تبلیغات
The Medical Radiation Engineering - مطالب Atomic Bombبمب اتم
 
The Medical Radiation Engineering
Nuclear for peace...
درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : مهدی
مطالب اخیر
آرشیو وبلاگ
نویسندگان
سه شنبه 25 بهمن 1384 :: نویسنده : مهدی

كلاهك هسته‌ای

 

به آن قسمت از موشك، راكت،‌ اژدر، مرمی و یا هر سلاح دیگری كه حاوی سیستم هسته‌ای و یا حرارتی ـ هسته‌ای باشد، كلاهك هسته‌ای گویند. تكنولوژی كلاهك هسته‌ای به دنبال جنگ جهانی دوم همراه با انبوهی از سیستم‌های تسلیحاتی كه هر لحظه پیچیده‌تر می‌شوند با گام‌هایی شتابان به پیش رفته است. پیشرفت‌های عمده در طراحی كلاهك‌های هسته‌ای (به عنوان مثال ریز شدن الكترونیكی) به كاربردهای كارآمدتر مواد قابل شكافت هسته‌ای و تهیه كلاهك‌های هسته‌ای كوچك انجامیده است. ساختن كلاهك‌های (هسته‌ای) كوچك همراه با پیشرفت‌های مهمی كه در عرصه سیستم‌های پرتاب كلاهك‌ها صورت گرفته، راه را برای پذیرش وسیع سلاح‌های هسته‌ای در نیروهای مسلح ایالات متحده هموار كرده است. ویژگی‌های طرح‌های تازه كلاهك‌ها از جمله عبارتند از: كنترل، كارآیی و ایمنی بیشتر و در نتیجه تحرك بهتر، دقت بیشتر، برد زیادتر و قدرت كشندگی افزون‌تر آنها. (نگاه كنید به تكنولوژی هسته‌ای، پژوهش و تهیه و اورانیوم).

تكنولوژی كلاهك هسته‌ای به طرزی فزاینده پیچیده و با صرفه شده است. تاماس كوچران كه از كارشناسان تسلیحاتی است بر آن است كه زندگی نمونه‌وار یك كلاهك دوره‌ای حدود سی سال را در برمی‌گیرد كه هفت مرحله مشخص را می‌توان در آن تمیز داد:

 1ـ آفریده شدن سلاح در ذهن.

 2ـ مطالعه كارشناسی.

 3ـ مهندسی تهیه و یا تهیه تام و تمام.

 4ـ مهندسی تولید.

 5ـ تولید نمونه اول.

 6ـ تولید به مقدار زیاد و ذخیره‌سازی.

 7ـ كنار گذاشتن. بنا به تخمین‌ها، هزینه كلاهك ده تا بیست درصد هزینه یك سیستم تسلیحاتی است، گرچه این رقم ممكن است (در بعضی از سیستم‌های تسلیحاتی) به طرزی نمایان تفاوت كند. تا میانه دهه 1990، كل تولید كلاهك در ایالات متحده از 28000 عدد در می‌گذرد. به رغم افزایش پیگیر در كمیت و كیفیت كلاهك‌های هسته‌ای، شواهد و مداركی كه اخیراً به دست آمده است، می‌نمایانند كه مشكلات عمده‌ای در پژوهش و تهیه آنها بروز كرده است این مشكلات از جمله در مورد نیاز (به آنها)، برنامه‌ریزی، هزینه و كارآیی آنهاست. رسانه‌های خبری، در بسیاری موارد، چندان توجهی به این دلواپسی‌ها نشان نداده‌اند، گرچه در گزارش‌های متعدد كنگره، بر روی برخی از آنها انگشت نهاده بودند. مثلاً در 1983، كمیته‌های تخصیص مالی مجلسین سنا و نمایندگان به این نتیجه رسیده بودند كه «به نظر می‌رسد، با در نظر گرفتن توانایی‌ها و شرایط نظامی و همچنین برآوردهای واقع‌گرایانه مقتضیات آرایشات در جو سیاسی كنونی در جهان، زیاده‌روی‌هایی در میزان ساخت برخی از كلاهك‌ها صورت گرفته است.» افزون بر این، این دو كمیته در باب شتاب برنامه «بازنشسته كردن» (كلاهك‌ها)، به خصوص در مورد آن سیستم‌هایی كه بار نیازهای تولیدی به مواد را سبك خواهند كرد و سیستم‌هایی كه می‌گویند در آستانه و یا حالت كهنگی قرار دارند تردیدهایی ابراز كرد. در واكنش نسبت به این پرسش‌ها، پرسش‌های دیگری كه عنوان می‌شود، كنگره،‌ در مواردی، از تخصیص بودجه برای این و یا آن كلاهك خودداری كرده است (مثلاً برای كلاهك ضد موشك بالیستیكی به نام سنتری) و در موارد دیگری بودجه اختصاص یافته برای كلاهك‌های دیگر را یكسره حذف كرده است.





نوع مطلب : Atomic Bombبمب اتم ، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
یکشنبه 23 بهمن 1384 :: نویسنده : مهدی

تاریخچه :

 

استفاده از انرژی هسته ای به مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 در ایالات متحده انجام شد. این امر در اثر فشار جنگ جهانی دوم بصورت نتیجه تلاشهای مشترک عده کثیری از دانشمندان صورت گرفت. دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند آمریکایی ، بریتیانیایی و پناهندگان اروپایی بودند. که زیر سلطه فاشیسم بود.

تلاش آنان این بود که پیش از آلمانی ها به یک سلاح هسته ای دست یابند. هدف تولید سلاحی بود که بمب اتمی نامیده می شد. این بمب در اصل یک راکتور هسته ای بی کنترل است که در آن واکنش های هسته ای وسیعی طی چند ملیونیوم ثانیه در سراسر ماده صورت می گیرد.

در انفجارات هسته ای انرژی هسته ای به بخش های زیر تقسیم می شود:

اثر موج انفجاری

اثر تشعشع حرارتی

اثر تشعشع هسته ای

 

انرژی حاصل از یک انفجار هسته ای به صورت زیر به بخش های مختلف انفجار مربوط می شود:

1. حدودا 50% انرژی به صورت موج انفجاری یا موج مکانیکی اثرات مخربی را روی ساختمان ها ، بناها و تاسیسات می گذارد.

2. 35 %انرژی به صورت تشعشع حرارتی ظاهر می شود و معمولا حرارت محیط انفجار هسته ای تا میلیونها درجه می رسد.

3. تا شعاع 5 کیلومتری انفجارهای هسته ای حرارت جهنمی دارند بطوری که همه چیز در این محیط ذوب می شود.

4. اثر تشعع هسته ای که 15% انرژی انفجار را به خود اختصاص داده به صورت «ذره آلفا ، ذره بتا ، اشعه گاما و نوترون) در محیط پخش می شود به علت بالا بودن نیم عمر آنها مدتهای طولانی در محیط اکوسیستم می ماند.

 

انواع بمب های هسته ای :

بمب های هسته ای دو نوع هستند:

یک نوع از همجوشی هسته ای تولید می شود. معمولا هسته های سبک با هم ترکیب شده و هسته سنگین را ایجاد می کنند در این هنگام مقدار زیادی انرژی آزاد می شود.

نوع دوم بمب از طریق شکافت هسته‌ای یعنی شکسته شدن هسته های سنگین به هسته های سبک تر و همزمان با شکستن هسته مقدار قابل توجهی انرژی آزاد می شود.

 

بمب هسته ای (Nuclear Bomb) :

یکی از سلاحهای انفجاری با نیروی بسیار خوب است که براساس واکنش های خودبخودی زنجیری شکست هسته اورانیوم 235 یا پلوتونیم 239 انجام می گیرد.از واکنش یک نوترون حرارتی بااورانیوم 235 دو هسته نسبتا سبک پایدار و 200Mev انرژی حاصل می شود.

اجزای اصلی این بمب شامل مقداری سوخت هسته ای ، ماده انفجاری به عنوان چاشنی و یک پوسته می باشد.

انفجار بمب اتمی با یک موج بسیار قوی ، روشنایی بسیار شدید و تشعشعات نافذ همراه است که باعث آلودگی رادیو اکتیو محیط اطراف ، هوا و آب می گردد.

 

واحد سنجش قدرت انفجار های هسته ای:

قدرت انفجارهای هسته ا ی بر حسب T.N.T (تری نیترو تولوئن) می باشد. وقتی گفته می شود یک بمب هسته ای 20 مگاتنی منظور این است که انرژی حاصل از این بمب برابر انرژی حاصل از 20 مگاتن تی ان تی است. یعنی باید 20 مگا تن T.N.Tمنفجر شودتا انرژی معادل بمب هسته ای مذکور تولید شود.





نوع مطلب : Atomic Bombبمب اتم ، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
شنبه 26 آذر 1384 :: نویسنده : Amir





همجوشی هسته ای بنیاد اصلی بمب هیدروژنی را تشکیل می دهد. همان طور که از شکافته شدن هسته های سنگین «شکافت هسته ای) ، مقدار عظیمی انرژی حاصل می شود. از پیوند هسته های سبک نیز انرژی بیشتری به دست می آید. در هر یک از دو حالت هسته هایی با جرم متوسط تشکیل می گردد. که جرم آنها کمتر از جرم اولیه ای است که برای تشکیل آنها به کار رفته است. در حالی که در روش شکافتن ، ماده اولیه منحصر به اورانیوم و توریم است. در روش پیوند هسته ای از هر اتم سبکی مثلا اتم هیدروژن می توان استفاده نمود.

هیدروژن مورد نیاز در واکنش همجوشی هسته ای :'>

هیدروژن مورد نیاز در واکنش همجوشی هسته ای:


هیدروژن موجود در تمامی آبهای اقیانوس ها یکی از مواد اولیه روش پیوند هسته هارا تشکیل می دهد. هیدروژن سنگین که نسبت به هیدروژن معمولی فوق العاده نایاب است برای پیوند بسیار نا مناسب ترند. و با وجودی که در هر 6400 اتم هیدروژن ، فقط یک اتم آن هیدروژن سنگین می باشد، بنابرین مقدار هیدروژن موجود در اقیانوس ها بسیار کافی است.

شرایط لازم برای انجام


برای اینکه پیوند هسته ای انجام گیرد چه شرایطی لازم است؟

  • برای انجام عمل پیوند با هسته دو اتم را به شدت به هم بزنیم، تا به هم پیوند خورده و در هم ذوب شوند. اما دافعه الکترواستاتیکی هسته ، مانع بزرگی در این راه جلوی پای ما گذاشته است. در فواصل بینهایت نزدیک این دافعه فوق العاده زیاد است. البته راه حل ساده ای به نظر می رسد بدین معنی که بایستی به هسته ها آنقدر سرعت دهیم که از این مانع رد شوند. می دانیم که سرعت ذرات در هر گازی بستگی به درجه حرارت آن گاز دارد. پس کافی است درجه حرارت را آنقدر بالا ببریم تا سرعت لازم برای عبور از این مانع به دست آید.


  • درجه حرارت لازم برای این کار چندین میلیون درجه سانتی گراد است و چنین حرارتی در کره زمین وجود ندارد. اما اگر یک بمب اتمی در وسط توده ای از هسته های سبک منفجر شود ، حرارت فوق العاده ای که از انفجار بمب حاصل می شود، حرارت هسته های سبک را به قدری بالا می برد که پیوند آنها را امکان پذیر سازد. این موضوع اساس ساختمان بمب حرارتی و هسته ای ( ترمونوکئر) می باشد.


  • همان طوری که در کبریت عادی برای آتش گرفتن ابتدا فسفر موجود در آن بر اثر مالش محترق می شود و آنگاه گوگرد را روشن می سازد، در بمب های (حرارتی و هسته ای ) نیز ابتدا یک بمب اتمی معمولی منفجر می شود و در نتیجه انفجار توده ای از اجسام سبک را به حرارت فوق العاده ای می رساند به طوری که هسته های آنها به هم می پیوندند و آنگاه انفجار مهیب تری انجام می گیرد.


بمب های هیدروژنی یا بمب H:


بعد از انفجار یک بمب اتمی معمولی ،
عمل سرد شدن به سرعت انجام می گیرد. بنابرین ، باید فعل و انفعالاتی را در نظر گرفت که در آنها عمل پیوند به سرعت انجام گیرد. اگر یک بمب اتمی را در مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم محصور کرده و مجموعه را در یک محفظه با مقاومت مکانیکی زیاد قرار دهیم، پس ازانفجار بمب اتمی محیط مساعدی برای یک فعل و انفعال ترمونوکلئر ( فعل و انفعال هسته ای گرمازا) به وجود می آید و در اثر آن عمل پیوند هسته ها انجام شده و هلیوم به وجود می آید.

تریتیوم + دوتریوم <----- هلیوم + نوترون

در نتیجه این فعل و انفعال ، حدود هفده میلیون
الکترون ولت ، انرژی آزاد می شود. این میزان انرژِی نسبت به واحد وزن ماده قابل انفجار ، در حدود چهار برابر انرژی است که از شکسته شدن اورانیوم حاصل می شود. به عبارت دیگر در موقع پیوند هسته های دوتریم و تریتیوم ، انرژی بیشتر بر واحد جرم نسبت به شکافته شدن هسته های اورانیوم رها می شود.


تهیه بمب هیدروژنی دو اشکال عمده دارد که عبارتند از:

  • اولا باید دوتریوم و تریتیوم را به حالت مایع به کار برد. چون این دو عنصر در حالت معمول به صورت گاز هستند و در حرارت فوق العاده زیاد هم با کندی به هم پیوند می خورد. و لذا مجبورند آنها را در حرارتی معادل 250 درجه سانتی گراد زیر صفر نگه دارند. به طورری که وزن دستگاه لازم به وضع غیر عادی سنگین می شد. و بمب با زحمت زیاد حمل و نقل می گردید و پرتاب آن به وسیله هواپیما بسیار مشکل بود.


  • ثانیا اگر چه تهیه دوتریوم سهل است اما تهیه تریتیم فوق العاده مشکل و پرخرج می باشد. و برای تهیه آن باید در کوره اتمی عنصر لیتیم را به وسیله نوترون ، بمباران کنند که از تجزیه متوالی آب به وسیله جریان الکتریکی ، آب سنگین به دست می آید. بطوریکه دوتریوم یکی از عناصر مرکب آن است. از تجزیه آب سنگین «دوتریوم) به دست می آید.

اشکالات اساسی ساخت بمب هیدروژنی:





نوع مطلب : Atomic Bombبمب اتم ، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
شنبه 26 آذر 1384 :: نویسنده : Amir

بمب هسته ای 

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.

دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یک اتم وجود دارد:



1-

2-

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 235 و اورانیوم 233) به کار می رود.
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.
پرتو گاما به هنگام شکسته شدن هسته آزاد می شود. انرژی آزاد شده از یک فرآیند شکافت به این علت است که محصولات شکافت و نوترون ها وزن کمتری از اتم اورانیوم 235 دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است که به واسطه فرمول معروف انیشتین محاسبه می شود. حدود نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده به کار رفته در یک بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یک توپ تنیس دارد. در حالی که یک میلیون گالن بنزین در مکعبی که هر ضلع آن 17 متر (ارتفاع یک ساختمان 5 طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار کمی اورانیوم 235 را متصور شد.برای اینکه این ویژگی های اروانیوم 235 به کار آید باید اورانیوم را غنی کرد. اورانیوم به کار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم 235 باشد.در یک بمب شکافتی، سوخت به کار رفته را باید در توده هایی که وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این کار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای که در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یک ماده با قابلیت شکافت که برای رسیدن به واکنش شکافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشکلات زیادی را برای طراحی یک بمب شکافتی با خود به همراه می آورد که باید حل شود.


برای تولید یک بمب اتمی موارد زیر نیاز است:
• یک منبع سوخت که قابلیت شکافت یا همجوشی را داشته باشد.
• دستگاهی که همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.
• راهی که به کمک آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنکه انفجار رخ دهد دچار شکافت یا همجوشی کرد.
در اولین بمب های اتمی از روش شکافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می کنند.بمب های شکافتی (فوزیونی): یک بمب شکافتی از ماده ای مانند اورانیوم 235 برای خلق یک انفجار هسته ای استفاده می کند. اورانیوم 235 ویژگی منحصر به فردی دارد که آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می کند. اورانیوم 235 یکی از نادر موادی است که می تواند زیر شکافت القایی قرار بگیرد.اگر یک نوترون آزاد به هسته اورانیوم 235 برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب کرده و بی ثبات شده در یک چشم به هم زدن شکسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبک تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود که تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شکسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم 235 دارد. دو اتم جدید به محض اینکه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می کنند. درباره این نحوه شکافت القایی سه نکته وجود دارد که موضوع را جالب می کند.
1 - احتمال اینکه اتم اورانیوم 235 نوترونی را که به سمتش است، جذب کند، بسیار بالا است. در بمبی که به خوبی کار می کند، بیش از یک نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید که خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شکافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.

2 - فرآیند جذب نوترون و شکسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیکو ثانیه (12-10 ثانیه) رخ می دهد.

3 - حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و






نوع مطلب : Atomic Bombبمب اتم ، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 1 اردیبهشت 1384 :: نویسنده : مهدی

چگونه یك بمب هسته ای بسازیم ؟

بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند كه این نیروها هسته یك اتم را به ویژه اتم هایی كه هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یك اتم وجود دارد:

1- شكافت هسته ای: می توان هسته یك اتم را با یك نوترون به دو جزء كوچك تر تقسیم كرد. این همان شیوه ای است كه در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم 235 و اورانیوم 233) به كار می رود.

- همجوشی هسته ای: می توان با استفاده از دو اتم كوچك تر كه معمولا هیدروژن یا ایزوتوپ های هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم) هستند، یك اتم بزرگ تر مثل هلیوم یا ایزوتوپ های آن را تشكیل داد. این همان شیوه ای است كه در خورشید برای تولید انرژی به كار می رود. در هر دو شیوه یاد شده میزان عظیمی انرژی گرمایی و تشعشع به دست می آید.

برای تولید یك بمب اتمی موارد زیر نیاز است:

یك منبع سوخت كه قابلیت شكافت یا همجوشی را داشته باشد.

- دستگاهی كه همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.

- راهی كه به كمك آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنكه انفجار رخ دهد دچار شكافت یا همجوشی كرد.

در اولین بمب های اتمی از روش شكافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می كنند.

بمب های شكافتی (فیزیونی): یك بمب شكافتی از ماده ای مانند اورانیوم 235 برای خلق یك انفجار هسته ای استفاده می كند. اورانیوم 235 ویژگی منحصر به فردی دارد كه آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می كند. اورانیوم 235 یكی از نادر موادی است كه می تواند زیر شكافت القایی قرار بگیرد.اگر یك نوترون آزاد به هسته اورانیوم 235 برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب كرده و بی ثبات شده در یك چشم به هم زدن شكسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبك تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود كه تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شكسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم 235 دارد. دو اتم جدید به محض اینكه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می كنند. درباره این نحوه شكافت القایی سه نكته وجود دارد كه موضوع را جالب می كند.

- احتمال اینكه اتم اورانیوم 235 نوترونی را كه به سمتش است، جذب كند، بسیار بالا است. در بمبی كه به خوبی كار می كند، بیش از یك نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید كه خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شكافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.

2 - فرآیند جذب نوترون و شكسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیكو ثانیه (12-10 ثانیه) رخ می دهد.

3 - حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شكسته شدن هسته آزاد می شود.

انرژی آزاد شده از یك فرآیند شكافت به این علت است كه محصولات شكافت و نوترون ها وزن كمتری از اتم اورانیوم 235 دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است كه به واسطه فرمول معروف E=mc2 محاسبه می شود. حدود نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده به كار رفته در یك بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یك توپ تنیس دارد. در حالی كه یك میلیون گالن بنزین در مكعبی كه هر ضلع آن 17 متر (ارتفاع یك ساختمان 5 طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار كمی اورانیوم 235 را متصور شد.برای اینكه این ویژگی های اروانیوم 235 به كار آید باید اورانیوم را غنی كرد. اورانیوم به كار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم 235 باشد.در یك بمب شكافتی، سوخت به كار رفته را باید در توده هایی كه وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این كار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای كه در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یك ماده با قابلیت شكافت كه برای رسیدن به واكنش شكافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشكلات زیادی را برای طراحی یك بمب شكافتی با خود به همراه می آورد كه باید حل شود.

1 - دو یا بیشتر از دو توده «زیر آستانه بحران» برای تشكیل توده «ورای آستانه بحران» باید در كنار هم آورده شوند كه در این صورت موقع انفجار به نوترون بیش از آنچه كه هست برای رسیدن به یك واكنش شكافتی، نیاز پیدا خواهد شد.

2 - نوترون های آزاد باید در یك توده «ورای آستانه بحران» القا شوند تا شكافت آغاز شود.

3 - برای جلوگیری از ناكامی بمب باید هر مقدار ماده كه ممكن است پیش از انفجار وارد مرحله شكافت شود برای تبدیل توده های «زیر آستانه بحران» به توده هایی «ورای آستانه بحران» از دو تكنیك «چكاندن ماشه» و «انفجار از درون» استفاده می شود.تكنیك «چكاندن ماشه» ساده ترین راه برای آوردن توده های «زیر بحران» به همدیگر است. بدین صورت كه یك تفنگ توده ای را به توده دیگر شلیك می كند. یك كره تشكیل شده از اورانیوم 235 به دور یك مولد نوترون ساخته می شود. گلوله ای از اورانیوم 235 در یك انتهای تیوپ درازی كه پشت آن مواد منفجره جاسازی شده، قرار داده می شود.كره یاد شده در انتهای دیگر تیوپ قرار می گیرد. یك حسگر حساس به فشار ارتفاع مناسب را برای انفجار چاشنی و بروز حوادث زیر تشخیص می دهد:

1 - انفجار مواد منفجره و در نتیجه شلیك گلوله در تیوپ

2 - برخورد گلوله به كره و مولد و در نتیجه آغاز واكنش شكافت

3- انفجار بمب

در «پسر بچه» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر هیروشیما انداخته شد، تكنیك «چكاندن ماشه» به كار رفته بود. این بمب 5/14 كیلو تن برابر با 500/14 تن TNT بازده و 5/1 درصد كارآیی داشت. یعنی پیش از انفجار تنها 5/1 درصد ازماده مورد نظر شكافت پیدا كرد.

در همان ابتدای «پروژه منهتن»، برنامه سری آمریكا در تولید بمب اتمی، دانشمندان فهمیدند كه فشردن توده ها به همدیگر و به یك كره با استفاده از انفجار درونی می تواند راه مناسبی برای رسیدن به توده «ورای آستانه بحران» باشد. البته این تفكر مشكلات زیادی به همراه داشت. به خصوص این مسئله مطرح شد كه چگونه می توان یك موج شوك را به طور یكنواخت، مستقیما طی كره مورد نظر، هدایت و كنترل كرد؟افراد تیم پروژه «منهتن» این مشكلات را حل كردند. بدین صورت، تكنیك «انفجار از درون» خلق شد. دستگاه انفجار درونی شامل یك كره از جنس اورانیوم 235 و یك بخش به عنوان هسته است كه از پولوتونیوم 239 تشكیل شده و با مواد منفجره احاطه شده است. وقتی چاشنی بمب به كار بیفتد حوادث زیر رخ می دهند:

- نفجار مواد منفجره موج شوك ایجاد می كند.

2 - موج شوك بخش هسته را فشرده می كند.

3 - فرآیند شكافت شروع می شود.

4 - بمب منفجر می شود.

در «مرد گنده» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر ناكازاكی انداخته شد، تكنیك «انفجار از درون» به كار رفته بود. بازده این بمب 23 كیلو تن و كارآیی آن 17درصد بود.شكافت معمولا در 560 میلیاردم ثانیه رخ می دهد.

بمب های همجوشی: بمب های همجوشی كار می كردند ولی كارآیی بالایی نداشتند. بمب های همجوشی كه بمب های «ترمونوكلئار» هم نامیده می شوند، بازده و كارآیی به مراتب بالاتری دارند. برای تولید بمب همجوشی باید مشكلات زیر حل شود:دوتریوم و تریتیوم مواد به كار رفته در سوخت همجوشی هر دو گازند و ذخیره كردنشان دشوار است. تریتیوم هم كمیاب است و هم نیمه عمر كوتاهی دارد بنابراین سوخت بمب باید همواره تكمیل و پر شود.دوتریوم و تریتیوم باید به شدت در دمای بالا برای آغاز واكنش همجوشی فشرده شوند. در نهایت «استانسیلا اولام» دریافت كه بیشتر پرتو به دست آمده از یك واكنش فیزیون، اشعه X است كه این اشعه X می تواند با ایجاد درجه حرارت بالا و فشار زیاد مقدمات همجوشی را آماده كند.

بنابراین با به كارگیری بمب شكافتی در بمب همجوشی مشكلات بسیاری حل شد. در یك بمب همجوشی حوادث زیر رخ می دهند:

1 - بمب شكافتی با انفجار درونی ایجاد اشعه X می كند.

2 - اشعه X درون بمب و در نتیجه سپر جلوگیری كننده از انفجار نارس را گرم می كند.

3 - گرما باعث منبسط شدن سپر و سوختن آن می شود. این كار باعث ورود فشار به درون لیتیوم - دوتریوم می شود.

4 - لیتیوم - دوتریوم 30 برابر بیشتر از قبل تحت فشار قرار می گیرند.

5 - امواج شوك فشاری واكنش شكافتی را در میله پولوتونیومی آغاز می كند.

6 - میله در حال شكافت از خود پرتو، گرما و نوترون می دهد.

7 - نوترون ها به سوی لیتیوم - دوتریوم رفته و با چسبیدن به لیتیوم ایجاد تریتیوم می كند.

8 - تركیبی از دما و فشار برای وقوع واكنش همجوشی تریتیوم - دوتریوم ودوتریوم - دوتریوم و ایجاد پرتو، گرما و نوترون بیشتر، بسیار مناسب است.

9 - نوترون های آزاد شده از واكنش های همجوشی باعث القای شكافت در قطعات اورانیوم 238 كه در سپر مورد نظر به كار رفته بود، می شود.

10 - شكافت قطعات اروانیومی ایجاد گرما و پرتو بیشتر می كند.

11 - بمب منفجر شود.





نوع مطلب : Atomic Bombبمب اتم ، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :


( کل صفحات : 2 )    1   2   
پیوندها
صفحات جانبی
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 :