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.

پرفروش‌ترین کتاب‌های نمایشگاه مجازی کتاب هفتم مشخص شدند

خانم خبرنگار: نقد کتاب گمشده امروز رسانه‌هاست

جامعه ایرانی با تکیه بر دینداری و مقاومت سرمایه‌ای عظیم برای کشور است

آیت‌الله رشاد: فهم معارف ولایت، توفیقی از جانب خداست

استاد داوری اردکانی: بود و نبود فلسفه‌ای که با نظم زندگی در هماهنگی نباشد، یکی است

بازخوانی و تحلیل پیام‌های رهبر انقلاب در دانشگاه آزاد اسلامی

مهلت ثبت‌نام کارشناسی ارشد پردیس بین‌المللی دانشگاه امیرکبیر تمدید شد

احتمال تغییر در تقویم آموزشی دانشگاه‌ها برای مدیریت بحران انرژی قوت گرفت

ایران با ارتقای دو پله‌ای در رتبه ۶ جهانی مدارک علمی پراستناد قرار گرفت

برنامه کامل زمان بندی آزمون‌های سال ۱۴۰۵ اعلام شد

اعتراف به ضعف‌های کاخ سفید در دوران بایدن در کتاب خاطرات همسرش

چگونه یک بنای ایرانی، معماری غرب را دگرگون کرد؟

در اینجا کتاب‌ها بیشتر از اسباب‌بازی فروش رفتند

استوری پرواز همای به یاد شهدای جنگ رمضان

تصویر دیده نشده از شهید نصرالله و سپهبد سلامی و محمد پاکپور

«دولت‌شهر تنها»، خرده روایت هایی از روستاهای کردنشین و محله های تهران

شاهنامه چگونه سیستم ایمنی جامعه ایرانی را تقویت می‌کند؟

وزیر ارشاد: تجمعات خیابانی اکسیر شجاعت مردم ایران را تکثیر کرد

کاظمی: پیشنهادات تاثیر قطعی معدل در کنکور به شورای عالی انقلاب فرهنگی ارائه شد

وزیر آموزش و پرورش: نهضت عدالت آموزشی فقط مدرسه‌سازی نیست

امسال تمامی مراحل ثبت نام دانش آموزان غیرحضوری انجام می‌شود

امتحانات پایه‌های اول تا دهم از امروز آغاز می‌شود

محکومیت ۱۲ میلیاردی فرزاد فرزین باطل شد

عروسی خون در «کشتارگاه» را ببینید

بازدیدهای به وقت ایران ۱۰ میلیونی شد

زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد

مدل جدید چت جی پی تی تبدیل به سلاح بانک های ژاپنی در مقابل هکرها شد

میز مطالعات اجتماعی جنگ در وزارت علوم تأسیس شد

بازگشت تدریجی به محیط‌های دانشگاهی آغاز شد

وطن‌دوستی در ذهنیت ایرانی اصل مسلم است

«بچه مردم» به جشنواره زلین جمهوری چک می‌رود

«صبح روز چهلم» روی آنتن می‌رود؛ روایتی از جنگ رمضان

مستند «عروس لبنان» آماده نمایش شد

از تثبیت اجاره بهای سالن‌های کنسرت چه خبر؟

رابرت دنیرو دوباره برای اسکورسیزی بازی می‌کند

توزیع ۳۰ هزار وعده غذایی میان زائران در حرم حضرت عباس(ع)

تمدید ثبت نام در مرحله دوم آزمون دکتری ۱۴۰۵ در دانشگاه علامه

آخرین مهلت پذیرش دکتری استادمحور بدون آزمون دردانشگاه علم و صنعت ایران

اینستاگرام، فیس بوک و واتس‌اپ پولی می‌شوند؟

ساعت ۱۲ امشب آخرین فرصت ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵

فیلم کوتاه «تامینا» روایت انسان ‌های گرفتار انتخاب

فرماندهی رهبر شهید در بحران‌ها چگونه بود؟

از شروع «طوفان» با بازی کنت برانا تا اجرای نمایشی جدید در کاخ هنر

احیای موزه هنرهای معاصر اهواز با رویداد «سرزمین خورشید»

«آداب‌الحرب و الشجاعه»، نثری استوار از عشق به صلح و آیین جنگ

آزمون جایگزین دانش‌آموختگان پزشکی خارج از کشور برگزار شد

گوگل‌پلی و اپ‌استور در دسترس قرار گرفت

منع ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ برای ۳ گروه از داوطلبان

ظرفیت ۶۸۰ نفری برای فلوشیپ پزشکی

اعلام نتایج نهایی آزمون دستیاری فوق تخصصی پزشکی

توضیح وزیر علوم درباره حضوری شدن کلاس‌ها و امتحانات دانشگاه‌ها

کلاس های تحصیلات تکمیلی دانشگاه تهران حضوری شد

معرفی۱۳۶مؤسسه غیرمجاز اعزام دانشجو به مراجع قضایی

عید قربان؛ تجلی بندگی و عبور از تعلقات در مکتب ادیان ابراهیمی

به مناسبت عید قربان: حیات معنوی انسان بدون ایثار امکان‌پذیر نیست

برگزاری پویش یک‌ماهه حفظ سوره فتح در آستانه ماه محرم

جشنواره تورنتو به استقبال «اودیسه» نولان می‌رود

کارگردان و عضو خانه تئاتر دچار حادثه شد

شکوه دعای امروز عرفه در مسجد مقدس جمکران

متن تشکر سید مجید موسوی از مهدی رسولی+عکس

پیرمرد بیرجرندی در اوج طوفان پرچم ایران را بر زمین نینداخت

«تیرانداز زبردست» با استقبال کودکان و نوجوانان به چاپ دوم رسید

تارا و رؤیای داشتن یک تلفن همراه شخصی

رمان «فرار از زنگ ورزش» برای نوجوانان منتشر شد

قصه گویی یک اسباب‌بازی ارزان اما اثرگذار برای کودکان

ارسطوی پایتخت با یک سریال جدید به شبکه یک آمد

جناب خان و الیکا عبدالرزاقی به آنتن تلویزیون برگشتند

اسلام‌هراسی علیه زنان محجبه در اروپای سال ۲۰۲۵ افزایش یافته است

عدالت و پیشرفت در نگاه شهید لاریجانی چگونه بود؟

بازتاب گسترده پیام رهبر انقلاب به مناسبت برگزاری حج در رسانه‌های بین المللی

شرایط تغییر مدرسه در مرداد و شهریور اعلام شد

درخواست رئیس جمهور: زمینه حضور اساتید برجسته برای انتقال آموزش‌های نوین فراهم شود

آیین‌نامه «توسعه مشارکت‌های مردمی از طریق تشکیل هیئت امنا در مدارس دولتی» تصویب شد

آگهی/ خرید قسطی طلای آب شده تا سقف ۱۰۰ میلیون تومان از وال گلد

این دعای عرفه را بخوانید تا ببینید چرا پدران ما قرن‌هاست حسین حسین (ع) می‌گویند

روزه گرفتن در روز عرفه چه حکمی دارد؟

توصیه آیت الله جوادی آملی برای انجام این عمل در روز عرفه

از ظهر تا غروب عرفه؛ این ساعت‌ها را از دست ندهید

آمار ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ به حدود یک میلیون نفر رسید

جریمه چند میلیون دلاری و سنگین در انتظار گوگل در اروپا

آگهی/ خرید قسطی طلای آب شده تا سقف ۱۰۰ میلیون تومان از وال گلد

منع ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ برای ۳ گروه از داوطلبان

به مناسبت عید قربان: حیات معنوی انسان بدون ایثار امکان‌پذیر نیست

ظرفیت ۶۸۰ نفری برای فلوشیپ پزشکی

اعلام نتایج نهایی آزمون دستیاری فوق تخصصی پزشکی

ساعت ۱۲ امشب آخرین فرصت ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵

آخرین مهلت پذیرش دکتری استادمحور بدون آزمون دردانشگاه علم و صنعت ایران

جشنواره تورنتو به استقبال «اودیسه» نولان می‌رود

۵۰ برج فناوری احداث می‌شوند: ۳ دانشگاه پایلوت زیست بومی نوآوری می‌شود

توضیح وزیر علوم درباره حضوری شدن کلاس‌ها و امتحانات دانشگاه‌ها

معرفی۱۳۶مؤسسه غیرمجاز اعزام دانشجو به مراجع قضایی

از ظهر تا غروب عرفه؛ این ساعت‌ها را از دست ندهید

روزه گرفتن در روز عرفه چه حکمی دارد؟

عید قربان؛ تجلی بندگی و عبور از تعلقات در مکتب ادیان ابراهیمی

کارگردان و عضو خانه تئاتر دچار حادثه شد

آمار ثبت نام در کنکور ۱۴۰۵ به حدود یک میلیون نفر رسید

آزمون جایگزین دانش‌آموختگان پزشکی خارج از کشور برگزار شد

توصیه آیت الله جوادی آملی برای انجام این عمل در روز عرفه

عدالت و پیشرفت در نگاه شهید لاریجانی چگونه بود؟

شرایط تغییر مدرسه در مرداد و شهریور اعلام شد

کلاس های تحصیلات تکمیلی دانشگاه تهران حضوری شد

این دعای عرفه را بخوانید تا ببینید چرا پدران ما قرن‌هاست حسین حسین (ع) می‌گویند

جریمه چند میلیون دلاری و سنگین در انتظار گوگل در اروپا

درخواست رئیس جمهور: زمینه حضور اساتید برجسته برای انتقال آموزش‌های نوین فراهم شود

شکوه دعای امروز عرفه در مسجد مقدس جمکران

برگزاری پویش یک‌ماهه حفظ سوره فتح در آستانه ماه محرم

صفحه اینترنت پرو از سایت همراه اول حذف شد+عکس

اسلام‌هراسی علیه زنان محجبه در اروپای سال ۲۰۲۵ افزایش یافته است

«تیرانداز زبردست» با استقبال کودکان و نوجوانان به چاپ دوم رسید

زمان دقیق برگزاری کنکور سراسری و ارشد ۱۴۰۵ اعلام شد