کد خبر: 166461
ف
بمب اتم چگونه کار می‌کند؟ سازوکاری که جهان را منفجر کرد
از شرارهٔ نخستین انفجار هسته‌ای تا امروز، بمب اتم از نمادِ پیشرفتِ علم به ابزارِ قدرت و ترس تبدیل شده که تاریخ جنگ‌های مدرن را بازنوشت.

به گزارش ثریا - از لحظه انفجار اولین سلاح هسته ای در مقابل چشمان اوپنهامیر، دانشمند اتمی آمریکا تا به الان، بمب اتم، این اختراع سیاه آمریکایی ها در قلب تاریخ جنگ های جهان جای گرفت و عملا تبدیل به بازوی ابرقدرتی آمریکا در دوران پساجنگ جهانی دوم شد.

تراژدی دردناک حمله به هیروشیما و ناکازاکی که منجر به کشته شدن بیش از ۲۴۰ هزار انسان بی گناه در یک لحظه شد قلب مردم آزاده جهان را به درد آورده است. در ادامه کلیپی از شبیه سازی حمله هسته‌ای جنایتکارانه آمریکا به هیروشیما و ناکازاکی را مشاهده میکنید:

طولی نکشید تا رقابت هسته ای ابرقدرت ها شکل گرفت و بار دیگر سایه جنگ اتمی در دنیا افکنده شد.ورای مسائل نظامی و سیاسی پشت بمب اتم، مجموعه فعل و انفعالات شیمیایی و فیزیکی، شکاف هسته اورانیوم را رقم زدند که از بزرگ ترین وقایع علمی دنیا محسوب می‌شود. علمی که نامش با توسعه انسانیت و تمدن همراه بود در مدت زمان کوتاه تبدیل به ابزار جنگی جنایتکاران شد. علمی که دیگر شریف نبود‌.فرایند ساخت و استفاده از بمب اتم همواره یکی از چالشی ترین مباحث فناوری بوده که در ادامه به معرفی چگونگی کارکرد بمب اتم از نظر فنی و همچنین مثال های ساده و شبیه سازی از فرمول های پیچیده میپردازیم.

مبانی علمی شکافت هسته‌ای و واکنش زنجیره‌ای

اساس کار بمب اتمی بر پدیده‌ای به نام شکافت هسته‌ای استوار است. این فرآیند زمانی رخ می‌دهد که هسته‌ی یک اتم سنگین و ناپایدار، مانند ایزوتوپ اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹ توسط یک ذره نوترون بمباران شود. این برخورد باعث می‌شود که هسته به دو هسته‌ی سبک‌تر تقسیم شده و در این فرآیند، علاوه بر آزادسازی مقدار بسیار زیادی انرژی( مطابق معادله انیشتین) ، دو تا سه نوترون جدید نیز آزاد گردد.نکته کلیدی در طراحی یک سلاح هسته‌ای، استفاده از این نوترون‌های ثانویه برای ایجاد یک واکنش زنجیره‌ای است. در صورتی که هر یک از نوترون‌های آزاد شده به هسته‌های شکافت‌پذیر دیگر برخورد کنند، آن‌ها نیز شکافته شده و نوترون‌های بیشتری آزاد می‌کنند. این فرآیند به صورت تصاعدی گسترش می‌یابد. اگر این واکنش به صورت کنترل‌شده (مانند راکتورهای هسته‌ای) انجام شود، می‌توان از انرژی آن برای تولید برق استفاده کرد. اما در یک بمب اتمی، هدف ایجاد یک واکنش زنجیره‌ای کنترل‌نشده و بسیار سریع است تا تمام انرژی ممکن در کوتاه‌ترین زمان ممکن (کمتر از یک میکروثانیه) آزاد شود و منجر به انفجار گردد.

مواد شکافت‌پذیر و مفهوم جرم بحرانی

تنها مواد خاصی قابلیت ایجاد واکنش زنجیره‌ای را دارند که به آن‌ها مواد شکافت‌پذیر(Fissile) گفته می‌شود. دو ماده اصلی مورد استفاده در سلاح‌های هسته‌ای عبارتند از:1. اورانیوم-۲۳۵ : این ایزوتوپ به طور طبیعی در سنگ اورانیوم یافت می‌شود، اما غلظت آن بسیار کم است (حدود ۰.۷٪). برای استفاده در بمب، اورانیوم باید طی فرآیند پیچیده‌ای به نام غنی‌سازی ، به خلوص بالای ۹۰٪ برسد. این فرآیند از نظر فنی بسیار دشوار و پرهزینه است.2. پلوتونیوم-۲۳۹ : این ایزوتوپ به طور طبیعی وجود ندارد و محصول جانبی راکتورهای هسته‌ای است. پلوتونیوم از طریق بمباران نوترونی اورانیوم-۲۳۸ تولید و سپس با روش‌های شیمیایی پیچیده جدا می‌شود.برای اینکه واکنش زنجیره‌ای پایدار بماند، باید مقدار کافی از ماده شکافت‌پذیر در یک حجم مشخص وجود داشته باشد تا احتمال فرار نوترون‌ها از سطح آن کمتر از احتمال برخوردشان با هسته‌های دیگر باشد. این حداقل مقدار ماده، جرم بحرانی (Critical Mass) نامیده می‌شود. جرم بحرانی یک مقدار ثابت نیست و به عواملی چون چگالی، شکل هندسی (کره بهینه‌ترین شکل است)، خلوص ماده و وجود پوشش بازتابنده نوترونی بستگی دارد. هدف اصلی در طراحی بمب، رساندن سریع ماده شکافت‌پذیر از حالت زیر بحرانی به حالت فوق بحرانی است.

مکانیزم‌های انفجار، از تئوری تا مهندسی

دو روش اصلی برای رساندن ماده شکافت‌پذیر به حالت فوق بحرانی و آغاز انفجار وجود دارد.روش ماشه‌ای ( Gun-Type Mechanism )

این روش، طراحی ساده‌تری دارد و در بمبی که بر روی هیروشیما انداخته شد (پسر کوچک) از آن استفاده شد. ساختار : در این مکانیسم، ماده شکافت‌پذیر (معمولاً اورانیوم-۲۳۵) به دو قطعه زیر بحرانی تقسیم می‌شود. یک قطعه به عنوان گلوله و دیگری به عنوان هدف در دو سر یک لوله شبیه به لوله توپ قرار می‌گیرند. عملکرد : در لحظه انفجار، یک خرج انفجاری معمولی (مانند TNT) در پشت قطعه گلوله منفجر شده و آن را با سرعت بسیار بالا (حدود ۳۰۰ متر بر ثانیه) به سمت قطعه هدف شلیک می‌کند. نتیجه : دو قطعه با هم ترکیب شده و یک توده واحد فوق بحرانی را تشکیل می‌دهند. در همین لحظه، یک چشمه نوترونی (Initiator) اولین نوترون‌ها را برای شروع واکنش زنجیره‌ای آزاد می‌کند و انفجار هسته‌ای رخ می‌دهد. محدودیت : این روش برای پلوتونیوم-۲۳۹ کارآمد نیست، زیرا پلوتونیوم تولیدی در راکتورها همواره حاوی مقداری ایزوتوپ پلوتونیوم-۲۴۰ است که نرخ شکافت خود به خودی بالایی دارد. این موضوع باعث می‌شود که واکنش زنجیره‌ای پیش از رسیدن دو قطعه به هم و تشکیل کامل توده فوق بحرانی، به صورت ناقص آغاز شود (پدیده‌ای به نام Predetonation) و بخش بزرگی از ماده بدون شکافته شدن پراکنده شود و در نتیجه قدرت انفجار به شدت کاهش یابد.

منبع : بمب اتم


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

۴۸ هزار بازمانده از تحصیل به مدرسه بازگشتند

توزیع رایگان شیر و تغذیه در مدارس دولتی ابلاغ شد

پیام تسلیت حجت‌الاسلام رستمی در پی ارتحال آیت‌الله‌ شبیری زنجانی

۲۵۰۰ دانشجو در سراسر کشور وام شرافتی دریافت می‌کنند

لغو ممنوعیت انتقال دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری تخصصی علوم پزشکی

شرایط تخصیص خوابگاه‌های متأهلی اعلام شد

شیوه پرداخت یارانه دانشجویی تغذیه اعلام شد

عدم امکان تمدید زمان انتخاب رشته محل پنجاه‌وسومین آزمون دستیاری پزشکی

در آغوش فرشته‌ها

تحصن ۳ روزه اعضای هیئت‌علمی در اعتراض به بلاتکلیفی کدهای استخدامی

آغاز حضوری کلاس‌های دانشگاه شریف از ۴ مهرماه

سرپرست دانشگاه ملی مهارت منصوب شد

دبیرشورای عالی انقلاب فرهنگی درگذشت آیت‌الله شبیری زنجانی را تسلیت گفت

نگاهی به زندگی آیت الله شبیری زنجانی؛ مجاهدت در مسیر رشد حوزه

روایت پدر آیت الله شبیری زنجانی از آثار منع زکات و قحطی زنجان

تعطیلی حوزه علمیه نجف در پی درگذشت آیت‌الله العظمی شبیری زنجانی

هشتاد و دومین شعبه خودرو۴۵ در ستارخان تهران افتتاح شد

صدرنشینی پژوهشگاه ملی سرطان جهاددانشگاهی در بین مراکز تحقیقات پزشکی

سازماندهی اطلاعات ۴۰ هزار پایان‌نامه ایرانیان خارج از کشور در ایرانداک

سرپرست پارک علم و فناوری فارس منصوب شد

دلتنگ لبخند آقای شهیدیم...

دلیل تأخیر در بازنگری نقشه جامع علمی از زبان دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی

دارویی که تمام نشانگرهای سرطان را از بین برد

بارش بیشتر باران باعث از بین رفتن خشکسالی می‌شود؟

اولین پرواز مداری «استارشیپ» به تعویق افتاد

تصویر وایرال شده از سرباز اوکراینی

اپل، سامسونگ و گوگل متهم به نقض پتنت صدای فضایی

۸۴ دانش‌آموز و ۱۸ معلم تهرانی در دو جنگ اخیر به شهادت رسیدند

تغییر کتاب‌های درسی پایه اول؛ از فارسی تا ریاضی

وزیر آموزش و پرورش: دریافت وجه هنگام ثبت‌نام مدارس دولتی ممنوع است

۱۵۰۷ فضای آموزشی در جنگ دچار آسیب شد

«دلیران» اولین مستندمسابقه برای کودکان است/ پخش از شبکه کودک

انیمیشن ایرانی «سفینه نجات» امیدبخش است

رونمایی از یک صدای گمشده در کنسرت سازهای ایرانی بنیاد رودکی

راویان جنگ رمضان در رادیو صبا تجلیل می‌شوند

نتایج المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی کشور اعلام شد

فرصت مجدد شرکت در آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی علوم پزشکی ۱۴۰۵ فراهم شد

برگزیدگان بیستمین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران معرفی شدند

اوپن ای آی هم هک شد

تأکید رئیس دانشگاه تهران و سفیر پاکستان بر تقویت دیپلماسی علمی

ورود بیش از ۷۵۰ هزار دانشجوی جدید به دانشگاه‌ها در مقاطع مختلف

اعلام ۱۰ اولویت پژوهشی برای اتصال ریلی چین به اروپا از مسیر ایران

فراخوان اولویت‌های پژوهشی و فناوری سازمان سنجش آموزش کشور منتشر شد

کلاس‌های دانشگاه‌های غیردولتی غیرانتفاعی حضوری برگزار می‌شود

روایت ۲۰۰ شب استقامت تاریخی در ایران

«انسان و حیوان»؛ گفتگوی کشیشی مسیحی و روحانی مسلمان درباره اخلاق

آیا «الگوریتم‌ها» ما را از نو می سازند!؟ چالش انسان عصر دیجیتال

لیگ‌های صنعتی ربوکاپ از سال آینده راه اندازی می‌شود

عرضه دستاوردهای شرکت‌های دانش‌بنیان در نمایشگاه فناوری‌های پیشرفته چین

تأکید بر پرورش نسلی دانا، اخلاق‌مدار و پاسخگو به نیازهای جامعه

هوش چینی در یک وب سایت دولتی آمریکا

نخستین اختراع کشور در زمینه سلول زیستی خورشیدی

امام حسن عسکری(ع) چگونه شیعه را برای عصر غیبت آماده کرد؟

روایتی از نخستین شاهدان تولد امام زمان(عج)؛ مهمترین اقدام امام عسکری

افزایش ۶۰ درصدی مشروطی دانشجویان پس از کرونا

مهلت مجدد ثبت‌نام آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی ۱۴۰۵ از ۴ مهرماه

سال تحصیلی دانشگاه‌ها از امروز آغاز شد

تصویر استاد شفیعی کدکنی روی دیوارنگاره میدان جهاد

آغاز ثبت‌نام نوزدهمین همایش جامع «انتخاب شریف»

رویدادها و اتفاقات، بحران نیستند؛ نحوه مواجهه می‌تواند بحران‌ساز باشد

‏یادداشت کمتردیده‌شدهٔ رهبر شهید خطاب به جانبازان حزب‌الله جنایت پیجری

زمان بازگشایی خوابگاه دانشگاه الزهرا (س) اعلام شد

تمدید مهلت انتخاب رشته پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵

فرصت مجدد ثبت نام در پذیرش بدون آزمون کاردانی مهارتی ۱۴۰۵ فراهم شد

محتوای دروس معارف دانشگاهی براساس تحولات روز و جنگ‌های اخیر بازنگری می‌شود

نگرشی نو به حفظ قرآن در مدارس، محور چهارمین همایش ایده‌پردازان قرآنی

وطن‌دوستی در نگاه اسلام فضیلت است یا تعصب؟

تصویری از رهبر شهید در مراسم ۳۱۳ هزار نفری جان‌فدایان

حضور نمادین کاروان مراسم عروسی سیریک در رزمایش جان‌فدا

‏ حضور مقتدرانه بانوان کلاه‌کج‌ در رزمایش جان‌فدا

حضور خاخام اعظم جامعه یهودیان ایران در مراسم جان فدا

فراخوان ارسال مقالات به همایش اربعین در مکتب امام شهید

خبرنگار آمریکایی: گازوییل در فلوریدا و تگزاس تمام شده است+عکس

براساس قواعد فقهی تنظیم گری فضای مجازی ضروری است

نرخ اجاره‌بهای خوابگاه‌های دانشجویی در سال جدید اعلام شد+عکس

جانفدایان مسلح به شمشیر و کاتانا

دانشگاه مبعوث رستاخیز دانایی در امتداد غیرت ملی

برگزاری صد و نود و ششمین شب شعر طنز «در حلقه رندان»

فانوس دریایی ادبیات کودک؛ ۸۲ سالگی خالق قصه‌های مجید

رمزگشایی از یک مشکل رایج اجتماع؛چرا یکدیگر را به آسانی قضاوت می کنیم؟

فرصت مجدد ثبت نام در پذیرش بدون آزمون کاردانی مهارتی ۱۴۰۵ فراهم شد

تمدید مهلت انتخاب رشته پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵

محتوای دروس معارف دانشگاهی براساس تحولات روز و جنگ‌های اخیر بازنگری می‌شود

مهلت مجدد ثبت‌نام آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی ۱۴۰۵ از ۴ مهرماه

سال تحصیلی دانشگاه‌ها از امروز آغاز شد

افزایش ۶۰ درصدی مشروطی دانشجویان پس از کرونا

رویدادها و اتفاقات، بحران نیستند؛ نحوه مواجهه می‌تواند بحران‌ساز باشد

‏یادداشت کمتردیده‌شدهٔ رهبر شهید خطاب به جانبازان حزب‌الله جنایت پیجری

آغاز ثبت‌نام نوزدهمین همایش جامع «انتخاب شریف»

تصویر استاد شفیعی کدکنی روی دیوارنگاره میدان جهاد

حضور خاخام اعظم جامعه یهودیان ایران در مراسم جان فدا

ورود بیش از ۷۵۰ هزار دانشجوی جدید به دانشگاه‌ها در مقاطع مختلف

فرصت مجدد شرکت در آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی علوم پزشکی ۱۴۰۵ فراهم شد

تصویری از رهبر شهید در مراسم ۳۱۳ هزار نفری جان‌فدایان

دانشگاه مبعوث رستاخیز دانایی در امتداد غیرت ملی

زمان بازگشایی خوابگاه دانشگاه الزهرا (س) اعلام شد

نرخ اجاره‌بهای خوابگاه‌های دانشجویی در سال جدید اعلام شد+عکس

نتایج المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی کشور اعلام شد

جانفدایان مسلح به شمشیر و کاتانا

حضور نمادین کاروان مراسم عروسی سیریک در رزمایش جان‌فدا

‏ حضور مقتدرانه بانوان کلاه‌کج‌ در رزمایش جان‌فدا

تأکید رئیس دانشگاه تهران و سفیر پاکستان بر تقویت دیپلماسی علمی

خبرنگار آمریکایی: گازوییل در فلوریدا و تگزاس تمام شده است+عکس

نگرشی نو به حفظ قرآن در مدارس، محور چهارمین همایش ایده‌پردازان قرآنی

فراخوان اولویت‌های پژوهشی و فناوری سازمان سنجش آموزش کشور منتشر شد

وطن‌دوستی در نگاه اسلام فضیلت است یا تعصب؟

براساس قواعد فقهی تنظیم گری فضای مجازی ضروری است

کلاس‌های دانشگاه‌های غیردولتی غیرانتفاعی حضوری برگزار می‌شود

فراخوان ارسال مقالات به همایش اربعین در مکتب امام شهید

تصویر وایرال شده از سرباز اوکراینی