انواع بمبهای هستهای و شیوه کلی کارکرد آنها
چرا اورانیوم و پلوتونیوم؟
ایزوتوپ معمول اورانیوم (اورانیوم ۲۳۸) برای ساخت سلاح اتمی مناسب نیست. چرا که با شلیک نوترونی به هسته این ایزوتوپ، احتمال به دام افتادن نوترون و تشکیل اورانیوم ۲۳۹ از احتمال شکافت هستهای بسیار بیشتر است. درحالی که در اورانیوم ۲۳۵ امکان شکافت هستهای بیشتر است. اما فقط ۷/۰ درصد اورانیوم موجود در طبیعت، ایزوتوپ ۲۳۵ است. به همین خاطر برای تهیه مقدار مورد نیاز اورانیوم ۲۳۵ برای ساخت بمب، به مقدار زیادی از اورانیوم طبیعی نیاز است. در عین حال ایزوتوپهای ۲۳۵ و ۲۳۹ اورانیوم به روشهای شیمیایی قابل جداسازی نیستند؛ چرا که از لحاظ شیمیایی یکسانند. بنابراین دانشمندان پروژه منهتن قبل از ساختن بمب باید مسئله دیگری را حل میکردند؛ جداسازی ایزوتوپهای اورانیوم به روشهای غیرشیمیایی. پژوهشها همچنین نشان میداد که پلوتونیوم ۲۳۹ قابلیت شکافت هستهای بالایی دارد. گرچه پلوتونیوم ۲۳۹ یک عنصر طبیعی نیست و باید ساخته شود. رآکتورهای هنفورد در واشینگتن به همین منظور ساخته شدهاند.
«پسربچه»: (Little boy) یک بمب شلیکی
طرح «پسربچه» شامل تفنگی است که تودهای از اورانیوم ۲۳۵ را به سمت توده دیگری از این ایزوتوپ شلیک میکند. به این ترتیب یک جرم فوق بحرانی تولید میشود. نکته اساسی که حتماً باید رعایت شود این است که این تودهها باید در زمانی کوتاهتر از حدفاصل بین شکافتهای خود به خودی در کنار هم نگه داشته شوند. به محض اینکه دو توده اورانیوم در کنار هم قرار گرفتند، ناگهان چاشنی تودهای از نوترونها را تولید میکند و زنجیره واکنشها آغاز میشود. با ادامه این زنجیره، انرژی مدام افزایش مییابد تا بمب به سادگی و خودبه خود منفجر شود.
1- در دنباله پلیسهبرداری
۲- مخروط دم
۳- لولههای ورود هوا
۴- چاشنی فشار هوا
۵- محفظه پوشش محافظ سربی
۶- بازوی چاشنی
۷- سرانفجاری
۸- چاشنی انفجاری معمول
۹- اورانیوم ۲۳۵ (گلوله)
۱۰- سیلندر توپ
۱۱- اورانیوم ۲۳۵ (هدف) با مخزن
(منعکسکننده نوترون درست این بالا است)
۱۲- میلههای کنترل فاصله
۱۳- فیوزها
«مرد چاق»(Fat man): بمب انفجار درونی
شکافت خودبه خودی پلوتونیوم ۲۳۹ آنقدر سریع است که بمب تفنگی (پسربچه) نمیتواند دو توده پلوتونیوم را در زمانی کوتاهتر از حد فاصل شکافتها کنار هم نگه دارد. بنابراین برای پلوتونیوم باید نوع دیگری از بمب طراحی شود. قبل از سوارکردن بمب، چند نوترون سرگردان رها میشوند تا زنجیره واکنش پیش رس را آغاز کنند. این زنجیره موجب کاهش عظیم انرژی منتشر شده میشود. «ست ندرمی یر» (دانشمندی از لس آلاموس) ایده استفاده از چاشنیهای انفجاری را برای کمپرس بسیار سریع کره پلوتونیوم مطرح کرد و بسط داد. با این روش کره پلوتونیوم به چگالی مناسب بحرانی میرسد و انفجار هستهای رخ میدهد.
1-:AN 219 فیوز تخریب
۲-:Archie آنتن رادار
۳- صفحه باتریها
۴- واحد:X سیستم جرقه زن کنار چاشنی
۵- لولا برای ثابت نگه داشتن دو بخش بیفوی بمب
۶- لنز پنج ضلعی با قابلیت انفجار بالا
۷- لنز شش ضلعی با قابلیت انفجار زیاد
۸- چتر نجات کالیفرنیا دنباله (آلومینیوم)
۹- حفاظ دور، قطر داخلی cm ۱۴۰
۱۰- مخروطهایی که کل کره را در بر میگیرند
۱۱- لنزهای انفجاری
۱۲- ماده هستهای
۱۳- صفحه رادارها، سوئیچهای هوا و تایمرها
۱۴- جمعکننده لوله هوا
بمب انفجار داخلی: بمب کثیف
انفجار درونی که در واقع عکس انفجار بیرونی است ماده و انرژی را چگال و متمرکز میکند. ویرانی ساختمان بر اثر انفجار بیرونی باعث میشود که ساختمان روی خودش آوار شود. اصطلاحاً گفته میشود که «ساختمان از درون منفجر شده است.» انفجار درونی، آوار شدن از داخل است. درست مقابل انفجار بیرونی، یک کره توخالی پلوتونیوم میتواند با چاشنی کروی انفجاری خارجی، از درون منفجر شده و به عنوان ماشه یک بمب شکافت هستهای به کار رود. این بمب هم به نوبه خود میتواند یک ماشه انفجار داخلی برای یک جور هم جوشی باشد. در بحث کاویتاسیون انفجار درونی یک فرآیند مکثی است که ذرات را مجبور به حرکت به سمت داخل میکند (نه حرکت به سمت خارج که مربوط به انفجار بیرونی است) این حرکت مرکزگرای درونی، از یک مسیر مستقیم به سمت مرکز (مسیر شعاعی) پیروی نمیکند، بلکه با چرخش روی یک مسیر مارپیچی حرکتش را انجام میدهد. این حرکت چرخشی ورتکس نام دارد. در کاویتاسیون به خاطر فشار کم، حبابهای کوچکی از بخار آب در یک سمت پروانه تشکیل میشود. با تخریب این حبابها، موجهای ناگهانی محلی شدیدی به وجود میآید که سر و صدا تولید میکند و منجر به شکست محلی در سطح پروانه میشود. ادامه این روند سایش ماده را به دنبال دارد. مشخصه اصلی ورتکس این است که خارج آن کند و مرکز آن تند حرکت میکند. در ورتکس، آب «از درون منفجر میشود» ذرات معلقی که از آب سنگین ترند به مرکز جریان کشیده میشوند، مقاومت اصطکاکی کاهش مییابد و سرعت جریان زیاد میشود.
مراحل انفجار داخلی
۱ ماده منفجر های که ماده شکافتپذیر را در برگرفته است، مشتعل میشود. ۲ یک موج ناگهانی تراکمی به سمت داخل شروع به حرکت میکند. سرعت این موج ناگهانی از سرعت صوت بیشتر است و سبب افزایش قابل توجه شار میرود. موج در یک لحظه به تمام نقاط روی سطح کروی ماده شکافتپذیر در هسته بمب حمله میکند، فرآیند تراکم آغاز میشود. ۳ با افزایش چگالی هسته، جرم به حالت بحرانی و سپس فوق بحرانی میرود که در آن زنجیره واکنشها به صورت نهایی زیاد میشود. ۴ اکنون پخش شدن چاشنی به رها شدن نوترونهای زیاد منجر میشود. به همین دلیل خیلی از تولیدات اولیه بای پس میشوند.۵ زنجیره واکنشها همچنان ادامه مییابد. تا زمانی که انرژی تولید شده در درون بمب به قدری بزرگ شود که فشار درونی (ناشی از انرژی شکافت) به مقداری بیش از فشار انفجار داخلی و ناشی از موج ناگهانی برسد.۶ با از هم جدا کردن بمب، انرژی منتشر شده در فرآیند شکافت، به اطراف انتقال مییابد.
بمب هیدروژنی
بازده هیدروژنی به وسیله مقدار لیتیوم دوتراید (deuteride) و نیز مواد شکافتپذیر اضافه کنترل میشود. برای تامین نوترونهای اضافه فرآیند هم جوشی (fusion) معمولاً اورانیوم ۲۳۸ در بخشهای مختلف بمب به کار میرود. این ماده شکافتپذیر اضافه (اورانیوم ۲۳۸) در عین حال تشعشعات اتمی باکیفیت بالا نیز تولید میکند.
بمب نوترونی
بمب نوترونی یک بمب هیدروژنی است. بمب نوترونی به کلی با سایر سلاحهای اتمی استاندارد تفاوت دارد. چرا که اثرهای مهلک بمب که از تشعشعات مضر میآید، به خاطر نوترونهایی است که خودش رها میکند. این بمب همچنین به نام «سلاح تشعشع افزوده» (enhanced- radiation weapon) شناخته میشود. اثرات تشعشع افزوده در بمب نوترونی بدین صورت است که آثار حرارتی و تخریبی این بمب نسبت به سایر سلاحهای اتمی کمتر است. به همین دلیل ساختارهای فیزیکی مثل ساختمانها و مراکز صنعتی کمتر خسارت میبینند و بمب بیشترین آسیب را به انسان وارد میکند. از آنجا که اثرات تشعشع نوترون با افزایش فاصله به شدت کاهش مییابد اثر بمب در مناطق نزدیک به آن و مراکز دور از آن به وضوح تفاوت دارد. این ویژگی کاملاً مطلوب کشورهای عضو پیمان آتلانتیک شمالی (ناتو) است، چرا که آنها میخواهند آمادگی نبرد در مناطق پرازدحام را داشته باشند درحالی که انواع دیگر انفجارهای هستهای، زندگی شهری و داراییها را به خطر میاندازند بمب نوترونی فقط با زندهها سر و کار دارد.
شنبه ۲۱ آبان ۱۳۸۴- شرق
مطالب مرتبط
