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.

شهادت یک مامور فراجا در سیستان‌وبلوچستان

رونمایی ناسا از قراردادهای جدید ۱۰ میلیارد دلاری خود

استوری هادی چوپان برای حضرت زهرا(س)+عکس

ابداع یک آبنبات‌چوبی برای معاینه کودکان

نانوپوشش‌ها به کمک افزایش عمر لنت‌های ترمز آمدند

دانشگاه باید از پارادایم «مدرک‌گرایی» به سمت «مهارت‌محوری» حرکت کند

گاهی بزرگترین سرقت، دزدیدن فرصت زندگی دیگران است

تدوین برنامه اجرایی برای ورود با تأخیر نودانشجویان علوم پزشکی

جزئیات ثبت نام ۴ درس مجازی برای دانشجویان علوم پزشکی اعلام شد

شرایط ثبت‌نام پذیرفته‌شدگان نوورود شاهد و ایثارگر

«پرواز ۶۵۵» ده‌نمکی به تدوین رسید

امت پیامبر(ص) چگونه در ستم به دخترش همدست شدند؟

میزبانی محوطه تئاتر شهر از مجلس تعزیه شهادت حضرت زهرا (س)

عامل هوش مصنوعی متا به جای کاربر تماس می‌گیرد

«پروانه الماس» بهترین فیلمنامه به «دختر پری‌خانوم» رسید

برد پیت ۵۰ سال عقب می‌رود؛ بازی در نقش یک فلزکار در آسمان‌ها

مویه حضرت علی (ع) بر پیکر زهرا (س) در نقاشی علی بحرینی

جایزه سزار افتخاری آکادمی فیلم فرانسه به نیکول کیدمن می‌رسد

حضرت زهرا(س) موضوع فدک را به سطح «حق مسلمانان و مشروعیت حکومت» بردند

مدیرعامل انویدیا استعفا کرد

یک کشف جدید از معادلات اینشتین درباره گرانش

۲ دنیای بکر پنهان در اقیانوس آرام کشف شد

این سیاره خورشیدی چرا گم شد؟

زمان اعلام نتایج نهایی آزمون سراسری مشخص شد

عدالت اجتماعی در دیدگاه اسلامی به معنای برابری مطلق نیست

همه عمار و مالک‌اشتر نیستند، اما هرکس در قبال حق مسئول‌ است

برای جلوگیری از عادی شدن حرام، باید قبح اجتماعی آن را زنده کرد

کنش حضرت زهرا(س)، حقیقت را به حافظه تاریخ سپرد

بیش از ۶۰ درصد مدارس کشور را خیرین ساختند

توییت صفحه فرمانده کل سپاه به مناسبت روز هوافضا و بازنشر بخشی از پیام ایشان

روایتی از زندگی و میراث شهید حسن طهرانی‌مقدم در برنامه تلویزیونی «نردبان»

انتشار یک قطعه موسیقایی جدید به مناسبت شهادت حضرت زهرا (س)

تلاش نمایش «کورش» برای بازسازی اسطوره قهرمان و پیوندزدن گذشته با اکنون

آنچه کیهان کلهر درباره کتاب «بهجت الروح» گفت

دست‌نوشته رهبر شهید انقلاب برای تقدیر از شهید حسن طهرانی مقدم

تصویر منتشرشده در رسانه‌ها تحت عنوان تست موشک در آسمان غرب تهران

ساخت نانوذرات دارویی ضدسرطان با نور خورشید در زمانی کوتاه

رقابت ۸ هزار نفر در آزمون پذیرش دانشجوی پزشکی از لیسانس ۱۴۰۵

حمایت ویژه از پژوهشگران پسادکتری در قالب طرح شهید چمران

ضرورت ایجاد فضای امن و با نشاط در مدارس سمپاد

آغاز ثبت‌نام اعتکاف دانش‌آموزی ۱۴۰۵

اپل و سامسونگ برای ورود به بازار چین دست به دامن هوش مصنوعی محلی شدند

روبات جدید گوگل آسیب نرساندن به کودکان را می‌آموزد

سند توسعه متوازن دانشگاه‌های علوم پزشکی در دست بازنگری قرار دارد

ثبت‌نام تک‌دروس دانشگاه علوم پزشکی هوشمند از ۲۳ آبان آغاز می‌شود

کشف سیاره ای که ناگهان ناپدید شد!

آزمون صلاحیت حرفه ای گروه پرستاری دی ماه ۱۴۰۵ برگزار می‌شود

تصویب ساماندهی مراکز تحقیقات و شبکه‌های تحقیقات و فناوری علوم پزشکی

دلایل افت رتبه دانشگاه‌ها در رتبه بندی‌ها چیست؟

مرکز جدید برای برگزاری آزمون الکترونیکی زبان انگلیسی «تولیمو» ایجاد شد

چرا شناخت هوش هیجانی کودکان مهم است؟

زمزمه‌های استعفای مدیر انویدیا آغاز شد

«مواد و ساخت پیشرفته» پیشران اقتدار صنعتی و ارتقای تاب‌آوری فناورانه

سناریوهای ورود با تأخیر دانشجویان نوورود گروه علوم پزشکی بررسی شد

هکرها نهاد ناظر بر امنیت مالی کره جنوبی را هک کردند

دانشگاه آزاد درباره عدم اعتبار بورسیه‌های متفرقه اطلاعیه داد

چرا سهم شیر دانش‌آموزان به ۳۰ نوبت محدود شد؟

خدمات بیمه‌ای فرهنگیان قزوین در مسیر ارتقا و تسهیل دسترسی

نهضت مدرسه‌سازی خوزستان تا مهر ۱۴۰۷ به سرانجام می‌رسد

درخشش دانش‌آموزان البرزی با کسب ۱۵ مدال علمی

مزار پنهان دختر پیامبر(ص)، تناقضی که تاریخ صدر اسلام را به چالش می‌کشد

فارسی در هند فقط زبان شعر نبود

کتاب «کهکشان نیستی» به زبان عربی ترجمه و منتشر شد

زینب طهرانی‌مقدم: شعر ما را به شناخت عمیقی از اسطوره‌های ملی می‌رساند

برای شناخت دختر پیامبر(ص)، این ۱۰ کتاب را بخوانید

شاگردی که تا پای شهادت از مکتب طهرانی‌مقدم جدا نشد

مکرون: هوش مصنوعی خطرناک باید برای کودکان ممنوع شود

تغییرات تکمیل ظرفیت دستیاری فوق تخصصی اعلام شد؛ تمدید مهلت ثبت نام

دانشجویان متأهل ملزم به بازپرداخت یکجای وام ودیعه مسکن شدند

تقویم جدید آزمون زبان انگلیسی MHLE سال ۱۴۰۵ منتشر شد

قبل از خرید قطعات آسانسور این 7 نکته را بدانید

مهلت دانشجویان الزهرا(س) برای ثبت‌نام وام تحصیلی و ودیعه مسکن متأهلی

اعلام نتیجه اولیه آزمون سردفتری اسناد رسمی نوبت سال ۱۴۰۴

مجموعه‌رباعی «دوستش داشته باش» سروده میلاد عرفان‌پور منتشر شد

روایت زندگینامه شهید حاج اسماعیل رضایی منتشر می‌شود

۱۵ درصد مدارس کشور در برنامه بازرسی‌های دوره‌ای قرار می‌گیرند

ارائه ۸۵ طرح دانش‌آموزی در بیست‌وهشتمین جشنواره جوان خوارزمی

تصویر منتشر شده از جاسک

تصویری از عملیات های نیروی هوایی ارتش در شب های اخیر

رژیم چنج در آمریکا رخ داد+عکس

تقویم جدید آزمون زبان انگلیسی MHLE سال ۱۴۰۵ منتشر شد

دانشجویان متأهل ملزم به بازپرداخت یکجای وام ودیعه مسکن شدند

تغییرات تکمیل ظرفیت دستیاری فوق تخصصی اعلام شد؛ تمدید مهلت ثبت نام

قبل از خرید قطعات آسانسور این 7 نکته را بدانید

تصویب ساماندهی مراکز تحقیقات و شبکه‌های تحقیقات و فناوری علوم پزشکی

زمان اعلام نتایج نهایی آزمون سراسری مشخص شد

حمایت ویژه از پژوهشگران پسادکتری در قالب طرح شهید چمران

مکرون: هوش مصنوعی خطرناک باید برای کودکان ممنوع شود

ثبت‌نام تک‌دروس دانشگاه علوم پزشکی هوشمند از ۲۳ آبان آغاز می‌شود

مزار پنهان دختر پیامبر(ص)، تناقضی که تاریخ صدر اسلام را به چالش می‌کشد

درخشش دانش‌آموزان البرزی با کسب ۱۵ مدال علمی

دلایل افت رتبه دانشگاه‌ها در رتبه بندی‌ها چیست؟

آغاز ثبت‌نام اعتکاف دانش‌آموزی ۱۴۰۵

ضرورت ایجاد فضای امن و با نشاط در مدارس سمپاد

چرا سهم شیر دانش‌آموزان به ۳۰ نوبت محدود شد؟

مرکز جدید برای برگزاری آزمون الکترونیکی زبان انگلیسی «تولیمو» ایجاد شد

آزمون صلاحیت حرفه ای گروه پرستاری دی ماه ۱۴۰۵ برگزار می‌شود

سناریوهای ورود با تأخیر دانشجویان نوورود گروه علوم پزشکی بررسی شد

نهضت مدرسه‌سازی خوزستان تا مهر ۱۴۰۷ به سرانجام می‌رسد

توییت صفحه فرمانده کل سپاه به مناسبت روز هوافضا و بازنشر بخشی از پیام ایشان

کشف سیاره ای که ناگهان ناپدید شد!

برای شناخت دختر پیامبر(ص)، این ۱۰ کتاب را بخوانید

اپل و سامسونگ برای ورود به بازار چین دست به دامن هوش مصنوعی محلی شدند

خدمات بیمه‌ای فرهنگیان قزوین در مسیر ارتقا و تسهیل دسترسی

این سیاره خورشیدی چرا گم شد؟

سند توسعه متوازن دانشگاه‌های علوم پزشکی در دست بازنگری قرار دارد

کتاب «کهکشان نیستی» به زبان عربی ترجمه و منتشر شد

روبات جدید گوگل آسیب نرساندن به کودکان را می‌آموزد

دانشگاه آزاد درباره عدم اعتبار بورسیه‌های متفرقه اطلاعیه داد

شاگردی که تا پای شهادت از مکتب طهرانی‌مقدم جدا نشد