موضوع : بمب های هسته ای
تهیه کنندگان :
مقدمه
هانری بکرل نخستین کسی بود که متوجه پرتودهی عجیب سنگ معدن اورانیم گردید پس از ان در سال ۱۹۰۹ میلادی ارنست رادرفورد هسته اتم را کشف کرد. وی همچنین نشان دادکه پرتوهای رادیواکتیو در میدان مغناطیسی به سه دسته تقسیم می شود پرتوهای الفا و بتا وگاما. بعدها دانشمندان دریافتند که منشاء این پرتوها درون هسته اتم اورانیم می باشددر سال ۱۹۳۸ با انجام ازمایشاتی توسط دو دانشمند المانی بنام های اتوهان و فریتس شتراسمن فیزیک هسته ای پای به مرحله تازه ای نهاد این فیزیکدانان با بمباران هسته اتم اورانیم بوسیله نوترون ها به عناصر رادیواکتیوی دست یافتند که جرم اتمی کوچکتری نسبت به اورانیم داشت و در اینجا بود که نا قوس شوم اختراع بمب اتمی به صدا در امد. زیرا هر فروپاشی هسته اورانیم میتوانست تا ۲۰۰ مگاولت انرژی ازاد کند وبدیهی بود اگر هسته های بیشتری فرو پاشیده می شد انرژی فراوانی حاصل می گردید.
بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند که این نیروها هسته یک اتم را به ویژه اتم هایی که هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند.
تقریبا سه نیرو در هسته هر اتم وجود داردکه یکی از آنها سعی در انهدام هسته و دو تای دیگر سعی در پایداری هسته دارند. اولی نیروی کولنی یا همان دافعه پروتونی میباشد , دومی نیروی گرانش ناشی از جاذبه بین ذرات جرم دار است وسومی که مهمترین دلیل جلوگیری از متلاشی شدن هسته میباشد همان نیروی هسته ای است. دقت کنید نیروی کولنی بسیار ناچیز است و نمیتواند به تنهایی هسته را متلاشی کند و نیروی گرانش ذرات نیز بسیار کم میباشد و توانایی در تعادل نگه داشتن هسته را ندارد,در واقع این نیروی هسته ای است که اتم را در تعادل نگه داشته و از واپاشیده شدن نوکلئون ها جلوگیری میکند. برای توضیح این نیرو باید گفت اگر فاصله بین پروتون و نوترون از 5 ضربدر 10 به توان منفی 15 متر(5فمتو متر) بیشتر شود نیروی هسته ای وجود ندارد , بر عکس اگر این فاصله از مقدار یاد شده کمتر شود نیروی هسته ای بیشترمیشود بدین طریق هسته از متلاشی شدن نجات میابد.
فرض کنید که نوترونی در اطراف یک هسته اورانیوم 235 آزادانه در حال حرکت است,این هسته تمایل زیادی دارد که نوترون کند را به درون خود بکشاند وآن راجذب کند.هسته اورانیوم پس از گیر اندازی این نوترون,دیگر هسته ای پایدار نیست وناگهان از هم شکافته می شود این هسته در طی فرآیند شکافت به دو یا چند هسته با جرم کوچکتر ,یعنی به صورت هسته های عناصر نزدیک به مرکز جدول تناوبی تجزیه می شود.
اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یک اتم وجود دارد:
۱- شکافت هسته ای: می توان هسته یک اتم را با یک نوترون به دو جزء کوچک تر تقسیم کرد. این همان شیوه ای است که در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۳) به کار می رود.
2– همجوشی هسته ای: می توان با استفاده از دو اتم کوچک تر که معمولا هیدروژن یا ایزوتوپ های هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم) هستند، یک اتم بزرگ تر مثل هلیوم یا ایزوتوپ های آن را تشکیل داد. این همان شیوه ای است که در خورشید برای تولید انرژی به کار می رود. در هر دو شیوه یاد شده میزان عظیمی انرژی گرمایی و تشعشع به دست می آید.
بمباران اتمی هیروشیما و ناگاساکی (به ترتیب ۶ و ۹ اوت ۱۹۴۵ به وقت ژاپن) دو عملیات اتمی بودند که در زمان جنگ جهانی دوم به دستور هری ترومن، رئیس جمهور وقت آمریکا، علیه امپراتوری ژاپن انجام گرفتند. در این دو عملیات، دو بمب اتمی به فاصله ۳ روز روی شهرهای هیروشیما و ناگاساکی انداخته شد که باعث ویرانی و کشتار گسترده شهروندان این دو شهر گردید. حدود ۲۲۰٬۰۰۰ نفر در اثر این دو بمباران اتمی جان باختند که شامل ۲۰٬۰۰۰ نظامی ژاپنی و بقیه را شهروندان غیرنظامی تشکیل می دادند. بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ نفر بلافاصله هنگام بمباران کشته شدند و بقیه تا پایان سال ۱۹۴۵ بر اثر اثرات مخرب تشعشعات رادیو اکتیو جان خود را از دست دادند.
ناگاساکی پیش از بمباران اتمی (بالا) و پس از بمباران اتمی (پایین)
بمب اتمی اول به نام پسر کوچک توسط یک هواپیمای بمب افکن بوئینگ بی-۲۹ به نام انولا گی به انگلیسی: Enola Gay) ) روی هیروشیما انداخته شد. برای تاثیر تخریبی بیشتر، بمب به نحوی تنظیم شده بود که ۵۷۶ متر بالای سطح زمین منفجر شود. انرژی تولید شده توسط این بمب برابر بود با انرژی حاصل از ۱۶ هزار تن تی ان تی. فعل و انفعالات اتمی در مرکز این بمب باعث گرمایی حدود چندین میلیون درجه سانتیگراد شد. این گرمای عظیم هر چیزی را تا شعاع یک و نیم کیلومتری مرکز اصابت بمب به طور کلی ذوب کرد. مردمی که از دور دست انفجار «پسر کوچک» را در آسمان هیروشیما مشاهده کردند می گفتند که خورشید دیگری را در آسمان دیده اند.
دو سوم ساختمان های هیروشیما از جمله کارخانه های فولادسازی و صنعتی چون میتسوبیشی در اثر این بمباران نابود شدند. تنها چیزی که از شهر باقی ماند ساختمان تالار ترویج صنعتی استانی هیروشیما بود که انفجار، بالای گنبد این بنا رخ می دهد و به خاطر قرار گرفتن در کانون مرکزی انفجار، کاملاً ویران نشد.
بر اساس اطلاعات هواشناسی نیروی هوایی آمریکا، بازه زمانی مساعد برای حمله دوم به ژاپن سه روز پس از حمله اول پدیدار می شد، و باید از این بازه حداکثر استفاده به عمل می آمد. هدف بعدی برای بمباران هسته ای، شهر کوکورا (که امروزه کیتاکیوشو، فوکوئوکا نامیده می شود) بود که صنایع گسترده نظامی و اسلحه سازی در آن وجود داشت. در ابتدای ماموریت بر اساس گزارش هواشناسی، دید مناسبی برای هدف گیری بر فراز کوکورا وجود داشت. اما وقتی هواپیمای بمب افکن به حدود منطقه مورد نظر رسید، تمام آسمان شهر با دود و غبار پوشیده شده بود و امکان پیدا کردن هدف را از میان برده بود. علاوه بر دید کم، پدافند هوایی و ظاهر شدن هواپیماهای شکاری ژاپن مسئله را کمی بغرنج کرده بود. پس از صرف نظر از بمباران منطقه کوکورا، بمب افکن آمریکایی فقط سوخت کافی برای بازگشت به پایگاه هوایی در اوکیناوا داشت.
در تاریخ پنجشنبه ساعت ۲ و ۴۷ دقیقه صبح ۹ اوت ۱۹۴۵ میلادی، بمب دیگری به نام «مرد چاق» (به انگلیسی: Fat Man) ) روی شهر ناگاساکی انداخته شد.
فرمانده عملیات تصمیم گرفت که به جای رها کردن بمب اتمی در دریا یا بازگرداندن آن به پایگاه، بهتر است آن را روی ناگاساکی بیندازند که در مسیر بازگشت بمب افکن به پایگاه هوایی در اوکیناوا قرار داشت و یکی از اهداف کم اهمیت تر آمریکا در ژاپن محسوب می شد. آسیب های وارده به هیروشیما به مراتب بیشتر از ناگاساکی بوده است چرا که هیروشیما شهری صاف بوده و تشعشعات هسته ای تمام شهر را درنوردید ولی ناگاساکی حالتی داشت که شهر در میان دو دره تقسیم شده بود و نصف شهر در یک دره و نصف دیگر در دره مجاور قرار داشت و با رهاسازی بمب هسته ای در یکی از دره ها بخش دیگر شهر که در دره دیگر قرار داشت به مراتب آسیب کمتری دید.
منابع
BBC News
به نقل ار سی پی اچ
WikiPedia