تبلیغات
اطلاعات عمومی - بمب اتم و تاریخچه آن
 
اطلاعات عمومی
امیدما،دانایی ایرانیان
درباره وبلاگ


تبادل با لینک مرتبت.
شرکت در نظرسنجی کمک به ماست.


باتشکرAmirM

مدیر وبلاگ : Amir MP
نویسندگان
نظرسنجی
علاقه به قرار دادن کدام مطالب دارید؟











دوشنبه 1396/04/12 :: نویسنده : Amir MP

هانری بکرل نخستین کسی بود که متوجه پرتودهی عجیب سنگ معدن اورانیوم گردید. پس از آن در سال 1909 میلادی ارنست رادرفورد هسته اتم را کشف کرد. وی همچنین نشان داد که پرتوهای رادیواکتیو در میدان مغناطیسی به سه دسته تقیسیم می شوند (پرتوهای آلفا ، بتا و گاما). بعدها دانشمندان دریافتند که منشا این پرتوها درون هسته اتم اورانیم می باشد.

پیدایش بمب اتمی 

در سال 1938 با انجام آزمایشاتی توسط دو دانشمند آلمانی به نامهای اتوهان و فریتس شتر اسمن ، فیزیک هسته ای به مرحله تازه ای پای نهاد. این فیزیکدانان با بمباران هسته اتم اورانیوم بوسیله نوترونها به عناصر رادیواکتیوی دست یافتند که جرم اتمی کوچکتری نسبت به اورانیوم داشت. برای توصیف علت ایجاد این عناصر لیزه میتنر و اتو فریش پدیده شکافت هسته را در اورانیوم تو ضیح دادند و در اینجا بود که ناقوس شوم اختراع بمب اتمی به صدا در آمد.
هر فروپاشی هسته اورانیم می تواند تا ۲۰۰ مگا ولت انرژی آزاد کند. بدیهی است که اگر هسته های بیشتری فرو پاشیده می شد انرژی فراوانی حاصل می گردید. بعدها فیزیکدانان دیگری نیز در این محدوده به تحقیق پرداختند. یکی از آنان انریکو فرمی بود که بخاطر تحقیقاتش در سال ۱۹۳۸ موفق به دریافت جایزه نوبل گردید.

سیر تحولی و رشد 

در سال 1939 یعنی قبل از شروع جنگ جهانی دوم در بین فیزیکدانان این بیم وجود داشت که آلمانیها به کمک فیزیکدانان نابغه ای مانند هایزنبرگ و دستیارانش می توانند با استفاده از دانش شکافت هسته ای بمب اتمی بسازند. به همین دلیل از آلبرت انیشتین خواستند که نامه ای به فرانکلین روزولت رئیس جمهور وقت آمریکا بنویسد. در آن نامه تاریخی از امکان ساخت بمبی صحبت شد که هرگز هایزنبرگ آن را نساخت.
به این ترتیب دولتمردان آمریکا برای پیشدستی بر آلمان طرح مانهاتان را به راه انداختند، و از انریکو فرمی دعوت به عمل آوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمی را فراهم سازد. سه سال بعد ، در دوم دسامبر 1942 در ساعت 3 بعد از ظهر نخستین راکتور هسته*ای دنیا در دانشگاه شیکاگو آمریکا ساخته شد.
در 16 ژوئیه 1945 نخستین آزمایش بمب اتمی در صحرای آلامو گرودو نیومکزیکو انجام شد. سه هفته بعد هیروشیما در ساعت 8:15 صبح روز 6 آگوست 1945 بوسیله بمب اورانیومی بمباران گردید. سپس ناکازاکی در 9 آگوست سال 1945 در ساعت حدود 11:15 بوسیله بمب پلوتونیومی بمباران شد. در طی آن بمبارانها صدها هزار نفر جان باختند.

پیشگامان ساخت بمب اتمی 

انریکو فرمی و همکارانش در دانشگاه شیکاگو پس از ساخت نخستین راکتور هسته ای جهان به امید آنکه از راکتور هسته ای تنها در اهداف صلح آمیز استفاده شود، و دنیا عاری از سلاحهای اتمی گردد، در این زمینه گام برداشتند.
لیزه میتنر که لقب مادر انرژی اتمی گرفت، در سال ۱۸۷۸ در یک خانواده هشت نفری به دنیا آمد. وی سومین فرزند خانواده بود، با وجود تمامی مشکلاتی که بر سر راه وی بخاطر زن بودنش بود. در سال 1901 وارد دانشگاه وین شد و تحت نظارت بولتزمن که یکی از فیزیکدانان بنام دنیا بود فیزیک را آموخت. لیزه توانست در سال 1907 به درجه دکترا نایل گردد و سپس راهی برلین شد تا در دانشگاهی که ماکس پلانک ریاست بخش فیزیک آن را بر عهده داشت به مطالعه و تحقیق بپردازد.
بیشتر کارهای تحقیقاتی وی در همین دانشگاه بود وی هیچگونه علاقه ای به سیاست نداشت، ولی به علت دخالتهای روز افزون ارتش نازی مجبور به ترک برلین گردید و در سال 1938 به یک انستیتو در استکهلم رفت. لیزه میتنر به همراه همکارش اتو فریش اولین کسانی بودند که شکافت هسته را توضیح دادند. آنان در سال 1939 در مجله طبیعت مقاله معروف خود را در مورد شکافت هسته*ای ارائه دادند.
بدین ترتیب راه را برای استفاده از انرژی هسته ای گشوده شد. به همین دلیل پس از جنگ جهانی دوم به میتنر لقب مادر بمب اتمی داده شد. ولی چون وی نمی خواست از کشف خود به عنوان بمبی هولناک استفاده گردد. بنابراین بهتر است به لیزه لقب مادر انرژی اتمی داده شود.

بمبهای هسته ای چگونه ساخته می شوند؟ 

بمبهای هسته ای به دو شکل ساخته می شوند. بمبهای شکافتی (اتمی) و بمبهای همجوشی (هیدروژنی). در حالیکه جزئیات این بمبها محرمانه است ولی نکات اساسی آنها قابل دسترس است. سوخت در یک بمب شکافتی مشتمل بر 235U و 239Pu تقریبا خالص است که هر دو هسته های شکافت پذیری دارند. یک تکه ی کوچک از چنین ماده ای نمی تواند منفجر شود، زیرا تعداد بسیار زیادی از نوترونها فرار می کنند. ولی در یک جرم به قدر کافی بزرگ (بحرانی) واکنش زنجیره ای صورت می گیرد. یک نوترون اولیه اتفاقی باعث شروع شکافت خواهد شد.
یک بمب نوعی تقریبا 1024 نوترون در کمتر از 7-10 ثانیه آزاد می کند که باعث گرمای بسیار شدید می شود. همجوشی فرق دارد. همجوشی وقتی رخ می دهد که دو هسته سبک را آنقدر به هم نزدیک کنیم که در حوزه عمل جاذبه متقابل نیروی هسته ای قوی قرار گیرند. از آن به بعد به شدت همدیگر را جذب می کنند و اتمی سنگینتر تولید می کنند و مقداری انرژی آزاد می*کنند.
همجوشی را می توان در محیط پلاسمایی بوجود آورد و اخیرا با لیزر هم این کار را می کنند. در این همجوشی قرصهای کوچکی از دوتریم و تریتیم (عناصری سبک که هم خانواده هیدروژن هستند) را بوسیله فوجهای لیزری پر قدرت گرم می کنند. اگر توان لیزرها کم باشد انفجارهای کوچکی در این قرصهای کوچک رخ می دهد. اما اگر قدرت بالا باشد و در زمان کوتاه اثر کنند همجوشی رخ می دهد. توان این نوع لیزرها بیش از توان نیروی برق آمریکاست، پس تهیه اش بسیار سخت است.
همه ما می دانیم چه انرژی عظیم و قابل ملاحظه ای در داخل اتمها وجود دارد. این انرژی همان است که عموما آن را انرژی اتمی می نامند. اما چون این انرژی در داخل هسته اتمها وجود دارد در زبان علمی نام دقیقتر آنرا انرژی هسته ای انتخاب کرده اند.

نام: 7y6zhxs.jpg نمایش: 23652 اندازه: 122.7 کیلو بایت


تحولاتی که به کشف بمب هسته ای منجر شد 

هنگامی که دانشمند ایتالیایی به نام انریکو فرمی ، تجربیات و تحقیقات خود را در زمینه عملی ساختن فعل و انفعالات زنجیری مداوم دنبال می کرد. پیش بینی می شد که این فعل و انفعال ممکن است انفجاری باشد. به همین سبب ایالات متحده آمریکا که در جنگ جهانی دوم شرکت کرده بود، در صدد برآمد تحت عنوان مبارزه ضد فاشیستی ، نظر دانشمندان اروپایی را برای ساختن سلاح اتمی جلب کند. لذا آن را به ممالک متحده فرا خواند، تا در آنجا که دور از بمبهای دشمن قرار داشت و شرایط کار بهتر بود. امکان استفاده از این انرژی انفجاری را که در سلاحهای جنگی ، مخصوصا بمب مورد بررسی قرار دهند.
پس از گرد آمدن برجسته ترین دانشمندان ، ابتدا تجسساتی در زمینه تصفیه 235u و بعد ساختن پلوتونیوم در آزمایشگاههای چند دانشگاه مهم آمریکا از جمله دانشگاههای کلمبیا و کالیفرنیا صورت گرفت. نتیجه این تجسسات ، ساختن دو کارخانه بزرگ و مجهز برای تصفیه 235u و ساختن پلوتونیوم منجر گردید. سپس آزمایشگاه عظیم و مجهز ، لوس آلاموس در ایالت نیومکزیکو تحت نظر دانشمندان معروف . جی . آر . اوپن هایمر تأسیس شد.
دانشمندان معروف دیگری از کشورهای مختلف از قبیل جیمز چارویک ، اچ بث ، آر. آرویلسون ، نیلس بوهر و غیره ، برای ساختن بمب اتمی ، یعنی سلاحی که ممکن است سبب نابودی بشر و تمدن او گردد، همکاری کردند. در نتیجه تحقیقات دانشمندان ، اساس ساختمان بمب اتمی پی ریزی شد. البته بسیاری از وسایلی که برای بمب اتمی بکار رفت، به کلی افشا نشده ، با این حال با اطلاعات وسیعی که ضمن اظهارات رئیس طرح مانهاتان بدست آمد، طرز عمل تا اندازه ای روشن گردید.

تاریخچه اولین انفجارهای هسته ای
 

اولین بار در شانزدهم ژوید سال 1945 ، بمب اتمی کوچک ، به عنوان آزمایش ، در صحرای الاموگوردو واقع در ایالت نیومکزیکو منفجر گردید. بمب را در انتهای بمبی از فولاد نصب کرده بودند و فرمان انفجار آن از پناهگاهی به فاصله 10 کیلومتر صادر می شد. محل دیده بانی ناظر این در 17 کیلومتری نقطه انفجار بود. نتیجه این آزمایش به قدری وحشت انگیز بود، که از آنچه قبلا پیش بینی شده بود تجاوز می کرد، از جمله برج فولادین حامل بمب به کلی تبخیر شده و در جای آن گودالی وسیع بوجود آمده بود.
کمتر از یک ماه بعد ، بمب اتمی دیگری که قدرت تخریبی آن معادل (1000 تن TNT) بود، روی بندر هیروشیما در ژاپن منفجر گردید (انفجار هیروشیما)، که در نتیجه ، آن شهر به کلی ویران شد و چند هزار مردم به هلاکت رسیدند. فقط معدودی از سکنه اطراف شهر از این بلا جان به در بردند، که هنوز بازماندگان آنان از اثرات زیان بخش تشعشعات هسته ای آن رنج می برند.
سومین بمب اتمی روز نهم ماه اوت روی شهر ناکازاکی منفجر شد و این دو فاجعه تاریخی کشور ژاپن را در مقابل ایالت متحده آمریکا به زانو در آورد. هر چند که پس از جنگ جهانی دوم دولت آمریکا نام طرح مانهاتان را به کمسیون انرژی اتمی تبدیل کرد و فعالیت این کمسیون را به موارد استفاده از انرژی اتمی در صنعت ، پزشکی و کشاورزی تخصیص داد و در حال حاضر یک کمسیون بین المللی نیز برای استفاده های صلح جویانه از انرژی اتمی فعالیت می کنند. بنابراین هنوز هم آزمایشهای سلاحهای هسته ای ادامه دارد و بدین وسیله دول بزرگ جهان در برابر یکدیگر قدرت نمایی می کنند.

نام: mushroom_web.jpg نمایش: 7390 اندازه: 42.9 کیلو بایت


ساختمان بمب هسته ای 

ساختار سلاح هسته ای به این صورت است که هر گاه مقدار عنصر قابل شکافت ، که از اندازه بحرانی بیشتر باشد، پدیده شکافت شروع می شود. این پدیده خیلی سریع پیشرفت می کند و با آزاد شدن مقادیر عظیم انرژی در مدت بسیار کوتاه ، انفجار مهیبی رخ می دهد. ولی از آنجایی که بمب باید در لحظه دلخواه منفجر شود، مقداری از 235U ، یا 239Pu را که خالص بوده و حجم کلی آن از اندازه بحرانی بیشتر باشد، به چند قسمت مجزا ، که هر یک از آنها از اندازه بحرانی کمتر است، تقسیم می کنند و این قسمتها را در محفظه ای طوری قرار می دهند که نوترونهایی که ممکن است در هر یک از آنها آزاد شوند، در قسمت دیگر نفوذ نکنند.

در این تقسیم بندی هرگاه به هر روشی در یکی از اجزای بمب پدیده شکافت شروع شود، در لحظه ای که انفجار باید صورت گیرد، رخداد پدیده شکافت زنجیری و مداوم نخواهد بود. این مواد با جرمهای زیر جرم بحرانی عنصر قابل شکافت را به هم نزدیک می کنند. تا مجموع آنها از جرم بحرانی بیشتر شود و واکنش زنجیری به وقوع بپیوندد.

نباید فراموش کرد که پیشرفت واکنش زنجیری بسیار سریع است و انفجار اتمی در قطعات اورانیوم فقط در حدود یک میلیونم ثانیه طول می کشد. لذا اگر اندازه های بحرانی زیر را به آهستگی به هم نزدیک کنیم. ممکن است قبل از تماس ، واکنش زنجیری شروع شود و شدت گرمای حاصل از شکافتهای اولیه به حدی گردد، که قبل از انفجار واقعی ، ماده قابل شکافت را متلاشی سازد و واکنش زنجیری به خاموشی گراید. برای رفع نقایص بمب هسته ای به صورت زیر عمل می کنیم:
اولا اتصال قطعات اورانیوم بوسیله یک ماده منفجره قوی نظامی صورت می گیرد. 
ثانیا محفظه ماده اتمی را بسیار ضخیم و محکم می سازد. تا در آغاز واکنش زنجیری از متلاشی شدن ماده مزبور جلوگیری کند و سپس انفجار واقعی صورت گیرد.

بهینه سازی خروجی بمب و افزایش قدرت آن 

طرق مختلف نزدیک کردن قطعات اورانیوم یا پلوتونیوم به یکدیگر هنوز یک موضوع سری نظامی است. ولی واقعیت این است که هر چه سرعت اتصال قطعات زیادتر باشد، واکنش زنجیری سریعتر و و مقدار بیشتری از هسته های اورانیوم موجود شکافته شده و بهره سلاح اتمی بیشتر می شود.
اصولا اتصال سریع قطعات است که انفجار مهیب بمب اتمی را بوجود می آورد. اگر منعکس کننده ای به دور ماده اتمی قرار داده شود، از فرار نوترونها جلوگیری نموده و شکافت زنجیری تسریع می گردد. استفاده از منعکس کننده نوترون ، وزن بحرانی را نیز تقلیل می دهد.
باید توجه داشت که حتی در بهترین شرایط همه اورانیوم موجود در یک بمب اتمی تحت عمل شکافتن قرار نمی گیرد و در شرایط بسیار مناسب تنها در حدود 10 درصد ماده هسته*ای شکافته می شود و بقیه در نتیجه ، انفجار تبدیل به غبار شده و در فضا پخش می گردند بدون اینکه هسته های آنها شکافته شوند.
جرم بحرانی از اسرار نظامی است و ممالکی که آن را می دانند به شدت از فاش شدن آن جلوگیری می کنند. بنابرین از مطالبی که در این باره منتشر شده است، چنین بر می آید که جرم بحرانی باید بین ا و 10 کیلوگرم باشند. 
وجود جرم بحرانی ، افزایش قدرت بمب اتمی را محدود می کند. زیرا برای آنکه بتوانیم انفجاری ایجاد کنیم:
اولا نباید مقدار سوختی کمتر از جرم بحرانی بکار بریم و این مقدار حد پایین بمب اتمی را تعیین می کند. 
ثانیا وزن هر یک از قطعات اورانیوم درون بمب نمی تواند بیش از وزن بحرانی باشد. زیرا در آن صورت هر قطعه خود به خود منفجر خواهد شد.
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 بطور کلی میزان اتمهای اورانیومی که در واکنشهای زنجیری وارد می شوند، با افزایش تعداد قطعات داخل بمب ، تقلیل می یابد و عمل انفجار ناقص می ماند




نوع مطلب : جنگ افزار، 
برچسب ها : بمب اتمی، مخترع بمب اتم، بمب باران اتمی هیروشیما، پیشگامان ساخت بمب اتم، ساخت بمب اتم، بمب هسته ای،
لینک های مرتبط :
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :