بمب نوترونی

بمب نوتروني به طور كلي باساير سلاح هاي اتمي استاندارد تفاوت دارد . . . زیرا آثار مهلك بمب كه از تشعشعات مضر به‌وجود مى‌آيد، به خاطر نوترون‌هايى است كه رها مي‌شود. اين بمب به نام « سلاح تشعشع افزوده »[1] نیز شناخته مي‌شود. اثرات تشعشع افزوده در بمب نوترونى بدين صورت است كه آثار حرارتى و تخريبى اين بمب نسبت به ساير سلاح‌هاى اتمى كمتر است. به همين دليل ساختارهاى فيزيكى مثل ساختمان‌ها و مراكز صنعتى، كمتر خسارت مى‌بينند و بيشترين آسيب به انسان وارد مي‌شود.

از آن‌جايي كه اثرات تشعشع نوترون با افزايش فاصله به شدت كاهش مى‌يابد، اثر بمب در مناطق نزديك به آن و مراكز دور از آن، به وضوح تفاوت دارد. اين ويژگى كاملاً مطلوب كشورهاى عضو پيمان آتلانتيك شمالى (ناتو) است، چرا كه آن‌ها مى‌خواهند آمادگى نبرد در مناطق پرازدحام را داشته باشند در حالى كه انواع ديگر انفجارهاى هسته‌اي، زندگى شهرى و دارايى‌ها را به خطر مى‌اندازد، بمب نوترونى فقط با زنده‌ها سر و كار دارد.



[1]  enhancedradiation weapon

برگرفته از كتاب: " مديريت بحران در حوادث هسته اي " نوشته ي مهندس رضا بدريان




مراحل انفجار هسته ای

در اثر يك انفجار هسته اي، گوي آتشين بسيار گرمي توليد مي شود كه دماي نوك قله ي آن به 10 ميليون كلوين مي رسد . . .

انرژی حاصل از گوی آتش به اندازه‌ای است که کلیه مواد آن ‌سوی خود را شعله ور می‌کند. شدت روشنایی گوی آتش به حدی است که باعث کوری دائم و یا موقت خواهد شد. حضور ساختمان‌ها و تجهیزات مي‌تواند مانع از اثرات حرارتی شود و یا از شدت آن بکاهد. پرتودهی حرارتی معادل 8 کالری بر سانتی‌متر مربع به عنوان مقداری در نظر گرفته مي‌شود که باعث مرگ و میر 50 درصد افراد در اثر سوختن حاصل از گوی آتشین مي‌گردد. در جدول زیر فواصلی که این حد آستانه برای قدرت‌های گوناگون رخ مي‌دهد آورده شده است:

 

جدول (2-2)-  فاصله تقریبی برای مرگ و میر ناشی از شعاع حرارتی

 

10

1

1/0

0

قدرت بر حسب کیلوتن

1800

610

200

60

فاصله برحسب متر (مرگ 50%

 

تشعشعات هسته‌اي بوجود آمده بسیار خطرناک بوده و به محض انفجار بمب در تمام نقاط پخش می‌شود. اين تشعشعات شامل چهار دسته مي‌باشد:

 

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

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

وقوع انفجار هسته‌اي باعث تولید یک پالس تشعشع قوی اولیه مي‌شود.  هم‌چنين باعث توليد و رها شدن پرتوهای گاما و ذرات نوترون مي‌گردد. پرتوهای تولید شده در اولین دقیقه بعد از انفجار به عنوان پرتوزایی اولیه شناخته مي‌شود و حاصل واپاشی هسته‌های ناپایدار تولید شده در اثر انفجار است. تشعشع بعد از این زمان را پرتوزایی تاخیری یا تشعشع باقیمانده می‌نامند. دوز 4 گري[1] ، مقدار دوز حاد تقریبی است که در طیّ دو ماه باعث مرگ 50 درصد جامعه در صورتی که درمان نشوند خواهد شد[2]. این دوز، معادل دوز 3 گری است كه در وسط بدن وجود داشته باشد. دوزهای کمتر نیز مي‌تواند باعث مرگ و میر به علت سایر آسیب‌ها (شعاع حرارتی و موج انفجار) گردد. این مقدار برای افرادی محاسبه شده است که هیچ حفاظی نداشته باشند و مستقیماً در برابر تابش قرار گرفته‌اند. وجود ساختمان‌ها خود به منزله یک حفاظ در برابر پرتوها عمل می‌نماید. فاصله‌ای که در آن دوز حاد 4 گری دریافت می‌گردد بستگی به قدرت سلاح هسته‌اي و طراحی آن خواهد داشت.

برای یک قدرت معین، میزان دوز جذب شده بر حسب فاصله سریعـاً افزایش پیدا می‌کنـد، به طوری‌که فاصله‌ای (از محل انفجار) که در آن دوز جذب شده 20 گری، دریافت می‌گردد، فقط 75% فاصله‌ای است که در آن میزان دوز جذبی برابر 4 گری است.

پرتوزایی تأخیری به تشعشعی اطلاق مي‌گردد که پس از پرتوزایی شدید و پالس اولیه حاصل از انفجار بمب هسته‌اي ظاهر مي‌شود. این پرتوزایی تأخیری که باعث افزایش پرتوزایی در محدوده محل انفجار مي‌گردد، در اثر تزریق حجم عظیمی از مواد رادیواکتیو به اتمسفر و جوّ  ایجاد ‌شده و باعث ریزش اتمی (مواد رادیواکتیو) در فواصل دور از محل انفجار مي‌گردد. الگوی ریزش اتمی تابعی از قدرت انفجار، ارتفاع انفجار و شرایط آب و هوایی منطقه است. در جدول (2-3) فواصل مربوط به جذب دوز 4 گری  در هوای آزاد برای پرتوزای اولیه چندین قدرت مختلف ارائه شده است:

                                                                                                           

جدول (2-3)-  فواصل تقریبی مربوط به دز 4 گری از پرتوزایی اولیه

 

10

1

1/0

01/0

قدرت برحسب کیلوتن

1200

790

460

250

فاصله برحسب متر

 

نتایج محاسبات ریزش اتمی در جدول (2-4) بر اساس فرضیات انفجار در سطح زمین و شرایط آب و هوایی عادی تهیه شده است.

 

جدول (2-4)-  فاصله لازم برای دوز جذبی 4 گری حاصل از پرتوزایی تاخیری در اولین ساعت پس از انفجار

 

10

1

1/0

0

قدرت برحسب کیلوتن

9600

5500

2750

1270

فاصله برحسب متر

 

مقادیر دوز تخمینی جذب شده برای سلاح‌های هسته‌اي در قدرت‌های مختلف برای سه شعاع متفاوت در جدول (2-5) آورده شده است. از این جدول مشخص مي‌گردد که نزدیک شدن به محل انفجار آن­هم بلافاصله بعد از انفجار اتمي بسیار مخاطره آمیز است. باید توجه داشت که ریزش اتمی بلافاصلـه رخ نمي‌دهد و مدت زمانی طول می‌کشد تا آن‌ها توسط باد و در مسیر جریان باد منتقل گردند. به عنوان مثال در جدول (2-4) دوز جذبی در فاصله 9600 متری حاصل از انفجاري با قدرت 10 کیلوتن در 24 دقیقه پایانی ساعت اول انفجار حاصل مي‌گردد، یعنی 36 دقیقه زمان لازم است تا ذرات رادیواکتیو به این فاصله برسند. این زمان مي‌تواند برای انجام اقدامات پیشگیرانه برای کاهش اثرات ریزش اتمی در نظر گرفته شود.

 

جدول (2-5)-  دوز جذبی تاخیری در اولین ساعت پس از انفجار

 

10000 متر

2000 متر

1000 متر

قدرت بر حسب کیلوتن

001/0

5/1

7/6

01/0

1/0

3/8

38

1/0

6/0

47

210

1

5/3

260

1200

10

 

2-1-5-1-   تشکیل حفره حاصل از انفجار

انفجار یک بمب در سطح زمین باعث جا به جایی خاک و تشکیل شدن یک حفره بزرگ مي‌شود. ابعاد حفره به ارتفاع بمب از سطح زمين در هنگام انفجار، قدرت انفجار و ساختار مکانیکی خاک بستگی دارد. جداول زير ابعاد حفره ایجاد شده و میزان نفوذ را در اثر انفجارهای با قدرت‌هـای مختلف را در سطح زمین نشان داده است. شعاع حفره بر حسب ساختار و استحکام خاک مي‌تواند تغییر كند.

 

جدول (2-6) – شعاع حفره ایجاد شده برای انفجار هسته‌اي سطحی در خاک نرم و خشک

 

10

1

1/0

01/0

قدرت بر حسب کیلوتن

40

20

10

5

شعاع بر حسب متر

 

در خاک مرطوب، انفجاری به قدرت 1 کیلوتن شعاعی به اندازه 25 متر درست می‌نماید در حالی‌که در خاک خشک شعاع حفره ایجاد شده 15 متر خواهد بود. زمانی‌که انفجار در نزدیکی سطح و يا زیر زمین رخ مي‌دهد شعاع حفره ایجاد شده به عمق انفجار بستگی خواهد داشت.




[1]  – دز جذب شده در سطح بافت بدن با علامت اختصاري  Gy

[2]  L/D50/60


2-1-5-1-    شوک زمینی

انفجار هسته‌اي علاوه بر موج، تولید یک شوک زمینی نیز می‌نماید. این شوک مي‌تواند تاسیسات و ساختمان‌ها را تخریب کند. شوک زمینی همراه با موج انفجار، علت اصلی تخریب زیرساخت‌های محلی هستند. خسارات وارده برای مدت زمانی بعد از انفجار، شاید حدود چند هفته یا چند ماه قابل تعمیر نمي‌باشد. گاهی ایزوله کردن نواحی تخریب شده ضروری است تا زمانی‌که نواحی نزدیک آن‌ها ترمیم و آماده گردد.

اگر تراکم زياد جمعیتی را درنظر بگيريم تعداد افراد تأثیر گرفته از اثرات آنی و سریع انفجار هسته‌اي مي‌تواند بسیار بیشتر شود. وجود تراکم جمعیتی[1] زياد، مي‌تواند تلفات حاصل از سوختن در یک شعاع کوچک نزدیک  محل وقوع انفجار را هم بيشتر كند (مانند ساختمان‌های تجاری در ساعات اداری) حتی یک انفجار با قدرت كم در حدود 01/0 کیلوتن در چنین مناطق پرجمعیتی مي‌تواند باعث مرگ هزاران نفر در اثر تشعشع اولیه حاصل از انفجار گردد.

فاصله‌اي كه منجر به مرگ و میر حاصل از تشعشع اولیه انفجار برای قدرت 01/0 کیلوتن مي‌شود، برابر 200 متر است. جداول زیر خلاصه‌ای از مطالب مطرح شده در این قسمت را ارائه می‌نماید.

در جدول (2-9) نيز، خلاصه‌ای از اثرات مهم انفجار تسلیحات هسته‌اي برای چند فاصله مختلف ارائه شده است.

مهمترین اثرات آنی یک انفجار هسته‌اي، پرتوزایی بالای اولیه و حرارت سوزاننده آن می‌باشد. برای انفجارهای هسته‌اي کوچک، افرادی که در معرض مستقیم حرارت بالا ولی غیر کشنده انفجار قرار می‌گیرند، ممکن است در حد کشنده‌ای دوز حاصل از پرتوزایی بالای اولیه آن را دریافت نمایند.

با افزایش قدرت در حد 1 کیلوتن، حرارت سوزاننده از پرتوزایـی بالای اولیه تاثیر گذارتر مي‌شود و عامل اول مـرگ و میـر مي‌گردد. در قدرت 10 کیلوتن، شعاع کشنده حرارت از شعاع کشنده پرتوزایی اولیه بزرگتر مي‌شود.




[1]  – میانگین گیری افراد در چند کیلومتر مربع


با توجه به این بحث، می­توان نتیجه­گرفت که طیف حاصل از انواع تلفات آن (سوختـن، پرتوگیـری و…) برای سلاح‌های هسته‌اي کم قدرت، بستگی به قدرت سلاح دارد و صدمات حاصل از پرتوگیری، مهمترین صدمات به شمار مي‌روند. برای قدرت‌های بیشتر، آسیب‌های ایجاد  شده بر اثر انواع خاصی از جراحت، بیشترین تلفات را شامل مي‌شود.

نواحی مشخص شده برای اثرات مختلف، دایره‌هایی به شعاع‌ برابر با فواصل تعیین شده در جدول مربوطه هستند که محل انفجار در اين نتايج، مرکز دایره‌ها می‌باشد. در اين تحلیل‌ها فرض شده است که هیچ حفاظ یا ساختمانی وجود ندارد. تنها موردی که منطقه تأثیر گذاری آن تقارن ندارد، ریزش اتمی است که مکان وقوع آن به جهت و سرعت باد بستگی پیدا می‌نماید. همان‌گونه که قبلاً گفته شده است برای حادثه ریزش اتمی بر حسب مکان وقوع آن، یک زمان تأخیری نیز وجود خواهد داشت.

ابر تشکیل شده از انفجار، خطرات شدیـدی برای پرسنل و افراد درون هواپیماهای عبوری از منطقـه ایجاد می‌نماید. لذا باید توسط سیستم اطلاع رسانی، اطلاعات مورد نياز به مردم و سیستم ناوبری هوایی منطقه داده شود. افراد درون هواپیماها در این مناطق در معرض دوز کشنده قرار می­گیرند.


برگرفته از كتاب: " مديريت بحران در حوادث هسته اي " نوشته ي مهندس رضا بدريان




اثرات انفجار هسته ای

سلاح هاي با قدرت بالاتر، اثرات بزرگ تر و مخرب تري نيز دارند . . .

سلاح‌های با قدرت کمتر از 01/0 کیلوتـن از نوع هسته‌اي، برای حالتی که سلاح دچار نقص شده و درست عمل نمی­کند مورد بررسی قرار خواهند گرفت زیرا قدرت‌های 01/0  کیلوتن و کمتر را مي‌توان با سلاح‌های غیر هسته‌اي نیز تولید نمود.

·           نورانفجار

اولین نشانه یک حمله اتمی، نور خیره کننده آن است که مقداری از خورشید درخشنده‌تر است و مانند فلاش عکاسی یا صاعقه است و نگاه کردن به آن حتی چند ثانیه مي‌تواند انسان را نابینا کند.

·           تشعشع حرارتی

گوی آتشین تشکیل شده که دمای مرکز آن به چند میلیون درجه سانتی‌گراد می‌رسد (حتی دما از سطح خورشید هم بیشتر می‌شود)  هرچیزی را در نزدیکی خود به خاکستري سفید تبدیل می‌کند. وجود باد هم مي‌تواند به این عمل کمک نماید.

·           موج انفجار

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 را پرتاب و نابود می‌کند. اجسامی که توسط موج انفجار متلاشی شده‌اند مانند گلوله به پرواز در می‌آیند و تهدید جدی برای انسان به شمار می‌رود.

موج انفجار بر اعصاب انسان تاثیر گذاشته و باعث عدم تعادل  موقت یا دائم  می­شود که به اصطلاح، به آن موجی شدن می‌گوییم. از سایرآسیب­ها می­توان به آسیب‌های شدید بر پرده گوش و دیافراگم قفسه سینه اشاره کرد که به ترتیب اولي در اثر برخورد موج با پرده گوش و دومی در اثر باز ماندن دهان انسان یا تنفس هنگام آمدن موج است که از عوارض آن کری و نيز دومی مرگ است.

هر انفجاري مثل انفجارهای هسته‌اي یک موج درست می‌کند که در هوا و به سمت خارج از ناحیه انفجار گسترش پیدا خواهد نمود. این موج انفجار که گاهی ضربه انفجار یا موج فوق فشار نیز نامیده مي‌شود، یک موج فشاری گذرا می­باشد که برحسب پوند بر اینچ مربع[1] اندازه گیری می‌شود. این موج انفجاری همراه با باد قوی ایجاد شده، مي‌تواند مستقیماً باعث ایجاد خرابی ساختمان‌ها و تاسیسات و ایجاد صدمه به افراد حاضر در محل شود. صدمات مي‌تواند به شکل غیر مستقیم در اثر سقوط آوار و برخورد سایر تجهیزات خراب شده به افراد وارد شود. شیشه‌های پنجره‌، آسیب پذیری زیادی دارند و در اثر فشارهای کمتر از 1 پوند بر اینچ مربع تخریب خواهند گردید. بعد از شکسته شدن، قطعات خرد شده شیشه در اثر موج انفجار شتاب می‌گیرند. در سرعت‌های زياد، این قطعات مي‌تواند باعث آسیب دیدگی و حتی مرگ شوند. جدول زیر نتایج تحلیلی اين موضوع را نشان داده است:

 جدول (2-1)-  شعاع منتهی به مرگ 50 % برای فشار  Psi 12

10

1

1/0

01/0

قدرت برحسب کیلوتن

590

275

130

60

شعاع بر حسب متر

 جدول فوق  شعاع 50 درصد مرگ و میر ناشی از حضور افراد در نزدیکی پنجره‌ها و اصابت قطعات خرد شده شیشه به آن‌ها را نشان مي‌دهد. این جدول برای موج انفجاری معادل 12 پوند بر اینچ مربع  در محل پنجره‌ها تهیه شده است. تعیین شعاعی که در آن آسیب دیدگی­های خاصي به افراد مي‌رسد بسیار پیچیده است زیرا نیاز به تحلیل هندسه شهر، وضعیت پنجره­ها نسبت به يكديگر و فشار موج انفجار دارد.



برگرفته از كتاب: " مديريت بحران در حوادث هسته اي " نوشته ي مهندس رضا بدريان


[1]  – Psi




انواع بمب های اتمی

ايزوتوپ معمول اورانيوم ( اورانيوم 238 ) براي ساخت سلاح هسته اي مناسب نيست زيرا با شليك نوترون به هسته اين ايزوتوپ، احتمال تشكيل شدن پلوتونيوم 239 از احتمال شكافت هسته اي بيشتر است . . .

درحالى كه در اورانيوم 235 امكان شكافت هسته‌اي بيشتر خواهد بود. به همين خاطر براى تهيه مقدار مورد نياز اورانيوم 235 جهت ساخت بمب هسته‌اي، به مقدار زيادى از اورانيوم طبيعى نياز است. پژوهش‌ها هم­چنين نشان می­دهد كه پلوتونيوم 239 قابليت شكافت هسته‌اي بالايى دارد. بايد خاطر نشان نمود پلوتونيوم 239 يك عنصر طبيعى نيست و بايد بطور مصنوعي ساخته شود. انواع بمب‌هاي اتمي را مي‌توان به سه دسته تقسيم نمود [2]:

                                                 

·                     بمب حاصل از شکافت[1]

·                     بمب حاصل از همجوشی[2]

·                     بمب نوترونی[3]

 

طرح «پسربچه»[4] شامل تفنگى است كه توده‌اى از اورانيوم 235 را به سمت توده ديگرى از اين ايزوتوپ شليك مى‌كند. به اين ترتيب يك جرم فوق بحرانى توليد خواهد شد. نكته اساسى كه حتماً بايد رعايت شود اين است كه اين توده‌ها بايد در زمانى كوتاه‌تر از حد فاصل بين شكافت­هاى خود به خودى[5] در كنار هم نگه داشته شوند. به محض اين‌كه دو توده اورانيوم در كنار هم قرار گرفت، چاشنى موجود، توده‌اى از نوترون‌ها را توليد می­کند و زنجيره واكنش‌ها آغاز خواهد شود. با ادامه اين زنجيره، انرژى بطور مداوم افزايش مى‌يابد تا بمب منفجر شود.

شكافت خود به خودى پلوتونيوم 239 آن‌قدر سريع است كه بمب  تفنگى (پسربچه) نمى‌تواند دو توده پلوتونيوم را در زمانى كوتاه‌تر از حد فاصل شكافت‌ها كنار هم نگه دارد. بنابراين براى پلوتونيوم بايد نوع ديگرى از بمب طراحى شود. قبل از سواركردن بمب، چند نوترون سرگردان رها مى‌شوند تا زنجيره واكنش پيش‌رس را آغاز نمايد. اين زنجيره­ی واکنش­ها موجب كاهش بخشی از انرژى منتشر شده مي شود .

«ست ندرمى ير[1]» ايده‌ي استفاده از چاشنى‌هاى انفجارى را براى كمپرس بسيار سريع كره پلوتونيوم مطرح كرد و بسط داد. با اين روش كره پلوتونيوم به چگالى مناسب بحرانى مى‌رسد و انفجار هسته‌اي رخ مى‌دهد.

 

2-1-2         بمب انفجار داخلى[2]

انفجار درونى كه در واقع عكس انفجار بيرونى است ماده و انرژى را چگال و متمركز مي‌كند. ويرانى ساختمان بر اثر انفجار بيرونى باعث مي‌شود كه ساختمان روى خودش آوار شود. اصطلاحاً گفته مي‌شود كه «ساختمان از درون منفجر شده است». انفجار درونى، آوار شدن از داخل است.

درست مقابل انفجار بيرونى، يك كره توخالى پلوتونيوم مي‌تواند با چاشنى كروى انفجارى خارجى، از درون منفجر شده و به عنوان ماشه يك بمب شكافت هسته‌اي به كار رود. اين بمب مي‌تواند به نوبه خود يك ماشه انفجار داخلى براى نوعی از  هم جوشى باشد.

در بحث كاويتاسيون،‌ انفجار درونى يك فرآيند مكثى است كه ذرات را مجبور به حركت به سمت داخل مي‌كند[4] اين حركت مركزگراى درونى، از يك مسير مستقيم به سمت مركز (مسير شعاعى) پيروى نمي‌كند، بلكه با چرخش روى يك مسير مارپيچى حركتش را انجام مي‌دهد. اين حركت چرخشى ورتكس نام دارد.

در كاويتاسيون به خاطر فشار كم، حباب‌هاى كوچكى از بخار آب در يك سمت پروانه تشكيل مى‌شود. با تخريب اين حباب‌ها، موج‌هاى موضعی شديدى به وجود مى‌آيند كه سر و صدا توليد كرده و منجر به شكست محلى در سطح پروانه مي‌شود. ادامه اين روند سايش ماده را به دنبال دارد. مشخصه اصلى ورتكس اين است كه خارج آن كند و مركز آن تند حركت مي‌كند. در ورتكس آب، ذرات معلقى كه از آب سنگين ترند به مركز جريان كشيده مي‌شوند، مقاومت اصطكاكى كاهش مى‌يابد و بدين جهت سرعت جريان زياد خواهد شد.

 

2-1-5-1-    مراحل انفجار داخلى

جسمي كه ماده شكافت پذير را در برگرفته است، تحريك شده و توليد يك موج عظيم مي‌نمايد. سرعت موج حاصله از سرعت صوت هم بيشتر است و باعث افزايش قابل توجه شار مى‌گردد. موج در يك لحظه، به تمام نقاط روى سطح كروى ماده شكافت پذير در هسته بمب حمله كرده، فرآيند تراكم  آغاز مي‌شود.

رها شدن چاشنى به رها شدن نوترون‌هاى زياد منجر خواهد شد. به همين دليل خيلى از توليدات اوليه برگشت داده مي‌شوند. زنجيره واكنش­ها همچنان ادامه يافته تا زمانى كه انرژى توليد شده در درون بمب به قدرى بزرگ شود كه فشار درونى (ناشى از انرژى شكافت) به مقدارى بيش از فشار انفجار داخلى (ناشى از موج ناگهانى) برسد. 

در نهايت با از هم جدا شدن قطعات بمب، انرژى منتشر شده در فرآيند شكافت، به فضاي اطراف انتقال خواهد يافت.




[1] – دانشمندى از لس آلاموس

[2]    بمب كثيف

[3]    man Fat

[4]   حركت به سمت خارج مربوط به انفجار بيرونى است

 

 




تقسیم بندی مناطق در انفجار بمب اتمی

آثار زيانبار انفجار هسته اي حتي تا شعاع پنجاه كيلومتري از محل حادثه وجود دارد و موج انفجار آن كه حامل انرژي زيادي است مي تواند ميليونها دلار تجهيزات را به مشتي آهن پاره تبديل كند و همه آنها را از كار بيندازد . . .

منطقه انفجار بمب‌های هسته‌ای را  مي‌توان به پنج قسمت تقسیم بندي نمود.

 1-        منطقه تبخیر

2-        منطقه تخریب کلی

3-        منطقه آسیب شدید گرمایی

4-        منطقه آسیب شدید انفجاری

5-        منطقه آسیب شدید باد و آتش

 در منطقه تبخیر، درجه حرارتی معادل سیصد میلیون درجه سانتی‌گراد به وجود می‌آید و هر چیزی، از فلز گرفته تا انسان و حیوان، در این درجه حرارت بدون اين‌كه آتش ‌گیرد  بخار می‌شود. این‌ها آثار ظاهری و فوری بمب‌های هسته‌ای است ولي پس از انفجار تا سال‌های طولانی تشعشعات زیان‌بار رادیواکتیو مانع ادامه حیات موجودات زنده در محل‌های نزدیک به انفجار می‌شود.

پرتو رادیواکتیو از پرتوهای: آلفا، بتا، گاما و تابش نوترونی تشکیل شده است. نوع آلفای آن بسیار خطرناک است ولی توان نفوذ اندکی دارد. این پرتو هرچند در بافت زنده تنها در عمقي کمتر از 100 میکرون نفوذ می‌کند اما اثر تخریبی بالایی دارد.

پرتوی گاما از دیوار و سنگ نیز عبور می‌کند. این پرتو با توجه به فرکانس بسیار بالاي آن، حامل انرژی زیادی است به­طوری كه با برخورد به بدن انسان، 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 غیر قابل درمان دیگر فراهم می‌کند و حتی این نقایص به نسل‌های آینده نیز منتقل خواهد گرديد. برای جلوگیری از نفوذ تابش گاما، به ديواره سربي با ضخامت حدود ۱۰ سانتی‌متر نیاز است [2].

برگرفته از كتاب مديريت بحران در حوادث هسته اي




آسیب های ناشی از بمب هسته ای

علاوه بر اينكه آگاهي از چگونگي توليد و ساخت بمب هسته اي و خطر آفريني سودجويان مهم است، پرسش ديگري كه در اين زمينه مطرح مي شود اين خواهد بود كه:
اگر كسي اين بمب را منفجر كند چه اتفاقي روي خواهد داد؟

پاسخ دقیقی برای این پرسش موجود نیست. شما مي‌توانید از ده متخصص در این زمینه بپرسید و ده پاسخ متفاوت دریافت کنید. چون عوامل بسیاری در این راه دخالت دارند، تعیین دقیق اثرات یک بمب هسته‌اي کار پیچیده‌ای است. حتی وزش باد و شرايط آب و هوايي مثل بارش برف و باران و سرما و گرما هم در عواقب انفجاری این بمب­ها تأثیر گذارند!

یک بمب هسته‌اي معمولی حدود ۲۳ کیلوگرم ماده منفجره در بر دارد و دارای مقدار بسیار کمی از ماده رادیواکتیو رده پایین همانند کبالت ۶۰ یا سزیوم ۱۳۷  است. چنین بمبی قدرت تخریب وحشتناکی ندارد. هر گونه مرگ آنی یا تخریب اولیه فقط به خود ماده منفجره بر می‌گردد. البته ماده منفجره مواد رادیواکتیو را در فضا پخش می‌کند و احتمالاً سطحی به مساحت چند کیلومتر مربع را آلوده خواهد کرد. بمب‌هایی که از ضایعات رادیواکتیو نیروگاه‌های هسته‌اي یا ژنراتورهای هسته‌اي قابل حمل استفاده می‌کنند، آسیب‌های بیشتری وارد خواهند کرد. باید در نظر داشت کارکردن با این مواد به مراتب دشوارتر است ؛ چرا که تابش این مواد به قدری شدید است که در طول زمان ساختن و حمل و نقل بمب، سازندگان را از پای در خواهد آورد.

در شرایط انفجار یک بمب معمولی، اگر در طول یک روز از شر لباس‌های آلوده خلاص شویم، حمام بگیریم و منطقه را پاک­سازی کنیم، احتمالاً هیچ مشکلی پیش نخواهد آمد. انفجار بمب میزان تابش رادیواکتیو را از حد مجاز بالاتر می‌برد، ولی مقدار آن خیلی نیست. بدن انسان مي‌تواند در کوتاه مدت، به خوبی از عهده مقابله با این اثرات برآید. البته مردمی که خیلی به انفجار نزدیک بوده‌اند، احتمالاً به بیماری­های ناشی از تشعشع مبتلا می‌شوند و نیاز به مراقبت‌های بیمارستانی دارند.

نگرانی اصلی در مورد تابش‌های بلند مدت است. بسیاری از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو، با مواد دیگر بسیار خوب واکنش می‌دهند[1] و از این رو نمي‌توان بدون نابود کردن قطعات ساختمانی، تمامی مواد رادیواکتیو را  پاکسازی کرد. حتی پس از آن که گروه‌های پاکسازی بخش اعظم مواد مضّر را جابه­جا کردند، باز هم بخش اندکی از این مواد باقی می‌مانند که مي‌تواند تا ده‌ها و حتي صدها سال به تشعشع ادامه دهند. هرکس در چنین منطقه‌ای زندگی کند، به طور منظم و در دوره‌ای طولانی تحت اثر تابش‌های مضر قرار می­گیرد و احتمالاً به سرطان مبتلا خواهد شد.

پرسشی که اکنون مطرح مي‌شود، این است که آیا این مقدار اندک، مي‌تواند خطري را متوجه مردم کند ؟ خطری به مراتب فراتر از عوامل فعلی ایجاد کننده سرطان؟ دانشمندان برای پاسخ به این پرسش، دو دسته می‌شوند:

*     گروه نخست معتقد است که: اگر دولت، چند هفته تا چند ماه را به پاکسازی منطقه بگذراند، آنگاه خطرات احتمالی قابل صرف نظر خواهد بود.

*     اما گروه دوم می‌گویند: ممکن است شدت حمله بمب هسته‌اي به قدری زیاد باشد که یک شهر را برای سال‌ها و حتی ده‌ها سال غیر قابل سکونت نماید.

این که کدام­یک از این دو نظر درست است، چیزی است که نمي‌توان با قطعیت گفت. برای­ هر دو پاسخ نمونه‌هایی وجود دارد. به عنوان مثال هیروشیما و ناکازاکی که به دلیل انفجار بمب هسته‌اي در معرض تابش‌های شدید رادیواکتیو قرار گرفتند، امروزه کاملاً ایمن هستند. از سوی دیگر، مناطقی در اطراف نیروگاه هسته‌اي چرنوبیل وجود دارند که به دلیل تابش شدید رادیواکتیو هنوز ناامن محسوب می‌شوند.

با بررسی جنگ سرد که همراه با مبادله حجم عظیمی از آتش سلاح‌های هسته‌اي مختلف بود، می­توان گفت محتمل‌ترین حمله با سلاح‌های هسته‌اي، وقتی است که در آن یک سلاح هسته‌اي با قدرت کم استفاده مي‌شود.


برگرفته از كتاب مديريت بحران در حوادث هسته اي




[1]  از جمله با بتن و فلزات




مقدمه ای بر سلاح‌های هسته‌ای

جنگ افزارهاي هسته اي، سلاح هايي هستند كه  در آنها از انرژي حاصل از شكافت يا همجوشي هسته اي، براي تخريب و يا كشتار استفاده مي شود . . .

بمب اتمی نام رایج وسایل انفجاری است که در آن‌ها انرژی آزاد شده از فرآیند شکافت هسته‌ای، یا گداخت هسته‌ای برای تخریب استفاده می‌شود. بمب‌های اتمی که برمبنای گداخت کار می‌کنند نسل نوین بمب اتمی هستند و قدرتی  بیشتر از بمب‌های شکافتی دارند. مبنای آزاد شدن انرژی در هر دو نوع بمب اتمی، تبدیل ماده به انرژی  است اما در بمب‌های گداختی جرم بیشتری از ماده به انرژی تبدیل می­شود.

اولین تلاش‌ها در جهت ساخت بمب اتمی در كشور آلمان نازی آغاز شد. در این دوران، شیمیدانی از اساتید دانشگاه هامبورگ به توان بالقوه نیروی اتمی برای کاربردهای نظامی پي برد. وی در ۲۴ فوریه ۱۹۳۹ امکان استفاده از انرژی هسته‌ای به عنوان یک سلاح با توان تخریبی نامحدود را طیّ نامه‌ای به وزارت جنگ در برلین اطلاع داد. به‌دنبال این امر گروهی برای تحقیق در این رابطه تشکیل شد و وارنر هایزنبرگ فیزیکدان برجسته آلمانی به طور غیر رسمی به عنوان سرپرست تیم تحقیقاتی آلمان برای ساخت بمب هسته‌ای انتخاب شد.

در همین زمان، آلبرت انیشتین طیّ نامه معروف خود به روزولت رئیس جمهور وقت آمریکا خطر دستیابی آلمان به تولید بمب اتمی را گوشزد کرد. متعاقب 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 انجام اين پروژه، تأسیساتی در لوس آلاموس در ایالت نیومکزیکو، اوک ریج ایالت تنسی و همفورد ایالت واشنگتن ايجاد شد و تیمی از برجسته‌ترین دانشمندان آن دوران به استخدام این پروژه در آمدند. 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 شده بود. اما تیم آمریکایی به سرپرستی فیزیکدان برجسته، جی آر اوپنهایمر موفق به ساخت عملی اولین بمب هسته‌ای شد که در ۱۶ جولای ۱۹۴۵ در ناحیه‌ای موسوم به ترینیتی در نیومکزیکو مورد آزمایش واقع گرديد.

به فاصله کوتاهی در ۶ آگوست  ۱۹۴۵، بمب افکن اسکادران ۵۰۹ نیروی هوایی آمریکا موسوم به Enola Gay ، از پایگاهی در جنوب اقیانوس آرام به پرواز درآمد و در ساعت   15:8 دقیقه به وقت محلی، بمب موسوم به پسر کوچک را بر شهر هیروشیما منفجر ساخت. 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 تي ان تي منفجر شد. مجموع تلفات اولیه و کشته شدگان ناشی از این انفجار را بالغ بر ۱۴۰۰۰۰ نفر تخمین می‌زنند.

سه روز بعد، در ۹ آگوست همان سال انفجار بمب مرد چاق در شهر ناکازاكی موجب مرگ ۷۴۰۰۰ نفر دیگر شد. این بمب که از پلوتونیوم به عنوان ماده شکافت پذیر ساخته شده بود، انفجاری به شدت ۲۱ کیلوتن تي ان تي ایجاد کرد. بمب دیگری نیز در پروژه منهتن تولید شده بود که هرگز از آن استفاده نگرديد.

پس از پایان جنگ جهانی دوم، دانشمندان در آمریکا به تحقیق در رابطه با تسلیحات هسته‌ای ادامه دادند. اگرچه این تصور وجود داشت که هیچ کشور دیگری در دنیا نمي‌تواند تا پیش از سال ۱۹۵۵ به فن‌آوري ساخت سلاح هسته‌ای دست یابد، امّا کلاوس فیوکس یکی از فیزیکدانان آلمانی که در رابطه با مواد فوق انفجاری  با تیم اوپنهایمر همکاری می‌کرد، طرح‌ها و جزییات طراحی بمب آزمایش شده در ترینیتی را در اختیار جاسوسان شوروی قرارداد. به این ترتیب در ۲۹ آگوست ۱۹۴۹ اتحاد جماهیر شوروی  اولین آزمایش اتمی خود را با موفقیت انجام داده و غرب را در وحشت فرو برد. این انفجار اثر زیادی در تسریع جنگ سرد گذاشت و موجب ایجاد رقابت تسلیحاتی بین آمریکا و شوروی گردید.

پس از آن، ایالات متحده برای حفظ برتری تسلیحاتی خود، تحقیق در رابطه با ساخت بمب گداختی یا به عبارت دقیق‌تر، تسلیحات گرما- هسته‌ای  را آغاز کرد. پیش از این، 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 یک وسیله گرما-هسته‌ای با اسم رمز مایک در نوامبر سال ۱۹۵۲ در جزیره کوچکی به نام الوگالب در مجاورت انی وتاک در جزایر مارشال انجام شد. وزن تجهیزات به کار رفته در این انفجار به بیش از ۶۵ تن می‌رسید. از آن‌جایی‌که در این سیستم مستقیماً از ایزوتوپ‌های دوتریوم و تریتیوم مایع استفاده می‌شد، به آن لقب بمب خیس داده بودند. پیش بینی می‌شد که قدرت این انفجار معادل یک یا دو مگاتن تی ان تی باشد اما برخلاف انتظار، شدت انفجار معادل ۱۰٫۴ مگاتن تی ان تی 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. دليل توجه و استفاده از سلاح‌های اتمی، اثرات و ویژگی‌های خاص اين سلاح است که سایر جنگ افزارها چنین قابلیتی را ندارند از جمله:

 

1- ایجاد خسارت‌های سنگین جانی و مالی.

2- غیر قابل استفاده کردن تجهيزات و محیط اطراف.

3- تهدید و تحت فشار گذاشتن طرف مقابل برای قبول خواسته‌ها.

4- تغییر توازن قدرت در جنگ.

5- وسعت شعاع تخریب و خسارات هنگفت.

6- استفاده سریع در هر شرایط.

7- نفوذ اثرات تخریبی آن در تاسیسات.

 

البته با وجود این قابلیت‌ها، دولت‌های دارنده سلاح هسته‌ای با مشکلاتی روبه‌روهستند كه مهمترين آن‌ها به شرح ذيل مي‌باشد:

 1-              مخالفت اذهان عمومی جهان در استفاده از سلاح­های کشتار جمعی.

2-           نابودي عمده‌ي تجهیزات و تأسیساتي که خود دشمن نیز ممکن است در آينده به آن نیاز داشته باشد.

3-              آلودگی شدید هسته‌ای که باعث عدم استفاده از منطقه مورد حمله می‌گردد.  

4-          عدم کنترل شعاع آلودگی که اگر كم باشد ممکن است خسارت مورد نظر به منطقه هدف وارد نشود و هم­چنین اگر شعاع آلودگی زیاد باشد ممکن است به نیروهای خودی نيز آسیب برساند.




بمب هسته ای

 استفاده نامعقول از انرژي هسته‌اي منجر به توليد سلاح‌هاي مخربي خواهد شد كه با كرامت انساني مغايرت دارد و از نظر مردم متمدن ايران ، امري ناپسند و غير انساني محسوب مي‌شود . با اين حال در اين قسمت به نحوه كار يك بمب هسته‌اي مي‌پردازيم :

براي ساخت هر نوع سلاح هسته‌اي مواد قابل شكافت لازم است و اين مواد بايد داراي يك حداقلي باشد تا بتوان از آن در سلاح مذكور استفاده نمود همچنين زمان لازم براي تهيّه مواد و نيز جاي‌گزاري آن در سلاح و بازفرآوري مواد راديواكتيو اهميت خاص خود را دارد . با توجه به اين موارد ، آژانس انرژي اتمي مواردي را درنظر گرفته است كه چنان‌چه كشوري داراي شرايط زير باشد خروج وي از NPT تفسير ناخوشايندي را به دنبال خواهد داشت .

چنان‌چه كشوري داراي مقدار مواد زير باشد قادر است تا آن‌را در سلاح اتمي مورد استفاده قرار دهد زيرا حداقل مقدار مواد هسته‌اي كه براي ساخت يك بمب به كار خواهد رفت به شرح زير بوده و مفقود شدن آن در مراكز هسته‌اي غير قابل پذيرش مي‌باشد لذا همواره بايد تحت نظارت و كنترل آژانس بين‌المللي انرژي اتمي باشد :

 –        8 كيلوگرم پلوتونيوم داراي غلظت بيش از 95 درصد از ايزوتوپ 239

–         8 كيلوگرم اورانيوم 233

–        25 كيلوگرم اورانيوم با غناي بيش از 90 تا 95 درصد از ايزوتوپ 235

مقادير فوق به‌طور غير قابل اجتناب جهت ساخت يك وسيله انفجاري به كار گرفته مي‌شود . البته در اين زمينه يك مقدار موثر به نام SQ[1] به‌كار مي‌رود . كم شدن آن از موجودي انبار يك كشور ، غير قابل اجتناب است . البته ممكن است تا مواد مذكور به‌طور مستقيم در بمب استفاده نشود و يا اين‌كه بعد از تغييراتي مثل غني‌سازي قادر به استفاده در سلاح هسته‌اي باشد ، بنابراين موادي كه مستقيماً در ساخت سلاح اتمي به كار گرفته مي‌شوند داراي مقادير موثر زير هستند :

 –        8 كيلوگرم پلوتونيوم 238 با غناي كمتر از 80 درصد

–        25 كيلوگرم اورانيوم 235 با غناي بيش از 20 درصد

–        8 كيلوگرم اورانيوم 233

 در تكميل اين بحث بايد اشاره نمود كه اگر 75 كيلوگرم اورانيوم 235 با غناي كمتر از 20 درصد نيز وجود داشته باشد مي‌تواند پس از غني شدن به مقدار موثر فوق تبديل شود لذا مقدار 75 كيلوگرم به مقداري گفته مي‌شود كه به‌طور غير مستقيم در جهت ساخت سلاح هسته‌اي به‌كار گرفته خواهد شد .

با در نظر گرفتن اين مسئله كه مواد موجود در چه شكلي قرار دارند به عنوان مثال آيا اين مواد در سوخت مصرف شده يك نيروگاه هسته‌اي مي‌باشند و يا به‌صورت گاز و يا توده‌اي هستند ، زمان متفاوتي را تا تبديل شدن به بمب لازم دارند پس چنان‌چه فرض شود ساير اجزاي بمب هسته‌اي ساخته شده و آزمايش لازم بر روي آن صورت گرفته است و تنها جاي‌گزاري سوخت باقي مانده ،  آژانس انرژي اتمي محدوده زماني زير را تا تكميل يك سلاح هسته‌اي با مواد نام برده تعيين كرده است :

 –        7 تا 10 روز جهت پلوتونيوم 239 يا اورانيوم با غناي بالا در شكل فلزي

–        1 تا 3 ماه جهت پلوتونيوم در ميله‌هاي سوخت مصرف شده

–        يك سال براي اورانيوم طبيعي و يا با غناي كمتر از حالت طبيعي



[1] – مقدار تقريبي مواد هسته‌اي براي ساخت يك بمب اتمي با هر روش دل‌خواه

  

 اساساً دو شيوه براي آزادسازي انرژي از يك اتم وجود دارد :

 1- شكافت هسته‌اي :

مي‌توان هستـه يك اتم را با برخورد يك نوترون به دو جزء كوچك‌تر تقسيم كرد .اين ، همان شيوه‌اي است  كه در  مـورد ايزوتوپ‌هاي اورانيوم ( يعني اورانيـوم235 و اورانيوم 233 ) به‌كار مي‌رود .

 2- هم‌جوشي هسته‌اي :

مي‌توان با استفاده از دو اتم كوچك‌تر كه معمولا هيدروژن يا ايزوتوپ‌هاي هيدروژن ( مانند دوتريوم و تريتيوم ) هستند ، يك اتم بزرگ‌تر مثل هليوم يا ايزوتوپ‌هاي آن را تشكيل داد . اين ، همان روشي است كه در خورشيد براي توليد انرژي به كار مي‌رود . در هر دو شيوه ياد شده مقدار زيادي انرژي گرمايي و تشعشع به دست خواهد آمد .

 ساختار سلاح هسته‌ای به این صورت است که هرگاه مقدار عنصر قابل شکافت ، از اندازه بحرانی بیشتر باشد ، این پدیده خیلی سریع پیشرفت می‌کند و با آزاد شدن مقادیر عظیم انرژی در مدت بسیار کوتاه ، انفجار مهیبی رخ می‌دهد. ولی از آن‌جایی که بمب باید در لحظه دل‌خواه منفجر شود ، مقداری از ماده شكافت پذير مثل : 235U ، یا 239Pu را که به غناي مورد نظر رسيده و جرم کلّی آن از اندازه بحرانی بیشتر باشد ، به چند قسمت مجزا ، که هر یک از آن‌ها كم‌تر از مقدار بحراني است ، تقسیم می‌کنند و این قسمت‌ها را در محفظه‌ای طوری قرار می‌دهند که نوترون‌هایی که ممکن است در هر یک از آن‌ها آزاد شوند ، به قسمت بعدي وارد نشده و باعث شكافت نشوند .

 در این تقسیم بندی هرگاه در لحظه‌ای که انفجار باید صورت گیرد، بوسيله يك چشمه‌ي نوتروني در یکی از اجزای بمب ، پدیده شکافت شروع شود، مواد هسته‌اي موجود را به‌هم نزديك مي‌كنند تا مجموع آن‌ها از جرم بحرانی بیشتر شود و واکنش زنجیره‌اي اتفاق افتد .

همان‌گونه كه در مطالب قبل عنوان گرديد ، در هر واكنش هسته‌اي بيش از يك نوترون آزاد خواهد شد و براي اين كه واكنش ادامه يابد ، بايد حداقل يكي از نوترون‌هاي آزاد شده توسط هسته بعدي جذب و واكنش دوم انجام گيرد. اكنون براي اين‌كه بتوانيم در راكتور هسته‌اي انرژي ثابت و پايداري داشته باشيم ،    نوترون‌هاي اضافي را به طريقي از سيستم خارج مي‌كنيم ، كه اين كار با جذب آن‌ها توسط مواد جاذب صورت مي‌گيرد . در سلاح هسته‌اي نبايد نوترون‌هاي اضافي جذب شود ، بلكه وجود آن‌ها باعث وقوع يك سري واكنش بسيار و در عين حال سريع مي‌شود كه انرژي حاصل شده در يك زمان اندك آزاد خواهد گرديد .  

نباید فراموش کرد که پیشرفت واکنش زنجیره‌اي بسیار سریع است و انفجار اتمی در قطعات اورانیوم فقط در حدود یک میلیونيم ثانیه طول می‌کشد. لذا اگر جرم‌هاي زير بحرانی را به آهستگی به هم نزدیک کنیم ، ممکن است قبل از تماس ، واکنش زنجیری شروع شود و شدت گرمای حاصل از شکافت‌های اولیّه به حدی گردد ، که قبل از انفجار واقعی ، ماده قابل شکافت را متلاشی سازد و واکنش زنجیره‌ای به خاموشی گراید ، بنابراين برای رفع نقص بمب هسته‌ای ، محفظه نگهدارنده ماده اتمی را بسیار ضخیم و محکم می‌سازند ، تا در آغاز واکنش زنجیره‌اي از متلاشی شدن ماده‌ي مزبور جلوگیری کند و سپس انفجار واقعی صورت گیرد.

 

بهینه سازی بمب و افزایش قدرت آن –

روش‌هاي مختلف نزدیک کردن قطعات اورانیوم یا پلوتونیوم به یک‌دیگر هنوز به‌‌صورت یک موضوع سرّی نظامی باقي مانده است . ولی واقعیت این است که هر چه سرعت اتصال قطعات زیادتر باشد ، واکنش زنجیری سریع‌تر و مقدار بیشتری از هسته‌های اورانیوم موجود شکافته شده و انرژي ناگهاني سلاح اتمی بیشتر می‌شود .

اصولاً اتصال سریع قطعات است که انفجار مهیب بمب اتمی را بوجود می‌آورد. اگر منعکس کننده‌ای به دور ماده اتمی قرار داده شود ، از فرار نوترون‌ها جلوگیری نموده و شکافت زنجیری تسریع می‌گردد . استفاده از منعکس کننده نوترون ، وزن بحرانی را نیز كم می‌كند .

 باید توجه داشت که حتی در بهترین شرایط همه اورانیوم موجود در یک بمب اتمی تحت عمل شکافتن قرار نمی‌گیرد و در شرایط بسیار مناسب تنها در حدود 10 درصد ماده هسته‌ای شکافته خواهد شد و بقیه مواد موجود در هنگام وقوع انفجار تبدیل به غبار شده و در فضا پخش می‌گردند ، بدون این‌که هسته‌های آن‌ها شکافته شده باشد . محدوديتي كه در سلاح‌هاي هسته‌اي به خاطر جرم بحراني صورت مي‌گيرد ، باعث خواهد شد تا قدرت بمب اتمی محدود شود . زیرا برای آن‌که بتوانیم انفجاری ایجاد کنیم :

  •  نباید مقدار سوخت به‌كار رفته کمتر از جرم بحرانی باشد و این مقدار به ما خواهد گفت كه حداقل قدرت يك سلاح هسته‌اي از جنس سوخت به‌كار رفته چقدر است .

 

  •  جرم هر یک از قطعات سوخت درون بمب نمی‌تواند بیش از وزن بحرانی باشد ، زیرا در آن صورت هر قطعه خود به خود منفجر خواهد شد و اين مسئله باعث مي‌گردد ، تا در ساخت سلاح محدوديت داشته باشيم .

 ساختن بمب‌های بیش از دو قطعه نیز بسیار مشکل است . زیرا اگر دو قطعه از قطعات اورانیوم ، حتی به اندازه یک میلیونم ثانیه قبل از قطعات دیگر به هم وصل شوند ، انفجار اتمی صورت خواهد گرفت و باعث پراکندگی قطعات دیگر اورانیوم خواهد شد . قطعات دیگر مجال دخول در قطعات زنجیری را نخواهند یافت . به عبارت دیگر به‌طور کلی میزان اتم‌های اورانیومی که در واکنش‌های زنجیره‌اي وارد می‌شوند ، با افزایش تعداد قطعات داخل بمب ، كاهش می‌یابد و عمل انفجار ناقص باقي خواهد ماند .

  

براي توليد يك بمب اتمي موارد زير نياز است :

   يك منبع سوخت كه قابليت شكافت يا هم‌جوشي را داشته باشد .

–  دستگاهي كه همچون ماشه ، آغازگر واكنش باشد .

–  روشي كه به كمك آن بتوان حجم زيادي از سوخت را پيش از آن‌كه انفجار رخ دهد دچار شكافت يا هم‌جوشي كرد .

 

حدود نيم كيلوگرم اورانيوم غني شده به كار رفته در يك بمب هسته‌اي برابر با چندين ميليون ليتر بنزين است . نيم كيلوگرم اورانيوم غني شده اندازه‌اي برابر يك توپ تنيس دارد . درحالي كه يك ميليون ليتر بنزين در مكعبي كه هر ضلع آن 10 متر كه برابر ارتفاع يك ساختمان 3 طبقه است ، جا مي‌گيرد .