بمب اتمی چیست؟

بمب اتمی سلاحی است که نیروی آن از انرژی اتمی و بر اثر شکاف هسته اتمهای پلوتونیوم یا اورانیوم ایجاد می‌شود. در فرآیند شکافت هسته‌ای، اتمهای ناپایدار شکافته و به اتمهای سبکتر تبدیل می‌شوند. سنگ معدن اورانیوم ماده اولیه بمب اتمی می‌باشد

بمب اتمی - اورانیوم چیست؟

اورانیوم سنگین‌ترین عنصر موجود در طبیعت است. در مرکز این عنصر ۹۲ پروتون با بار مثبت و ۱۴۳نوترون وجود دارد. یکی از مهمترین خواص اورانیوم آن است که به سرعت تجزیه و تبدیل به عناصر دیگر می‌شود. اما اگر عناصر تجزیه شده را وزن کنیم، می‌بینیم که وزن مجموع آنها از وزن اولیه کمتر است.
بمب اتمی - غنی‌سازی اورانیوم
غنی‌سازی اورانیوم؛ اصطلاح رایج دیگری است که از آغاز به راه افتادن بحث برنامه اتمی بر سر زبانها جاری است.
اورانیوم چگونه غنی می‌شود
برای استفاده از اجرام انرژی زا، باید اورانیوم تجزیه شود. اورانیومی که به خوبی تجزیه می‌شود، اورانیوم ۲۳۵ است. اما از هر هزار واحد اورانیوم موجود در طبیعت تنها هفت واحد اورانیوم ۲۳۵ است. به این دلیل است که ما باید بتوانیم اورانیوم را غنی کنیم، یعنی درصد خلوص آن را به وسیله دستگاههای غنی کننده افزایش بدهیم. یکی از متدهای رایج برای غنی‌سازی استفاده از سانتریفوژها است.

بمب اتمی و نقش سانتریفوژ ها

سانتریفوژ چیست و چگونه عمل می‌کند؟ سانتریفوژ دستگاه استوانه‌ای شکلی است که درست مثل توربین هواپیما پره‌هایی در وسط آن وجود دارد. این پره‌ها در هر دقیقه بیش از صدهزار چرخش دارند. در نتیجه این چرخش، اورانیوم سنگین روی دیواره آخری سانتریفوژ قرار می‌گیرد و اورانیوم ۲۳۵ در کنار آن می‌نشیند. باید هزاران سانتریفوژ در کنار هم قرار بگیرند تا بتوان با کمک مجموعه آنها اورانیوم را غنی کرد.

بمب اتمی و نقش رآکتورهای آب سنگین، رآکتورهای آب سبک

رآکتورهای آب سبک با آب معمولی کار می‌کنند. هیدروژن آب معمولی از یک پروتون تشکیل شده است، اما در هیدروژن آب سنگین یک پروتون و یک نوترون وجود دارد. برای استفاده از رآکتورهای آب سبک، به اورانیوم غنی شده نیاز داریم، اما در رآکتور آب سنگین از اورانیوم معمولی می‌شود استفاده کرد. به این ترتیب، در عمل استفاده از رآکتور آب سنگین، که رژیم هم در پی آن است، نتیجه‌یی شبیه همان غنی‌سازی اورانیوم را خواهد داشت.

بمب اتمی چگونه عمل می‌کند

بمب اتمی در اصل یک راکتور هسته‌یی کنترل نشده است که در آن یک واکنش هسته‌یی بسیار وسیع در مدت یک میلیونیم ثانیه در سراسر ماده صورت می‌گیرد. بنابراین، این واکنش با راکتور هسته‌یی کنترل شده تفاوت دارد. در راکتور هسته‌یی کنترل شده، شرایط به‌گونه‌یی سامان یافته است که انرژی حاصل از شکافت بسیار کندتر و اساساً با سرعت ثابت رها می‌شود. در این راکتور، ماده شکافت پذیر به‌گونه‌یی با مواد دیگر آمیخته می‌شود که به‌طور متوسط، فقط یک نوترون گسیل یافته از عمل شکافت موجب شکافت هسته دیگر می‌شود، و واکنش زنجیری به این طریق فقط تداوم خود را حفظ می‌کند. اما در یک بمب اتمی، ماده شکافت‌پذیر خالص است، یعنی یک متعادل کننده آمیخته نیست و طراحی آن به‌گونه‌یی است که تقریباً تمام نوترونهای گسیل یافته از هر شکافت می‌تواند در هسته‌های دیگر شکافت ایجاد کند.

منطقه انفجار بمبهای هسته‌ای:

منطقه انفجار بمبهای اتمی به پنج قسمت تقسیم می‌شود: - منطقه تبخیر - منطقه تخریب کلی - منطقه آسیب شدید گرمایی - منطقه آسیب شدید انفجاری - منطقه آسیب شدید باد و آتش.

در منطقه تبخیر درجه حرارتی معادل سیصد میلیون درجه سانتیگراد به‌وجود می‌آید و هر چیزی، از فلز گرفته تا انسان و حیوان، در این درجه حرارت آتش نمی‌گیرد بلکه بخار می‌شود که نمونه آن در بمب اتمی آمریکا در هیروشیما و ناکازاکی آثار آن هنوز قابل رویت است.
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 و یا سیستم‌های مخابراتی را به مشتی آهن پاره تبدیل کند و همه آنها را از کار بیندازد.
اینها همه آثار ظاهری و فوری بمبهای هسته‌یی است. پس از انفجار تا سالهای طولانی تشعشعات زیانبار رادیواکتیو مانع ادامه حیات موجودات زنده در محل‌های نزدیک به انفجار می‌شود.

بمب اتمی و عواقب ناشی از آن

یک مسأله فرعی، ریزشهای رادیواکتیو حاصل از آزمایش بمبهای اتمی است. در انفجار بمب اتمی مقدار قابل توجهی محصولات شکافت رادیواکتیو پراکنده می‌شوند. این مواد به‌وسیله باد از یک بخش جهان به نقاط دیگر آن منتقل می‌شوند و به‌وسیله باران و برف از جو زمین فرو می‌ریزند. بعضی از این مواد رادیواکتیو طول عمر زیادی دارند، لذا به‌وسیله مواد غذایی گیاهی جذب شده و به‌وسیله مردم و حیوانات خورده می‌شوند. معلوم شده است که اینگونه مواد رادیواکتیو آثار ژنتیکی و همچنین آثار جسمانی زیان آوری دارند. یکی از فراوانترین محصولات حاصل از شکافت 235U یا 239Pu، است که از لحاظ شیمیایی شبیه 4020Ga است. وقتی مواد حاصل از ریزشهای رادیواکتیو وارد بدن می‌شود، به ماده استخوانی بدن راه می‌یابد. این عنصر می‌تواند با گسیل ذرات بتا با انرژی ۰.۵۴ میلیون الکترون ولت (نیم عمر 28سال) نابود می‌شوند، که به سلولها آسیب رسانده و موجب بروز انواع بیماریها از قبیل تومور استخوان، لوکمیا و... ، به‌خصوص در کودکان در حال رشد، می‌شود.

بمب اتمی - تاریخچه

در سال 1938دو دانشمند آلمانی به نامهای اتوهان و فرتیس شتراسمن با بمباران هسته اتم اورانیم به‌وسیله نوترونها به عناصر رادیواکتیو دست یافتند که جرم اتمی کوچکتری نسبت به اورانیم داشت، و این ابتدای ساخت بمب اتم بود.

بمب اتمی اولین محصول مسابقه تسلیحاتی جهان آزاد با هیتلر
اولین تلاشها در جهت ساخت بمب اتمی در آلمان نازی آغاز شد. در این دوران، شیمیدانی به نام پل هارتک از اساتید دانشگاه هامبورگ به توان بالقوه نیروی اتمی برای کاربردهای نظامی پی برد. وی در ۲۴ فوریه ۱۹۳۹ امکان استفاده از انرژی هسته‌یی به‌عنوان یک سلاح با توان تخریبی نامحدود را طی نامه‌یی به وزارت جنگ در برلین اطلاع داد. به‌دنبال این امر کارگروهی برای تحقیق در این رابطه تشکیل شد و وارنر هایزنبرگ فیزیکدان برجسته آلمانی به‌طور غیررسمی سرپرست تیم تحقیقاتی آلمان برای ساخت بمب هسته‌یی گشت.
استفاده از انرژی هسته‌یی به مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 میلادی در ایالات متحده آمریکا انجام شد. این امر زیر فشار جنگ جهانی دوم، به‌صورت نتیجه تلاشهای مشترک تعداد زیادی از دانشمندان و مهندسان صورت گرفت. دست‌اندر کارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند، آمریکایی، بریتانیایی و پناهندگان اروپایی کشورهایی بودند که سلطه فاشیسم گریخته بودند. تلاش آنان این بود که قبل از آلمانیها به یک سلاح هسته‌یی دست پیدا کنند، این سلاح هسته‌یی همان بمب اتمی بود.
این سلاحها در طول تاریخ تنها دو بار در جنگ بین‌المللی دوم توسط ایالات متحده آمریکا علیه ژاپن در شهرهای هیروشیما و ناکازاکی مورد استفاده قرار گرفت.