X
تبلیغات
علوم هسته اي - بمب هسته ای
جهت مطالعه بيشتر به سایت: http://nusc.ir مراجعه نمائید
 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 . اما كشورهاي سلطه‌گر از آن براي رسيدن به منافع خود استفاده مي‌نمايند . 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 .

براي مطالعه بيشتر كليك نمائيد . . .


برچسب‌ها: انرژي هسته اي, مهندسي هسته اي, مديريت, بحران, بمب
+ نوشته شده در  دوشنبه پنجم دی 1390ساعت 21:19  توسط رضا بدریان  |