره‌ها یا سیستم‌های مخابراتی را به چندی آهن‌پاره تبدیل کند و همه آن‌ها را از کار بیندازد.
  • این‌ها همه آثار ظاهری و فوری بمب‌های هسته‌ای است. پس از انفجار تا سال‌های طولانی تشعشعات زیانبار رادیواکتیو مانع ادامه حیات موجودات زنده در محل‌های نزدیک به انفجار می‌شود.
  • پرتو رادیو اکتیو از پرتوهای آلفا، بتا، گاما و تابش نوترونی تشکیل شده‌است. نوع آلفای آن بسیار خطرناک است ولی توان نفوذ اندکی دارد. این پرتو در بافت زنده تنها کمتر از ۱۰۰ میکرون نفوذ می‌کند اما برای آن ویرانگر است.
  • پرتوی گاما از دیوار و سنگ نیز عبور می‌کند. هر ۹ میلی‌متر سرب یا هر ۲۵ متر هوا شدت تابش آن را نصف می‌کند. این پرتو نیز با توجه به فرکانس بسیار بالا، انرژی زیادی دارد که اگر به بدن انسان برخورد کند از ساختار سلولی آن عبور کرده و در مسیر حرکت خود باعث تخریب ماده DNA شده و سرانجام زمینه را برای پیدایش انواع سرطان‌ها،  سندرم‌ها و نقایص غیرقابل درمان دیگر فراهم می‌کند و حتی این نقایص به نسل‌های آینده نیز منتقل خواهد شد. برای جلوگیری از نفوذ تابش گاما به حدود ۱۰ سانتی‌متر دیوارهٔ سربی نیاز است.

بیشتر بخوانید: سندرم داون چیست؟


مراحل یک انفجار هسته‌ای

تشعشع حرارتی

  • گوی آتشین تشکیل شده که دمای مرکز آن به چند میلیون درجه سانتیگراد می‌رسد (حتی از سطح خورشید هم بیشتر می‌شود).
  • هرچیزی را در نزدیکی خود به خاکستر سفیدی تبدیل می‌کند وجود باد هم می‌تواند به این عمل کمک نماید.
  • در همان دو الی سه ثانیه اول تشکیل می‌شود و با سرعتی معادل دو برابر سرعت صوت به راه می‌افتد و هرچه بر سر راهش باشد پرتاب و نابود می‌کند.
  • اجسامی که توسط موج انفجار متلاشی شده مانند گلوله به پرواز در می‌آیند و آثار ناشی از آن تهدید جدی برای انسان به‌شمار می‌رود.
  • خود موج انفجار نیز بر اعصاب انسان تأثیر گذاشته و باعث عدم تعادل (موقت یا دائم) می‌گردد که به اصطلاح به آن موجی شدن می‌گوییم و همچنین باعث آسیب‌های شدید بر پرده گوش و دیافراگم قفسه سینه می‌شود که به ترتیب در اثر برخورد موج با پرده گوش و دومی دراثر بازماندن دهان انسان یا تنفس هنگام آمدن موج است که عوارض آن‌ها کری و مرگ است.
  • میزان دما با دور شدن از کانون انفجار کم می‌شود.

تشعشع هسته‌ای

این تشعشعات بسیار خطرناک و به محض انفجار بمب در تمام نقاط پخش می‌شود که شامل چهار دسته‌اند:

آلفا

هسته، یک ذره آلفا (شامل دو پروتون و دو نوترون) را گسیل می‌کند.

این ذره برد و قدرت نفوذ کمتری نسبت به سایر ذرات دارد و توسط یک ورق کاغذ یا پارچه یا پوست انسان متوقف می‌شود.

بتا

هسته به یک پروتون، یک الکترون و یک آنتی نوترون تبدیل می‌شود. الکترون رها شده ذره بتا است.

این ذره از ذرات آلفا قدرت نفوذ بیشتری دارد ولی دارای برد کمتری می‌باشد و توسط یک صفحه فلزی با ضخامت بیش از سه میلی‌متر متوقف می‌شود.

گاما

هسته می‌تواند انفجاری از انرژی الکترومغناطیسی تحت عنوان اشعه گاما منتشر کند.

این اشعه مانند امواج رادیویی دارای برد بسیار زیادی می‌باشد، قدرت نفوذ و تخریب این اشعه بسیار زیاد است. یک لایه ۱۵سانتیمتری بتن یا یک لایه ۲۰ سانتیمتری خاک فقط نیمی از این اشعه را می‌گیرد و همان نیمی دیگر اثرات زیانبار خود را بر جای می‌گذارد.

نوترون

یک هسته به دو قسمت شکافته می‌شود. نوترون‌های خارج شده می‌توانند اشعه‌های نوترونی ساطع کنند.

نوترون نیز مانند گاما هم بسیار زیانبار است هم دارای برد بسیار زیادی می‌باشد و قدرت نفوذ و تخریب بسیار زیادی دارد با این تفاوت که نوترون ذره است و گاما اشعه. اثر تخریبی آن در موجودات زنده بیشتر است تا اشیاء. در صورت انفجار بسیار کشنده خواهد بود.

منبع: ویکی پدیا

سینا بهاروند

سینا بهاروند هستم.متولد بهمن ماه ۱۳۸۲ در خرم آباد. هم اکنون در شهر همدان سکونت دارم. امیدوارم که بتوانم در این سایت به افزایش دانش و اطلاعات شما عزیزان کمک کنم. (از این که ما را دنبال می کنید متشکریم)

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

بستن
بستن