بمب هسته ای چگونه کار میکند؟خطرناکترین بمب هسته ای جهان

بمب هسته ای چیست؟

شما احتمالاً در کتاب های تاریخ خوانده اید که بمب هسته ای در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن بکار رفت و ممکن است فیلمهایی را دیده باشید که در آنها بمبهای هسته ای منفجر میشوند. در حالیکه در اخبار می شنوید برخی کشورها راجع به خلع سلاح اتمی با یکدیگر گفتگو میکنند کشورهایی مثل هند و پاکستان سلاح های اتمی خود را توسعه میدهند.

ما دیده ایم که این وسایل چه نیروی مخرب خارق العاده ای دارند ولی آنها واقعاً چگونه کار می کنند؟ در این بخش خواهید آموخت که بمب هسته ای چگونه تولید میشود و پس از یک انفجار هسته ای چه اتفاقی می افتد؟در این بخش از دانستنی های سایت به این موضوع میپردازیم.

نقش انیشتین در ساخت بمب هسته ای

آلبرت اینشتین مستقیماً در ساخت بمب هسته‌ای دخالتی نداشت، اما نقش مهمی در توسعه آن ایفا کرد. در سال ۱۹۰۵، اینشتین نظریه نسبیت خاص خود را منتشر کرد که شامل معادله معروف

E=mc^2E=mc2

بود. این معادله نشان می‌دهد که مقدار کمی از جرم می‌تواند به مقدار زیادی انرژی تبدیل شود.نقش اصلی اینشتین در بمب هسته‌ای به نامه‌ای برمی‌گردد که او به همراه لئو زیلارد و چند دانشمند دیگر در سال ۱۹۳۹ به رئیس‌جمهور وقت آمریکا، فرانکلین روزولت، نوشت. در این نامه، آن‌ها هشدار دادند که آلمان نازی ممکن است در حال توسعه سلاح‌های هسته‌ای باشد و پیشنهاد کردند که آمریکا نیز باید تحقیقات خود را در این زمینه آغاز کند.

این نامه منجر به آغاز پروژه منهتن شد که در نهایت به ساخت اولین بمب‌های هسته‌ای منجر شد.

فیزیک هسته ای

انرژی هسته ای به ۲ روش تولید میشود

1- شکافت هسته ای در این روش هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم میشود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده میشود.
2-گداخت هسته ای در این روش که در سطح خورشید هم اجرا میشود معمولاً هیدروژن ها با برخورد به یکدیگر تبدیل به هلیوم میشوند و در این تبدیل انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید میشود.

برای تولید بمب هسته ای یا بمب اتم به یک سوخت شکافت پذیر یا گداخت پذیر یک وسیله راه انداز و روشی که اجازه دهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود کل سوخت شکافته یا گداخته شود نیاز است.

بمب های که با شکافت هسته ای و گداخت های هسته ای تولید شده اند

بمبهای اولیه با روش شکافت هسته ای و بمبهای قویتر بعدی با روش گداخت هسته ای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمبهای ساخته شده را بررسی می کنیم
بمب شکافت هسته ای :
۱- بمب هسته ای پسر کوچک که روی شهر هیروشیما و در سال ۱۹۴۵ منفجر شد.
۲ بمب هسته ای مرد چاق که روی شهر ناکازاکی و در سال ۱۹۴۵ منفجر شد.

بمب گداخت هسته ای : ۱- بمب گداخت هسته ای که در ایسلند بصورت آزمایشی در سال ۱۹۵۲ منفجر شد.
بمب های شکافت هسته ای:بمب های شکافت هسته ای از یک عنصر شبیه اورانیوم ۲۳۵ برای انفجار هسته ای استفاده میکنند.

این عنصر از معدود عناصری است که جهت ایجاد انرژی بمب هسته ای استفاده میشود این عنصر خاصیت جالبی دارد هرگاه یک نوترون آزاد با هسته این عنصر برخورد کند، هسته به سرعت نوترون را جذب می کند و اتم به سرعت متلاشی میشود نوترونهای آزاد شده از متلاشی شدن اتم ، هسته های دیگر را متلاشی میکنند.

زمان برخورد و متلاشی شدن این هسته ها بسیار کوتاه است کمتر از میلیاردم ثانیه ! ) هنگامی که یک هسته متلاشی میشود مقدار زیادی گرما و تشعشع گاما آزاد می کند.

مقدار انرژی موجود در یک پوند اورانیوم معادل یک میلیون گالن بنزین است در طراحی بمبهای شکافت هسته ای اغلب از دو شیوه استفاده میشود.
1. روش رها کردن گلوله
در این روش یک گلوله حاوی اورانیوم ۲۳۵ بالای یک گوی حاوی اورانیوم حول دستگاه مولد نوترون قرار دارد.
هنگامی که این بمب به زمین اصابت میکند رویدادهای زیر اتفاق می افتد.

1. مواد منفجره پشت گلوله منفجر میشوند و گلوله به پائین می افتد.
2. گلوله به کره برخورد میکند و واکنش شکافت هسته ای رخ میدهد.
3. بمب منفجر میشود.

در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود نحوه انفجار این بمب در شکل زیر نمایش داده شده است.
2. روش انفجار از داخل
در این روش که انفجار در داخل گوی صورت میگیرد پلونیم ۲۳۹ قابل انفجار توسط یک گوی حاوی اورانیوم ۲۳۸ احاطه شده است.
هنگامی که مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق می افتد.

     1. مواد منفجره روشن میشوند و یک موج ضربه ای ایجاد میکنند.
     2. موج ضربه ای پلوتونیم را به داخل کره میفرستد.
     3. هسته مرکزی منفجر میشود و واکنش شکافت هسته ای رخ میدهد.
     4. بمب منفجر میشود.

بمبی که در ناکازاکی منفجر شد از این شیوه استفاده کرده بود نحوه انفجار این بمب در شکل زیر نمایش داده شده است.
بمب گداخت هسته ای بمب های شکافت هسته ای چندان قوی نبودند بمب های گداخت هسته ای، بمبهای حرارتی هم نامیده میشوند و در ضمن بازدهی و قدرت تخریب بیشتری هم دارند دوتریوم و تریتیوم که سوخت این نوع بمب به شمار میروند هر دو به شکل گاز هستند و بنابراین امکان ذخیره سازی آنها مشکل است.

این عناصر باید در دمای بالا تحت فشار زیاد قرار گیرند تا عمل همجوشی هسته ای در آنها صورت بگیرد.

در این شیوه ایجاد یک انفجار شکافت هسته ای در داخل حرارت و فشار زیادی تولید میکند و انفجار گداخت هسته ای شکل میگیرد در طراحی بمبی که در ایسلند بصورت آزمایشی منفجر شد از این شیوه استفاده شده بود در شکل زیر نحوه انفجار نمایش داده شده است.

اثر بمب های هسته ای

انفجار یک بمب هسته ای روی یک شهر پر جمعیت خسارات وسیعی به بار می آورد. درجه خسارت به فاصله از مرکز انفجار بمب که کانون انفجار نامیده میشود بستگی دارد.
زیانهای ناشی از انفجار بمب هسته ای عبارتند از :

1-موج شدید گرما که همه چیز را می سوزاند.
2-فشار موج ضربه ای که ساختمانها و تاسیسات را کاملاً تخریب می کند.
3-تشعشعات رادیواکتیویته که باعث سرطان میشود.
4-بارش رادیواکتیو ابری از ذرات رادیواکتیو که بصورت غبار و توده سنگهای متراکم به زمین بر می گردد.

در کانون زلزله همه چیز تحت دمای ۳۰۰ میلیون درجه سانتی گراد تبخیر میشود در خارج از کانون زلزله اغلب تلفات به خاطر سوزش ایجاد شده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسیسات خراب میشوند در بلند مدت ابرهای رادیواکتیو توسط باد در مناطق دور ریزش میکند و باعث آلوده شدن موجودات آب و محیط زندگی میشود.

دانشمندان با بررسی اثرات مواد رادیواکتیو روی بازماندگان بمباران ناکازاکی و هیروشیما دریافتند که این مواد باعث ایجاد تهوع آب مروارید چشم ریزش مو و کم شدن تولید خون در بدن میشود در موارد حادتر مواد رادیواکتیو باعث ایجاد سرطان و نازایی هم میشوند سلاح های اتمی دارای نیروی مخرب باور نکردنی هستند به همین دلیل دولتها سعی دارند تا بر دستیابی صحیح به این تکنولوژی نظارت داشته باشند تا دیگر اتفاقی بدتر از انفجارهای ناکازاکی و هیروشیما رخ ندهد.

خطرناک ترین بمب هسته ای جهان

خطرناک‌ترین بمب هسته‌ای جهان، بمب تزار (Tsar Bomba) است که توسط اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۶۱ آزمایش شد. این بمب با قدرت تخریبی معادل ۵۰ مگاتن TNT، بزرگترین انفجار هسته‌ای تاریخ را ایجاد کرد. شعاع تخریب این بمب به بیش از ۳۵ کیلومتر رسید و امواج انفجار آن تا هزاران کیلومتر دورتر نیز حس شد.

قدرت تخریب بمب‌های هسته‌ای به نوع و اندازه آن‌ها بستگی دارد. به طور کلی، بمب‌های هسته‌ای به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: بمب‌های شکافتی (اتمی) و بمب‌های همجوشی (هیدروژنی).

فرق بمب هسته ای با اتمی

بمب‌های هسته‌ای و اتمی هر دو از انرژی هسته‌ای برای ایجاد انفجارهای عظیم استفاده می‌کنند، اما تفاوت‌های مهمی بین آن‌ها وجود دارد:

1. بمب اتمی (شکافتی): این نوع بمب‌ها از طریق شکافت هسته‌ای انرژی آزاد می‌کنند. در این فرآیند، هسته‌های سنگین مانند اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹ شکافته می‌شوند و انرژی زیادی آزاد می‌کنند. بمب‌های استفاده شده در هیروشیما و ناکازاکی از این نوع بودند.
2. بمب هسته‌ای (همجوشی): این نوع بمب‌ها که به بمب‌های هیدروژنی نیز معروف هستند، از ترکیب دو هسته سبک‌تر (مانند ایزوتوپ‌های هیدروژن) برای تشکیل یک هسته سنگین‌تر استفاده می‌کنند. این فرآیند همجوشی انرژی بسیار بیشتری نسبت به شکافت آزاد می‌کند. بمب‌های هیدروژنی معمولاً شامل یک بمب شکافتی به عنوان ماشه اولیه هستند که واکنش همجوشی را آغاز می‌کند.

به طور خلاصه، بمب‌های اتمی از شکافت هسته‌ای استفاده می‌کنند، در حالی که بمب‌های هسته‌ای (هیدروژنی) از ترکیب شکافت و همجوشی برای ایجاد انفجارهای بسیار قوی‌تر بهره می‌برند.

قدرت تخریب بمب هسته ای

1. بمب‌های شکافتی (اتمی): این بمب‌ها از طریق شکافت هسته‌ای انرژی آزاد می‌کنند. بمب‌های استفاده شده در هیروشیما و ناکازاکی از این نوع بودند. قدرت تخریب این بمب‌ها معمولاً در محدوده چند کیلوتن تا چند صد کیلوتن TNT است.
2. بمب‌های همجوشی (هیدروژنی): این بمب‌ها از طریق همجوشی هسته‌ای انرژی آزاد می‌کنند و بسیار قوی‌تر از بمب‌های شکافتی هستند. قدرت تخریب آن‌ها می‌تواند به چندین مگاتن TNT برسد. به عنوان مثال، بمب تزار که توسط اتحاد جماهیر شوروی آزمایش شد، قدرتی معادل ۵۰ مگاتن TNT داشت.

بمب هسته ای از چی ساخته شده

بمب‌های هسته‌ای از مواد رادیواکتیو و فناوری‌های پیچیده‌ای ساخته می‌شوند که شامل دو نوع اصلی هستند: بمب‌های شکافتی (اتمی) و بمب‌های همجوشی (هیدروژنی).

1. بمب‌های شکافتی (اتمی): این بمب‌ها از موادی مانند اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹ ساخته می‌شوند. در این نوع بمب‌ها، هسته‌های اتمی این مواد شکافته می‌شوند و انرژی عظیمی آزاد می‌کنند.
2. بمب‌های همجوشی (هیدروژنی): این بمب‌ها از ترکیب دو هسته سبک‌تر (مانند ایزوتوپ‌های هیدروژن) برای تشکیل یک هسته سنگین‌تر استفاده می‌کنند. این فرآیند همجوشی انرژی بسیار بیشتری نسبت به شکافت آزاد می‌کند. بمب‌های هیدروژنی معمولاً شامل یک بمب شکافتی به عنوان ماشه اولیه هستند که واکنش همجوشی را آغاز می‌کند.

بمب هسته ای تا چند کیلومتر تخریب دارد؟

قدرت تخریب بمب‌های هسته‌ای به نوع و قدرت آن‌ها بستگی دارد. به طور کلی، بمب‌های هسته‌ای می‌توانند تا چندین کیلومتر مربع را تخریب کنند. برای مثال:

1. بمب‌های شکافتی (اتمی): مانند بمب‌های استفاده شده در هیروشیما و ناکازاکی، قدرت تخریبی در حدود چند کیلومتر مربع دارند. بمب “پسر کوچک” که بر روی هیروشیما انداخته شد، شعاع تخریبی حدود ۱.۶ کیلومتر داشت.
2. بمب‌های همجوشی (هیدروژنی): این بمب‌ها بسیار قوی‌تر هستند و می‌توانند شعاع تخریبی بسیار بزرگتری داشته باشند. به عنوان مثال، بمب تزار که توسط اتحاد جماهیر شوروی آزمایش شد، شعاع تخریبی بیش از ۳۵ کیلومتر داشت.

بمب هسته ای امریکا به هیروشیما

بمب هسته‌ای که آمریکا بر روی هیروشیما انداخت، به نام “پسر کوچک” (Little Boy) شناخته می‌شود. این بمب در تاریخ ۶ اوت ۱۹۴۵ توسط یک هواپیمای بمب‌افکن B-29 به نام“انولا گی” (Enola Gay) بر فراز هیروشیما پرتاب شد.

این بمب اورانیومی با قدرت تخریبی معادل ۱۵ کیلوتن TNT، باعث نابودی ۷۰ درصد از شهر هیروشیما شد و دمایی حدود ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد در مرکز انفجار ایجاد کرد. در اثر این انفجار، حدود ۱۴۰ هزار نفر جان خود را از دست دادند و بسیاری دیگر در ماه‌ها و سال‌های بعد به دلیل تشعشعات رادیواکتیو جان باختند.

چه کشور هایی بمب اتم یا هسته ای دارند؟

به گزارش سایت World Population Reviewدر حال حاضر، ۹ کشور در جهان دارای سلاح‌های هسته‌ای هستند. این کشورها و تعداد تقریبی کلاهک‌های هسته‌ای آن‌ها به شرح زیر است:

1. روسیه: حدود ۵۸۸۹ کلاهک هسته‌ای.
2. ایالات متحده آمریکا: حدود ۵۲۴۴ کلاهک هسته‌ای.
3. چین: حدود ۴۱۰ کلاهک هسته‌ای.
4. فرانسه: حدود ۲۹۰ کلاهک هسته‌ای.
5. بریتانیا: حدود ۲۲۵ کلاهک هسته‌ای.
6. پاکستان: حدود ۱۷۰ کلاهک هسته‌ای.
7. هند: حدود ۱۶۴ کلاهک هسته‌ای.
8. اسرائیل: حدود ۹۰ کلاهک هسته‌ای (به طور رسمی تایید نشده است).
9. کره شمالی: حدود ۳۰ کلاهک هسته‌ای.

این کشورها به عنوان دارندگان اصلی سلاح‌های هسته‌ای شناخته می‌شوند.

چگونه از انفجار بمب هسته ای جان سالم به در ببریم؟

انفجار بمب اتم می‌تواند شهرها را به ویرانی کامل بکشاند و سبب مرگ فوری هزاران نفر شود؛ اما آيا می‌دانستید می‌توان حتی از انفجار بمب هسته ای نیز جان سالم به در برد؟

جهان در قرن هجدهم جنگ‌های زیادی را پشت‌سر گذاشته بود و اینگونه به‌نظر می‌رسید که با پیشرفت بشر، دیگر چنین اتفاقاتی تکرار نخواهد داشت. هرچند که جنگ جهانی اول فرا رسید و جمعیت زیادی در آن کشته شدند. سیاستمداران آن را جنگی برای پایان همه جنگ‌ها نامیدند و گمان می‌کردند که بشر دیگر چنین وحشتی را تکرار نخواهد کرد.

هرچند چند دهه بعد جنگ جهانی دوم آغاز شد و میلیون‌ها نفر را به کام مرگ کشاند. البته یکی از مهم‌ترین اتفاقات جنگ جهانی دوم استفاده آمریکا از بمب اتم علیه دو شهر هیروشیما و ناکازاکی (ناگاساکی) بود. از آن زمان به‌بعد این ترس همیشه در جوامع بشری وجود داشته است که در صورت وقوع یک جنگ اتمی دیگر چیزی از زمین باقی نخواهد ماند.

---

در ادامه پیشنهاد میکنیم مطلب”20 مورد از اختراعات بزرگ که تاریخ بشر را به سمتی جدید سوق دادند” را هم مطالعه کنید.

---