مما تتكون القنبلة النووية؟ القنبلة الذرية: التكوين والخصائص القتالية والغرض من إنشائها

القنبلة الذرية عبارة عن مقذوف مصمم لإنتاج انفجار عالي الطاقة نتيجة لإطلاق سريع جدًا للطاقة النووية (الذرية).

مبدأ تشغيل القنابل الذرية

تنقسم الشحنة النووية إلى عدة أجزاء بأحجام حرجة بحيث لا يمكن أن يبدأ في كل منها تفاعل متسلسل غير متحكم فيه ذاتي التطور لانشطار ذرات المادة الانشطارية. لن يحدث مثل هذا التفاعل إلا عندما يتم توصيل جميع أجزاء الشحنة بسرعة في وحدة واحدة. يعتمد اكتمال التفاعل، وفي نهاية المطاف، قوة الانفجار بشكل كبير على سرعة تقارب الأجزاء الفردية. ولإضفاء سرعة عالية على أجزاء الشحنة، يمكن استخدام انفجار مادة متفجرة تقليدية. إذا تم وضع أجزاء من الشحنة النووية في اتجاهات شعاعية على مسافة معينة من المركز، وتم وضع شحنات TNT في الخارج، فمن الممكن إجراء انفجار للشحنات التقليدية الموجهة نحو مركز الشحنة النووية. لن تتحد جميع أجزاء الشحنة النووية في كل واحد بسرعة هائلة فحسب، بل سيتم أيضًا ضغطها لبعض الوقت من جميع الجوانب بسبب الضغط الهائل الناتج عن منتجات الانفجار ولن تكون قادرة على الانفصال فورًا بمجرد حدوث انفجار نووي. يبدأ التفاعل المتسلسل في الشحنة. ونتيجة لذلك، سيحدث انشطار أكبر بكثير مما يحدث بدون هذا الضغط، وبالتالي ستزداد قوة الانفجار. ويساهم عاكس النيوترون أيضًا في زيادة قوة الانفجار لنفس الكمية من المواد الانشطارية (العاكسات الأكثر فعالية هي البريليوم< Be >والجرافيت والماء الثقيل< H3O >). يتطلب الانشطار الأول، الذي من شأنه أن يبدأ تفاعلًا متسلسلًا، نيوترونًا واحدًا على الأقل. من المستحيل الاعتماد على بداية التفاعل المتسلسل في الوقت المناسب تحت تأثير النيوترونات التي تظهر أثناء الانشطار التلقائي للنوى، لأن يحدث نادرًا نسبيًا: بالنسبة لليورانيوم 235 - تسوس واحد في الساعة لكل 1 جرام. المواد. هناك أيضًا عدد قليل جدًا من النيوترونات الموجودة في شكل حر في الغلاف الجوي: من خلال S = 1 سم/م2. في المتوسط، يطير حوالي 6 نيوترونات في الثانية. ولهذا السبب، يتم استخدام مصدر نيوتروني اصطناعي في الشحنة النووية - وهو نوع من كبسولة التفجير النووي. كما أنه يضمن أن العديد من الانشطارات تبدأ في وقت واحد، فيستمر التفاعل على شكل انفجار نووي.

خيارات التفجير (مخططات البندقية والانفجار الداخلي)

هناك مخططان رئيسيان لتفجير شحنة انشطارية: المدفع، ويسمى أيضًا باليستيًا، والداخلي.

تم استخدام "تصميم المدفع" في بعض الأسلحة النووية من الجيل الأول. إن جوهر دائرة المدفع هو إطلاق شحنة من البارود من كتلة واحدة من المواد الانشطارية ذات الكتلة دون الحرجة ("الرصاصة") إلى كتلة ثابتة أخرى ("الهدف"). تم تصميم الكتل بحيث تصبح كتلتها الإجمالية فوق الحرجة عند توصيلها.

طريقة التفجير هذه ممكنة فقط في ذخيرة اليورانيوم، نظرًا لأن البلوتونيوم يحتوي على خلفية نيوترونية أعلى بمقدار أمرين، مما يزيد بشكل حاد من احتمالية التطور المبكر لتفاعل متسلسل قبل توصيل الكتل. وهذا يؤدي إلى إطلاق غير كامل للطاقة (ما يسمى بـ "الغامق"، باللغة الإنجليزية). لتنفيذ دائرة المدفع في ذخيرة البلوتونيوم، من الضروري زيادة سرعة توصيل أجزاء الشحن إلى مستوى بعيد المنال من الناحية الفنية بالإضافة إلى ذلك يمكن لليورانيوم أن يتحمل الأحمال الميكانيكية الزائدة بشكل أفضل من البلوتونيوم.

مخطط متفجر. يتضمن مخطط التفجير هذا تحقيق حالة فوق حرجة عن طريق ضغط المادة الانشطارية بموجة صدمة مركزة ناتجة عن انفجار مادة كيميائية متفجرة. لتركيز موجة الصدمة، يتم استخدام ما يسمى بالعدسات المتفجرة، ويتم التفجير في وقت واحد في العديد من النقاط بدقة متناهية. كان إنشاء مثل هذا النظام لوضع المتفجرات والتفجير في وقت ما من أصعب المهام. تم ضمان تشكيل موجة صدمة متقاربة من خلال استخدام العدسات المتفجرة من المتفجرات "السريعة" و "البطيئة" - TATV (تريامينوترينيتروبنزين) وباراتول (خليط من ثلاثي نيتروتولوين مع نترات الباريوم)، وبعض المواد المضافة)

إن الشخص الذي اخترع القنبلة الذرية لم يستطع حتى أن يتخيل العواقب المأساوية التي يمكن أن يؤدي إليها هذا الاختراع المعجزة في القرن العشرين. لقد كانت رحلة طويلة جدًا قبل أن يختبر سكان مدينتي هيروشيما وناجازاكي اليابانيتين هذا السلاح الخارق.

لقد تم البدء

في أبريل 1903، اجتمع أصدقاء بول لانجفين في حديقة فرنسا الباريسية. وكان السبب هو الدفاع عن أطروحة العالمة الشابة والموهوبة ماري كوري. وكان من بين الضيوف الكرام عالم الفيزياء الإنجليزي الشهير السير إرنست رذرفورد. وفي خضم المرح، تم إطفاء الأنوار. وأعلن للجميع أنه ستكون هناك مفاجأة. وبنظرة مهيبة، أحضر بيير كوري أنبوبًا صغيرًا به أملاح الراديوم، الذي تألق بضوء أخضر، مما تسبب في فرحة غير عادية بين الحاضرين. بعد ذلك، ناقش الضيوف بشدة مستقبل هذه الظاهرة. اتفق الجميع على أن الراديوم من شأنه أن يحل المشكلة الحادة المتمثلة في نقص الطاقة. وقد ألهم هذا الجميع لإجراء أبحاث جديدة وآفاق أخرى. لو قيل لهم حينها أن العمل المختبري باستخدام العناصر المشعة من شأنه أن يضع الأساس للأسلحة الرهيبة في القرن العشرين، فمن غير المعروف ماذا سيكون رد فعلهم. عندها بدأت قصة القنبلة الذرية التي قتلت مئات الآلاف من المدنيين اليابانيين.

اللعب قدما

في 17 ديسمبر 1938، حصل العالم الألماني أوتو غان على دليل دامغ على تحلل اليورانيوم إلى جزيئات أولية أصغر. في الأساس، تمكن من تقسيم الذرة. وفي العالم العلمي، كان هذا يعتبر علامة فارقة جديدة في تاريخ البشرية. لم يشارك أوتو غان الآراء السياسية للرايخ الثالث. لذلك، في نفس عام 1938، اضطر العالم إلى الانتقال إلى ستوكهولم، حيث واصل مع فريدريش ستراسمان بحثه العلمي. خوفا من أن تكون ألمانيا النازية أول من يحصل على أسلحة فظيعة، يكتب رسالة تحذر من ذلك. أثارت أنباء التقدم المحتمل قلق حكومة الولايات المتحدة بشدة. بدأ الأمريكيون في التصرف بسرعة وحسم.

من الذي خلق القنبلة الذرية؟ مشروع أمريكي

وحتى قبل أن يتم تكليف المجموعة، التي كان العديد منها لاجئين من النظام النازي في أوروبا، بتطوير أسلحة نووية. تجدر الإشارة إلى أن البحث الأولي تم إجراؤه في ألمانيا النازية. في عام 1940، بدأت حكومة الولايات المتحدة الأمريكية في تمويل برنامجها الخاص لتطوير الأسلحة الذرية. تم تخصيص مبلغ لا يصدق قدره مليارين ونصف مليار دولار لتنفيذ المشروع. تمت دعوة علماء الفيزياء البارزين في القرن العشرين لتنفيذ هذا المشروع السري، وكان من بينهم أكثر من عشرة من الحائزين على جائزة نوبل. في المجموع، شارك حوالي 130 ألف موظف، من بينهم ليس فقط العسكريين، ولكن أيضا المدنيين. ترأس فريق التطوير العقيد ليزلي ريتشارد جروفز، وأصبح روبرت أوبنهايمر المدير العلمي. وهو الرجل الذي اخترع القنبلة الذرية. تم بناء مبنى هندسي سري خاص في منطقة مانهاتن، والذي نعرفه تحت الاسم الرمزي “مشروع مانهاتن”. وعلى مدى السنوات القليلة التالية، عمل علماء المشروع السري على مشكلة الانشطار النووي لليورانيوم والبلوتونيوم.

الذرة غير السلمية لإيجور كورشاتوف

اليوم، سيتمكن كل تلميذ من الإجابة على سؤال من اخترع القنبلة الذرية في الاتحاد السوفيتي. وبعد ذلك، في أوائل الثلاثينيات من القرن الماضي، لم يكن أحد يعرف ذلك.

في عام 1932، كان الأكاديمي إيغور فاسيليفيتش كورشاتوف من أوائل من بدأوا دراسة النواة الذرية في العالم. من خلال جمع الأشخاص ذوي التفكير المماثل حوله، أنشأ إيجور فاسيليفيتش أول سيكلوترون في أوروبا في عام 1937. وفي نفس العام، قام هو ومن معه من ذوي التفكير المماثل بإنشاء أول نوى اصطناعية.

في عام 1939، بدأ I. V. Kurchatov في دراسة اتجاه جديد - الفيزياء النووية. وبعد عدة نجاحات معملية في دراسة هذه الظاهرة، أصبح العالم تحت تصرفه مركز أبحاث سري، أطلق عليه اسم “المختبر رقم 2”. يُطلق على هذا الجسم المصنف حاليًا اسم "أرزاماس-16".

كان الاتجاه المستهدف لهذا المركز هو البحث الجاد وإنشاء الأسلحة النووية. الآن أصبح من الواضح من الذي صنع القنبلة الذرية في الاتحاد السوفيتي. ثم كان فريقه يتكون من عشرة أشخاص فقط.

سيكون هناك قنبلة ذرية

بحلول نهاية عام 1945، تمكن إيغور فاسيليفيتش كورشاتوف من جمع فريق جاد من العلماء يبلغ عددهم أكثر من مائة شخص. جاءت أفضل العقول من مختلف التخصصات العلمية إلى المختبر من جميع أنحاء البلاد لصنع أسلحة ذرية. بعد أن أسقط الأمريكيون القنبلة الذرية على هيروشيما، أدرك العلماء السوفييت أنه يمكن فعل ذلك مع الاتحاد السوفييتي. يتلقى "المختبر رقم 2" من قيادة البلاد زيادة حادة في التمويل وتدفقًا كبيرًا للموظفين المؤهلين. تم تعيين لافرينتي بافلوفيتش بيريا مسؤولاً عن مثل هذا المشروع المهم. لقد أثمرت الجهود الهائلة التي بذلها العلماء السوفييت.

موقع اختبار سيميبالاتينسك

تم اختبار القنبلة الذرية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لأول مرة في موقع الاختبار في سيميبالاتينسك (كازاخستان). في 29 أغسطس 1949، هز جهاز نووي بقوة 22 كيلو طن الأراضي الكازاخستانية. وقال أوتو هانز، الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل: "هذه أخبار جيدة. إذا امتلكت روسيا أسلحة نووية فلن تكون هناك حرب». لقد كانت هذه القنبلة الذرية في الاتحاد السوفييتي، والتي تحمل الرمز رقم 501، أو RDS-1، هي التي قضت على احتكار الولايات المتحدة للأسلحة النووية.

القنبلة الذرية. سنة 1945

في الصباح الباكر من يوم 16 يوليو/تموز، أجرى مشروع مانهاتن أول اختبار ناجح لجهاز ذري - قنبلة البلوتونيوم - في موقع اختبار ألاموغوردو في نيو مكسيكو بالولايات المتحدة الأمريكية.

تم إنفاق الأموال المستثمرة في المشروع بشكل جيد. تم تنفيذ الأول في تاريخ البشرية في الساعة 5:30 صباحًا.

"لقد قمنا بعمل الشيطان"، سيقول لاحقاً مخترع القنبلة الذرية في الولايات المتحدة، والذي سمي فيما بعد "أبو القنبلة الذرية".

واليابان لن تستسلم

بحلول وقت الاختبار النهائي والناجح للقنبلة الذرية، كانت القوات السوفيتية وحلفاؤها قد هزموا ألمانيا النازية أخيرًا. ومع ذلك، كانت هناك دولة واحدة وعدت بالقتال حتى النهاية من أجل الهيمنة في المحيط الهادئ. وفي الفترة من منتصف أبريل إلى منتصف يوليو 1945، نفذ الجيش الياباني بشكل متكرر غارات جوية ضد قوات الحلفاء، مما ألحق خسائر فادحة بالجيش الأمريكي. في نهاية يوليو 1945، رفضت الحكومة اليابانية العسكرية طلب الحلفاء بالاستسلام بموجب إعلان بوتسدام. وذكرت، على وجه الخصوص، أنه في حالة العصيان، سيواجه الجيش الياباني تدميرًا سريعًا وكاملًا.

يوافق الرئيس

حافظت الحكومة الأمريكية على كلمتها وبدأت في قصف مستهدف للمواقع العسكرية اليابانية. لم تحقق الضربات الجوية النتيجة المرجوة، ويقرر الرئيس الأمريكي هاري ترومان غزو الأراضي اليابانية بواسطة القوات الأمريكية. لكن القيادة العسكرية تثني رئيسها عن مثل هذا القرار، بحجة أن الغزو الأمريكي سيترتب عليه عدد كبير من الضحايا.

بناءً على اقتراح هنري لويس ستيمسون ودوايت ديفيد أيزنهاور، تقرر استخدام طريقة أكثر فعالية لإنهاء الحرب. يعتقد أحد كبار المؤيدين للقنبلة الذرية، وزير الرئيس الأمريكي جيمس فرانسيس بيرنز، أن قصف الأراضي اليابانية سينهي الحرب أخيرًا ويضع الولايات المتحدة في موقع مهيمن، مما سيكون له تأثير إيجابي على المسار الإضافي للأحداث في عالم ما بعد الحرب. وهكذا، كان الرئيس الأمريكي هاري ترومان مقتنعا بأن هذا هو الخيار الصحيح الوحيد.

القنبلة الذرية. هيروشيما

وتم اختيار مدينة هيروشيما اليابانية الصغيرة التي يبلغ عدد سكانها ما يزيد قليلاً عن 350 ألف نسمة، وتقع على بعد خمسمائة ميل من العاصمة اليابانية طوكيو، لتكون الهدف الأول. بعد وصول قاذفة القنابل B-29 Enola Gay المعدلة إلى القاعدة البحرية الأمريكية في جزيرة تينيان، تم تركيب قنبلة ذرية على متن الطائرة. كان من المقرر أن تتعرض هيروشيما لتأثيرات 9 آلاف رطل من اليورانيوم 235.

كان هذا السلاح الذي لم يسبق له مثيل مخصصًا للمدنيين في بلدة يابانية صغيرة. كان قائد القاذفة هو العقيد بول وارفيلد تيبيتس جونيور. حملت القنبلة الذرية الأمريكية الاسم الساخر "بيبي". في صباح يوم 6 أغسطس 1945، في حوالي الساعة 8:15 صباحًا، تم إسقاط الطائرة الأمريكية "ليتل" على هيروشيما باليابان. حوالي 15 ألف طن من مادة تي إن تي دمرت كل أشكال الحياة داخل دائرة نصف قطرها خمسة أميال مربعة. مات مائة وأربعون ألفًا من سكان المدينة في ثوانٍ. توفي اليابانيون الناجون موتًا مؤلمًا بسبب مرض الإشعاع.

لقد تم تدميرهم بواسطة القنبلة الذرية الأمريكية "بيبي". إلا أن الدمار الذي خلفته هيروشيما لم يتسبب في الاستسلام الفوري لليابان، كما توقع الجميع. ثم تقرر تنفيذ قصف آخر للأراضي اليابانية.

ناجازاكي. السماء مشتعلة

تم تركيب القنبلة الذرية الأمريكية “الرجل السمين” على متن طائرة من طراز B-29 في 9 أغسطس 1945، ولا تزال هناك، في القاعدة البحرية الأمريكية في تينيان. هذه المرة كان قائد الطائرة الرائد تشارلز سويني. في البداية، كان الهدف الاستراتيجي هو مدينة كوكورا.

إلا أن الظروف الجوية لم تسمح بتنفيذ الخطة فتدخلت السحب الكثيفة. ذهب تشارلز سويني إلى الجولة الثانية. وفي الساعة 11:02 صباحًا، اجتاح "الرجل السمين" النووي الأمريكي مدينة ناغازاكي. لقد كانت ضربة جوية أكثر تدميرا، والتي كانت أقوى بعدة مرات من القصف على هيروشيما. قامت ناغازاكي باختبار سلاح ذري يزن حوالي 10 آلاف رطل و22 كيلو طن من مادة تي إن تي.

الموقع الجغرافي للمدينة اليابانية قلل من التأثير المتوقع. والحقيقة أن المدينة تقع في واد ضيق بين الجبال. ولذلك فإن تدمير 2.6 ميل مربع لم يكشف عن الإمكانات الكاملة للأسلحة الأمريكية. يعتبر اختبار القنبلة الذرية في ناغازاكي مشروع مانهاتن الفاشل.

استسلمت اليابان

في ظهر يوم 15 أغسطس 1945، أعلن الإمبراطور هيروهيتو استسلام بلاده في خطاب إذاعي لشعب اليابان. انتشر هذا الخبر بسرعة في جميع أنحاء العالم. بدأت الاحتفالات في الولايات المتحدة الأمريكية بمناسبة الانتصار على اليابان. فرح الناس.

في 2 سبتمبر 1945، تم التوقيع على اتفاق رسمي لإنهاء الحرب على متن السفينة الحربية الأمريكية ميسوري الراسية في خليج طوكيو. وهكذا انتهت الحرب الأكثر وحشية ودموية في تاريخ البشرية.

لمدة ست سنوات طويلة، كان المجتمع الدولي يتحرك نحو هذا التاريخ الهام - منذ 1 سبتمبر 1939، عندما تم إطلاق الطلقات الأولى لألمانيا النازية في بولندا.

ذرة سلمية

في المجموع، تم تنفيذ 124 تفجيرا نوويا في الاتحاد السوفيتي. والمميز هو أن جميعها تم تنفيذها لصالح الاقتصاد الوطني. ثلاث منها فقط كانت حوادث أدت إلى تسرب العناصر المشعة. تم تنفيذ برامج استخدام الذرات السلمية في دولتين فقط - الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفيتي. وتعرف الطاقة النووية السلمية أيضاً مثالاً على الكارثة العالمية، عندما انفجر مفاعل في وحدة الطاقة الرابعة بمحطة تشيرنوبيل للطاقة النووية.

إنها واحدة من العمليات المدهشة والغامضة والرهيبة. يعتمد مبدأ تشغيل الأسلحة النووية على التفاعل المتسلسل. وهذه عملية يؤدي تقدمها ذاته إلى استمرارها. يعتمد مبدأ تشغيل القنبلة الهيدروجينية على الاندماج النووي.

القنبلة الذرية

نوى بعض نظائر العناصر المشعة (البلوتونيوم والكاليفورنيوم واليورانيوم وغيرها) قادرة على التحلل أثناء التقاط النيوترون. بعد ذلك، يتم إطلاق اثنين أو ثلاثة نيوترونات أخرى. إن تدمير نواة ذرة واحدة في ظل الظروف المثالية يمكن أن يؤدي إلى اضمحلال ذرتين أو ثلاث ذرات أخرى، والتي بدورها يمكن أن تؤدي إلى نشوء ذرات أخرى. وهكذا. تحدث عملية تدمير تشبه الانهيار الجليدي لعدد متزايد من النوى، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة لكسر الروابط الذرية. أثناء الانفجار، يتم إطلاق طاقات هائلة في فترة زمنية قصيرة للغاية. يحدث هذا عند نقطة واحدة. وهذا هو السبب في أن انفجار القنبلة الذرية قوي ومدمر للغاية.

لبدء تفاعل متسلسل، يجب أن تتجاوز كمية المادة المشعة الكتلة الحرجة. من الواضح أنك تحتاج إلى أخذ عدة أجزاء من اليورانيوم أو البلوتونيوم ودمجها في جزء واحد. ومع ذلك، فإن هذا لا يكفي لتسبب انفجار قنبلة ذرية، لأن التفاعل سيتوقف قبل إطلاق ما يكفي من الطاقة، أو ستسير العملية ببطء. ومن أجل تحقيق النجاح، من الضروري ليس فقط تجاوز الكتلة الحرجة للمادة، ولكن القيام بذلك في فترة زمنية قصيرة للغاية. ومن الأفضل استخدام عدة متفجرات، ويتم تحقيق ذلك باستخدام متفجرات أخرى، علاوة على أنها تتناوب بين المتفجرات السريعة والبطيئة.

تم إجراء أول تجربة نووية في يوليو 1945 في الولايات المتحدة بالقرب من مدينة الموغوردو. وفي أغسطس من نفس العام، استخدم الأمريكيون هذه الأسلحة ضد هيروشيما وناجازاكي. وأدى انفجار قنبلة ذرية في المدينة إلى دمار رهيب ومقتل معظم السكان. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم إنشاء واختبار الأسلحة الذرية في عام 1949.

قنبلة هيدروجينية

إنه سلاح ذو قوة تدميرية كبيرة جدًا. يعتمد مبدأ عملها على تخليق نوى الهيليوم الأثقل من ذرات الهيدروجين الأخف. وهذا يطلق كمية كبيرة جدًا من الطاقة. يشبه هذا التفاعل العمليات التي تحدث في الشمس والنجوم الأخرى. أسهل طريقة هي استخدام نظائر الهيدروجين (التريتيوم، الديوتيريوم) والليثيوم.

اختبر الأمريكيون أول رأس حربي هيدروجيني في عام 1952. في الفهم الحديث، من الصعب أن يسمى هذا الجهاز قنبلة. كان مبنى مكونًا من ثلاثة طوابق مملوءًا بالديوتيريوم السائل. تم تنفيذ أول انفجار لقنبلة هيدروجينية في الاتحاد السوفييتي بعد ستة أشهر. تم تفجير الذخيرة النووية الحرارية السوفيتية RDS-6 في أغسطس 1953 بالقرب من سيميبالاتينسك. اختبر اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أكبر قنبلة هيدروجينية بقوة 50 ميغا طن (قنبلة القيصر) في عام 1961. دارت الموجة بعد انفجار الذخيرة حول الكوكب ثلاث مرات.

هددت كوريا الشمالية الولايات المتحدة باختبار قنبلة هيدروجينية فائقة القوة في المحيط الهادئ. ووصفت اليابان، التي قد تعاني نتيجة التجارب، خطط كوريا الشمالية بأنها غير مقبولة على الإطلاق. يتجادل الرئيسان دونالد ترامب وكيم جونغ أون في المقابلات ويتحدثان عن الصراع العسكري المفتوح. بالنسبة لأولئك الذين لا يفهمون الأسلحة النووية، ولكنهم يريدون أن يكونوا على دراية بها، فقد قامت مجلة المستقبل بتجميع دليل.

كيف تعمل الأسلحة النووية؟

مثل عصا الديناميت العادية، تستخدم القنبلة النووية الطاقة. فقط يتم إطلاقه ليس خلال تفاعل كيميائي بدائي، ولكن في العمليات النووية المعقدة. هناك طريقتان رئيسيتان لاستخراج الطاقة النووية من الذرة. في الانشطار النووي تتحلل نواة الذرة إلى شظيتين أصغر مع نيوترون. الاندماج النووي - العملية التي تنتج بها الشمس الطاقة - تتضمن دمج ذرتين صغيرتين لتكوين ذرة أكبر. في أي عملية انشطار أو اندماج، يتم إطلاق كميات كبيرة من الطاقة الحرارية والإشعاع. اعتمادًا على ما إذا كان يتم استخدام الانشطار النووي أو الاندماج النووي، يتم تقسيم القنابل إلى نووي (ذري) و نووي حراري .

هل يمكن أن تخبرني المزيد عن الانشطار النووي؟

انفجار القنبلة الذرية على هيروشيما (1945)

كما تتذكر، تتكون الذرة من ثلاثة أنواع من الجسيمات دون الذرية: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. مركز الذرة يسمى جوهر ، يتكون من البروتونات والنيوترونات. البروتونات مشحونة بشحنة موجبة، والإلكترونات مشحونة بشحنة سالبة، والنيوترونات ليس لها شحنة على الإطلاق. تكون نسبة البروتون إلى الإلكترون دائمًا واحدًا إلى واحد، وبالتالي فإن الذرة ككل لها شحنة متعادلة. على سبيل المثال، تحتوي ذرة الكربون على ستة بروتونات وستة إلكترونات. ترتبط الجزيئات ببعضها بواسطة قوة أساسية - قوة نووية قوية .

يمكن أن تتغير خصائص الذرة بشكل كبير اعتمادًا على عدد الجسيمات المختلفة التي تحتوي عليها. إذا قمت بتغيير عدد البروتونات، سيكون لديك عنصر كيميائي مختلف. إذا قمت بتغيير عدد النيوترونات، فستحصل على النظائر نفس العنصر الذي لديك في يديك. على سبيل المثال، الكربون له ثلاثة نظائر: 1) الكربون 12 (ستة بروتونات + ستة نيوترونات)، وهو شكل مستقر وشائع للعنصر، 2) الكربون 13 (ستة بروتونات + سبعة نيوترونات)، وهو مستقر ولكنه نادر، و 3) الكربون -14 (ستة بروتونات + ثمانية نيوترونات)، وهو نادر وغير مستقر (أو مشع).

معظم النوى الذرية مستقرة، ولكن بعضها غير مستقر (مشعة). تبعث هذه النوى تلقائيًا جسيمات يطلق عليها العلماء اسم الإشعاع. هذه العملية تسمى الاضمحلال الإشعاعي . هناك ثلاثة أنواع من الاضمحلال:

اضمحلال ألفا : تبعث النواة جسيم ألفا يتكون من بروتونين ونيوترونين مرتبطين ببعضهما البعض. اضمحلال بيتا : يتحول النيوترون إلى بروتون وإلكترون ونيوترينو مضاد. الإلكترون المنبعث هو جسيم بيتا. الانشطار التلقائي: تتفكك النواة إلى عدة أجزاء وتطلق النيوترونات، كما تنبعث منها نبضة من الطاقة الكهرومغناطيسية - أشعة جاما. وهذا هو النوع الأخير من الاضمحلال الذي يستخدم في القنبلة النووية. تبدأ النيوترونات الحرة المنبعثة نتيجة الانشطار تفاعل متسلسل ، والذي يطلق كمية هائلة من الطاقة.

مما تتكون القنابل النووية؟

ويمكن تصنيعها من اليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239. يتواجد اليورانيوم في الطبيعة كخليط من ثلاثة نظائر: 238 U (99.2745% من اليورانيوم الطبيعي)، 235 U (0.72%) و234 U (0.0055%). 238 U الأكثر شيوعًا لا يدعم التفاعل المتسلسل: فقط 235 U قادر على تحقيق أقصى قدر من قوة الانفجار، من الضروري أن يكون محتوى 235 U في "ملء" القنبلة 80٪ على الأقل. ولذلك، يتم إنتاج اليورانيوم بشكل مصطنع إثراء . وللقيام بذلك، يتم تقسيم خليط نظائر اليورانيوم إلى قسمين بحيث يحتوي أحدهما على أكثر من 235 يو.

عادة، يخلف فصل النظائر وراءه الكثير من اليورانيوم المنضب الذي لا يستطيع الخضوع لتفاعل متسلسل، ولكن هناك طريقة لجعله يفعل ذلك. الحقيقة هي أن البلوتونيوم 239 لا يتواجد في الطبيعة. ولكن يمكن الحصول عليه عن طريق قصف 238U بالنيوترونات.

وكيف يتم قياس قوتهم؟

يتم قياس قوة الشحنة النووية والحرارية بما يعادل مادة تي إن تي - وهي كمية ثلاثي نيترو التولوين التي يجب تفجيرها للحصول على نتيجة مماثلة. ويقاس بالكيلوطن (kt) والميجاطن (Mt). يبلغ قوة الأسلحة النووية الصغيرة جدًا أقل من 1 كيلوطن، بينما تنتج القنابل فائقة القوة أكثر من 1 طن.

وكانت قوة "قنبلة القيصر" السوفيتية، وفقًا لمصادر مختلفة، من 57 إلى 58.6 ميجا طن بما يعادل مادة تي إن تي؛ وكانت قوة القنبلة النووية الحرارية، التي اختبرتها كوريا الديمقراطية في أوائل سبتمبر، حوالي 100 كيلو طن.

من صنع الأسلحة النووية؟

الفيزيائي الأمريكي روبرت أوبنهايمر والجنرال ليزلي جروفز

في الثلاثينيات، عالم فيزياء إيطالي إنريكو فيرمي أثبت أن العناصر التي تقصفها النيوترونات يمكن أن تتحول إلى عناصر جديدة. وكانت نتيجة هذا العمل الاكتشاف النيوترونات البطيئة وكذلك اكتشاف عناصر جديدة غير ممثلة في الجدول الدوري. بعد فترة وجيزة من اكتشاف فيرمي، اكتشف العلماء الألمان أوتو هان و فريتز ستراسمان قصف اليورانيوم بالنيوترونات، مما أدى إلى تكوين نظير الباريوم المشع. وخلصوا إلى أن النيوترونات منخفضة السرعة تتسبب في انقسام نواة اليورانيوم إلى قطعتين أصغر.

أثار هذا العمل عقول العالم كله. في جامعة برينستون نيلز بور عملت مع جون ويلر لتطوير نموذج افتراضي لعملية الانشطار. واقترحوا أن اليورانيوم 235 يخضع للانشطار. وفي نفس الوقت تقريبًا، اكتشف علماء آخرون أن عملية الانشطار أنتجت المزيد من النيوترونات. دفع هذا بور وويلر إلى طرح سؤال مهم: هل يمكن للنيوترونات الحرة الناتجة عن الانشطار أن تبدأ تفاعلًا متسلسلًا من شأنه أن يطلق كميات هائلة من الطاقة؟ إذا كان الأمر كذلك، فمن الممكن صنع أسلحة ذات قوة لا يمكن تصورها. تم تأكيد افتراضاتهم من قبل فيزيائي فرنسي فريدريك جوليو كوري . وكان استنتاجه بمثابة قوة دافعة للتطورات في مجال صنع الأسلحة النووية.

عمل فيزيائيون من ألمانيا وإنجلترا والولايات المتحدة واليابان على صنع الأسلحة الذرية. قبل بداية الحرب العالمية الثانية ألبرت أينشتاين كتب للرئيس الأمريكي فرانكلين روزفلت أن ألمانيا النازية تخطط لتنقية اليورانيوم 235 وصنع قنبلة ذرية. يتبين الآن أن ألمانيا كانت بعيدة كل البعد عن تنفيذ سلسلة من ردود الفعل: لقد كانوا يعملون على قنبلة "قذرة" شديدة الإشعاع. مهما كان الأمر، بذلت حكومة الولايات المتحدة كل جهودها لصنع قنبلة ذرية في أقرب وقت ممكن. تم إطلاق مشروع مانهاتن بقيادة عالم فيزياء أمريكي روبرت أوبنهايمر وعامة ليزلي جروفز . وحضره علماء بارزون هاجروا من أوروبا. بحلول صيف عام 1945، تم إنشاء الأسلحة الذرية على أساس نوعين من المواد الانشطارية - اليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239. تم تفجير قنبلة واحدة، البلوتونيوم "ثينج"، أثناء الاختبار، وأسقطت قنبلتان أخريان، اليورانيوم "بيبي" والبلوتونيوم "الرجل البدين"، على مدينتي هيروشيما وناجازاكي اليابانيتين.

كيف تعمل القنبلة النووية الحرارية ومن اخترعها؟

تعتمد القنبلة النووية الحرارية على التفاعل الاندماج النووي . على عكس الانشطار النووي، الذي يمكن أن يحدث إما بشكل تلقائي أو قسري، فإن الاندماج النووي مستحيل بدون إمدادات الطاقة الخارجية. النوى الذرية مشحونة بشكل إيجابي - لذا فهي تتنافر. وتسمى هذه الحالة بحاجز كولوم. للتغلب على التنافر، يجب تسريع هذه الجسيمات إلى سرعات جنونية. يمكن القيام بذلك في درجات حرارة عالية جدًا - تصل إلى عدة ملايين من الكلفن (ومن هنا الاسم). هناك ثلاثة أنواع من التفاعلات النووية الحرارية: ذاتية الاستدامة (تحدث في أعماق النجوم)، خاضعة للرقابة وغير خاضعة للرقابة أو متفجرة - تستخدم في القنابل الهيدروجينية.

فكرة القنبلة ذات الاندماج النووي الحراري التي تبدأ بشحنة ذرية اقترحها إنريكو فيرمي على زميله إدوارد تيلر مرة أخرى في عام 1941، في بداية مشروع مانهاتن. لكن هذه الفكرة لم تكن مطلوبة في ذلك الوقت. تم تحسين تطورات تيلر ستانيسلاف أولام مما يجعل فكرة القنبلة النووية الحرارية ممكنة عمليا. في عام 1952، تم اختبار أول جهاز متفجر نووي حراري في إنيويتوك أتول خلال عملية آيفي مايك. ومع ذلك، كانت عينة مختبرية، غير مناسبة للقتال. وبعد مرور عام، قام الاتحاد السوفييتي بتفجير أول قنبلة نووية حرارية في العالم، تم تجميعها وفقًا لتصميم الفيزيائيين. أندريه ساخاروف و يوليا خاريتونا . كان الجهاز يشبه كعكة الطبقة، لذلك أطلق على السلاح الهائل لقب "النفخة". وفي سياق مزيد من التطوير، ولدت أقوى قنبلة على وجه الأرض، "قنبلة القيصر" أو "أم كوزكا". وفي أكتوبر 1961، تم اختباره في أرخبيل نوفايا زيمليا.

مما تتكون القنابل النووية الحرارية؟

إذا كنت تعتقد ذلك هيدروجين والقنابل النووية الحرارية شيئان مختلفان، لقد كنت مخطئًا. هذه الكلمات مترادفة. إن الهيدروجين (أو بالأحرى نظائره - الديوتيريوم والتريتيوم) هو المطلوب لإجراء تفاعل نووي حراري. ومع ذلك، هناك صعوبة: من أجل تفجير قنبلة هيدروجينية، من الضروري أولا الحصول على درجة حرارة عالية أثناء انفجار نووي تقليدي - عندها فقط ستبدأ النوى الذرية في التفاعل. لذلك، في حالة القنبلة النووية الحرارية، يلعب التصميم دورًا كبيرًا.

مخططان معروفان على نطاق واسع. الأول هو "المعجنات النفخة" لساخاروف. وفي المركز كان هناك مفجر نووي، محاط بطبقات من ديوتريد الليثيوم الممزوج بالتريتيوم، والتي تتخللها طبقات من اليورانيوم المخصب. جعل هذا التصميم من الممكن تحقيق قوة في حدود 1 طن متري. والثاني هو مخطط تيلر-أولام الأمريكي، حيث تم وضع القنبلة النووية ونظائر الهيدروجين بشكل منفصل. بدا الأمر على هذا النحو: في الأسفل كانت هناك حاوية بها خليط من الديوتيريوم السائل والتريتيوم، وفي وسطها كان هناك "شمعة إشعال" - قضيب البلوتونيوم، وفي الأعلى - شحنة نووية تقليدية، وكل هذا في قذيفة من المعدن الثقيل (على سبيل المثال، اليورانيوم المنضب). تسبب النيوترونات السريعة التي يتم إنتاجها أثناء الانفجار تفاعلات انشطارية ذرية في قشرة اليورانيوم وتضيف طاقة إلى الطاقة الإجمالية للانفجار. إن إضافة طبقات إضافية من ديوتريد الليثيوم يورانيوم 238 يجعل من الممكن إنشاء مقذوفات ذات قوة غير محدودة. في عام 1953، الفيزيائي السوفيتي فيكتور دافيدينكو كرر عن طريق الخطأ فكرة Teller-Ulam، وعلى أساسها توصل ساخاروف إلى مخطط متعدد المراحل جعل من الممكن صنع أسلحة ذات قوة غير مسبوقة. عملت "والدة كوزكا" وفقًا لهذا المخطط تمامًا.

ما هي القنابل الأخرى هناك؟

هناك أيضًا نيوترونات، لكن هذا مخيف بشكل عام. في الأساس، القنبلة النيوترونية هي قنبلة نووية حرارية منخفضة الطاقة، 80٪ من طاقة انفجارها عبارة عن إشعاع (إشعاع نيوتروني). يبدو وكأنه شحنة نووية عادية منخفضة الطاقة، تمت إضافة كتلة بها نظير البريليوم، وهو مصدر للنيوترونات. عندما تنفجر شحنة نووية، يتم تشغيل رد فعل نووي حراري. تم تطوير هذا النوع من الأسلحة بواسطة فيزيائي أمريكي صموئيل كوهين . كان يُعتقد أن الأسلحة النيوترونية تدمر كل الكائنات الحية، حتى في الملاجئ، لكن نطاق تدمير هذه الأسلحة صغير، حيث ينثر الغلاف الجوي تيارات من النيوترونات السريعة، وتكون موجة الصدمة أقوى على مسافات كبيرة.

ماذا عن قنبلة الكوبالت؟

لا يا بني، هذا رائع. رسميا، لا يوجد بلد لديه قنابل الكوبالت. من الناحية النظرية، هذه قنبلة نووية حرارية بقذيفة من الكوبالت، مما يضمن تلوثًا إشعاعيًا قويًا للمنطقة حتى مع انفجار نووي ضعيف نسبيًا. 510 طن من الكوبالت يمكن أن تصيب سطح الأرض بأكمله وتدمر كل أشكال الحياة على هذا الكوكب. فيزيائي ليو زيلارد الذي وصف هذا التصميم الافتراضي في عام 1950، أطلق عليه اسم "آلة يوم القيامة".

ما هو الأكثر برودة: قنبلة نووية أم قنبلة نووية حرارية؟

نموذج واسع النطاق لـ "قنبلة القيصر"

القنبلة الهيدروجينية أكثر تقدمًا وتطورًا من الناحية التكنولوجية من القنبلة الذرية. قوتها الانفجارية تتجاوز بكثير القوة الذرية وتقتصر فقط على عدد المكونات المتاحة. في التفاعل النووي الحراري، يتم إطلاق قدر أكبر بكثير من الطاقة لكل نواة (ما يسمى بالنوى المكونة والبروتونات والنيوترونات) مقارنة بالتفاعل النووي. على سبيل المثال، ينتج عن انشطار نواة اليورانيوم 0.9 ميجا إلكترون فولت لكل نيوكليون، ويطلق اندماج نواة الهيليوم من نواة الهيدروجين طاقة قدرها 6 ميجا إلكترون فولت.

مثل القنابل يسلمإلى الهدف؟

في البداية تم إسقاطها من الطائرات، لكن أنظمة الدفاع الجوي كانت تتحسن باستمرار، وكان تسليم الأسلحة النووية بهذه الطريقة أمرًا غير حكيم. ومع نمو إنتاج الصواريخ، تم نقل جميع حقوق إطلاق الأسلحة النووية إلى الصواريخ الباليستية وصواريخ كروز ذات القواعد المختلفة. ولذلك، فإن القنبلة لا تعني الآن قنبلة، بل رأسًا حربيًا.

ويعتقد أن القنبلة الهيدروجينية الكورية الشمالية كبيرة جدًا بحيث لا يمكن تركيبها على صاروخ، لذلك إذا قررت كوريا الديمقراطية تنفيذ التهديد، فسيتم نقلها على متن سفينة إلى موقع الانفجار.

ما هي عواقب الحرب النووية؟

إن هيروشيما وناغازاكي ليستا سوى جزء صغير من نهاية العالم المحتملة. على سبيل المثال، فرضية «الشتاء النووي» معروفة، والتي طرحها عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي كارل ساجان، وعالم الجيوفيزياء السوفييتي جورجي جوليتسين. ومن المفترض أن يؤدي انفجار عدة رؤوس نووية (ليس في الصحراء أو الماء، بل في المناطق المأهولة بالسكان) إلى حدوث حرائق كثيرة، وسوف تتسرب كمية كبيرة من الدخان والسخام إلى الغلاف الجوي، مما سيؤدي إلى تبريد العالم. وقد تم انتقاد الفرضية من خلال مقارنة التأثير بالنشاط البركاني، الذي له تأثير ضئيل على المناخ. فضلاً عن ذلك فإن بعض العلماء يشيرون إلى أن احتمالات حدوث الانحباس الحراري العالمي أكبر من احتمال حدوث التبريد ـ رغم أن الجانبين يأملان ألا نعرف ذلك أبداً.

هل الأسلحة النووية مسموحة؟

بعد سباق التسلح في القرن العشرين، عادت الدول إلى رشدها وقررت الحد من استخدام الأسلحة النووية. تبنت الأمم المتحدة معاهدات بشأن منع انتشار الأسلحة النووية وحظر التجارب النووية (لم توقع القوى النووية الناشئة الهند وباكستان وجمهورية كوريا الديمقراطية الشعبية على المعاهدة الأخيرة). وفي يوليو 2017، تم اعتماد معاهدة جديدة بشأن حظر الأسلحة النووية.

"تتعهد كل دولة طرف بعدم تطوير أو اختبار أو إنتاج أو تصنيع أو اقتناء أو امتلاك أو تخزين أسلحة نووية أو أجهزة متفجرة نووية أخرى، تحت أي ظرف من الظروف".

ومع ذلك، لن تدخل الوثيقة حيز التنفيذ إلا بعد التصديق عليها من قبل 50 دولة.

قاتل مئات الآلاف من تجار الأسلحة المشهورين والمنسيين في العصور القديمة بحثًا عن السلاح المثالي القادر على تبخير جيش العدو بنقرة واحدة. من وقت لآخر، يمكن العثور على أثر لعمليات البحث هذه في القصص الخيالية التي تصف بشكل أو بآخر السيف المعجزة أو القوس الذي يضرب دون فقدان.

ولحسن الحظ، تحرك التقدم التكنولوجي ببطء شديد لفترة طويلة لدرجة أن التجسيد الحقيقي للسلاح المدمر ظل في الأحلام والقصص الشفهية، ولاحقًا على صفحات الكتب. لقد وفرت القفزة العلمية والتكنولوجية في القرن التاسع عشر الظروف الملائمة لنشوء الرهاب الرئيسي في القرن العشرين. لقد أحدثت القنبلة النووية، التي تم تصنيعها واختبارها في ظل ظروف حقيقية، ثورة في الشؤون العسكرية والسياسة.

تاريخ إنشاء الأسلحة

لفترة طويلة كان يعتقد أنه لا يمكن صنع أقوى الأسلحة إلا باستخدام المتفجرات. قدمت اكتشافات العلماء الذين يعملون مع أصغر الجسيمات دليلاً علميًا على إمكانية توليد طاقة هائلة بمساعدة الجسيمات الأولية. الأول في سلسلة من الباحثين يمكن أن يسمى بيكريل، الذي اكتشف في عام 1896 النشاط الإشعاعي لأملاح اليورانيوم.

اليورانيوم نفسه معروف منذ عام 1786، ولكن في ذلك الوقت لم يشك أحد في نشاطه الإشعاعي. لم يكشف عمل العلماء في مطلع القرنين التاسع عشر والعشرين عن خصائص فيزيائية خاصة فحسب، بل كشف أيضًا عن إمكانية الحصول على الطاقة من المواد المشعة.

تم وصف خيار صنع أسلحة تعتمد على اليورانيوم لأول مرة بالتفصيل، وتم نشره وحصل على براءة اختراع من قبل الفيزيائيين الفرنسيين جوليو-كوري في عام 1939.

على الرغم من قيمته بالنسبة للأسلحة، فإن العلماء أنفسهم عارضوا بشدة إنشاء مثل هذا السلاح المدمر.

بعد أن خاضا الحرب العالمية الثانية في المقاومة، في الخمسينيات من القرن الماضي، دعا الزوجان (فريدريك وإيرين)، بعد أن أدركا القوة التدميرية للحرب، إلى نزع السلاح العام. ويدعمهم نيلز بور وألبرت أينشتاين وغيرهم من علماء الفيزياء البارزين في ذلك الوقت.

وفي الوقت نفسه، في حين أن جوليو كوري كانت مشغولة بمشكلة النازيين في باريس، على الجانب الآخر من الكوكب، في أمريكا، تم تطوير أول شحنة نووية في العالم. مُنح روبرت أوبنهايمر، الذي قاد العمل، أوسع الصلاحيات والموارد الهائلة. كانت نهاية عام 1941 بمثابة بداية مشروع مانهاتن، الذي أدى في النهاية إلى إنشاء أول رأس حربي نووي قتالي.

في مدينة لوس ألاموس، نيو مكسيكو، تم إنشاء أول منشآت إنتاج لليورانيوم المستخدم في صنع الأسلحة. بعد ذلك، ظهرت مراكز نووية مماثلة في جميع أنحاء البلاد، على سبيل المثال في شيكاغو، في أوك ريدج، تينيسي، وتم إجراء البحوث في كاليفورنيا. تم إلقاء أفضل القوى من أساتذة الجامعات الأمريكية، وكذلك الفيزيائيين الذين فروا من ألمانيا، في صنع القنبلة.

في "الرايخ الثالث" نفسه، بدأ العمل على إنشاء نوع جديد من الأسلحة بطريقة مميزة للفوهرر.

وبما أن "بيسنوفاتي" كان مهتماً أكثر بالدبابات والطائرات، وكلما كان ذلك أفضل، لم يكن يرى حاجة كبيرة إلى قنبلة معجزة جديدة.

وبناء على ذلك، فإن المشاريع التي لم يدعمها هتلر كانت تسير بخطى بطيئة في أحسن الأحوال.

وعندما اشتدت الأمور، واتضح أن الجبهة الشرقية ابتلعت الدبابات والطائرات، تلقى السلاح المعجزة الجديد الدعم. لكن بعد فوات الأوان في ظروف القصف والخوف المستمر من أسافين الدبابات السوفيتية، لم يكن من الممكن إنشاء جهاز بمكون نووي.

كان الاتحاد السوفييتي أكثر انتباهاً لإمكانية إنشاء نوع جديد من الأسلحة المدمرة. في فترة ما قبل الحرب، قام الفيزيائيون بجمع وتوحيد المعرفة العامة حول الطاقة النووية وإمكانية صنع أسلحة نووية. عملت الاستخبارات بشكل مكثف طوال فترة إنشاء القنبلة النووية في كل من الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة الأمريكية. لعبت الحرب دورا هاما في إبطاء وتيرة التنمية، حيث ذهبت موارد ضخمة إلى المقدمة.

صحيح أن الأكاديمي إيغور فاسيليفيتش كورشاتوف بمثابرته المميزة عزز عمل جميع الإدارات التابعة في هذا الاتجاه. إذا نظرنا إلى الأمام قليلاً، فهو الذي سيتم تكليفه بتسريع تطوير الأسلحة في مواجهة التهديد بضربة أمريكية على مدن الاتحاد السوفييتي. كان هو الذي يقف في حصى آلة ضخمة تضم مئات وآلاف العلماء والعمال، هو الذي سيحصل على اللقب الفخري لأب القنبلة النووية السوفيتية.

الاختبارات الأولى في العالم

لكن دعونا نعود إلى البرنامج النووي الأمريكي. بحلول صيف عام 1945، تمكن العلماء الأمريكيون من إنشاء أول قنبلة نووية في العالم. أي صبي صنع نفسه أو اشترى مفرقعة نارية قوية في متجر يعاني من عذاب غير عادي، ويريد تفجيرها في أسرع وقت ممكن. وفي عام 1945، شهد مئات من الجنود والعلماء الأمريكيين نفس الشيء.

في 16 يونيو 1945، تم إجراء أول اختبار للأسلحة النووية على الإطلاق وأحد أقوى الانفجارات حتى الآن في صحراء ألاموغوردو، نيو مكسيكو.

واندهش شهود العيان الذين شاهدوا الانفجار من المخبأ من القوة التي انفجرت بها العبوة في أعلى البرج الفولاذي الذي يبلغ ارتفاعه 30 مترًا. في البداية، كان كل شيء مليئا بالضوء، عدة مرات أقوى من الشمس. ثم ارتفعت كرة نارية إلى السماء، وتحولت إلى عمود من الدخان الذي تحول إلى الفطر الشهير.

وبمجرد أن انقشع الغبار، هرع الباحثون وصانعو القنابل إلى موقع الانفجار. لقد شاهدوا آثار دبابات شيرمان المغطاة بالرصاص. ما رأوه أذهلهم؛ لا يوجد سلاح يمكن أن يسبب مثل هذا الضرر. الرمال ذابت على الزجاج في بعض الأماكن.

كما تم العثور على بقايا صغيرة من البرج في حفرة ذات قطر ضخم، وأظهرت الهياكل المشوهة والمسحقة بوضوح القوة التدميرية.

العوامل الضارة

وقد قدم هذا الانفجار المعلومات الأولى عن قوة السلاح الجديد، وعن ما يمكن استخدامه لتدمير العدو. هذه عدة عوامل:

• إشعاع ضوئي، وميض، قادر على إصابة أعضاء الرؤية المحمية بالعمى؛
• موجة الصدمة، تيار كثيف من الهواء يتحرك من المركز، ويدمر معظم المباني؛
• نبض كهرومغناطيسي يعطل معظم المعدات ولا يسمح باستخدام الاتصالات لأول مرة بعد الانفجار؛
• ينقسم الإشعاع المخترق، وهو العامل الأكثر خطورة بالنسبة لأولئك الذين لجأوا من العوامل الضارة الأخرى، إلى تشعيع ألفا بيتا جاما؛
• التلوث الإشعاعي الذي يمكن أن يؤثر سلباً على الصحة والحياة لعشرات أو حتى مئات السنين.

أظهر الاستخدام الإضافي للأسلحة النووية، بما في ذلك في القتال، كل خصوصيات تأثيرها على الكائنات الحية والطبيعة. كان يوم 6 أغسطس 1945 هو اليوم الأخير لعشرات الآلاف من سكان مدينة هيروشيما الصغيرة، التي كانت معروفة آنذاك بالعديد من المنشآت العسكرية المهمة.

كانت نتيجة الحرب في المحيط الهادئ حتمية، لكن البنتاغون اعتقد أن العملية على الأرخبيل الياباني ستكلف حياة أكثر من مليون من مشاة البحرية الأمريكية. تقرر قتل عدة طيور بحجر واحد، وإخراج اليابان من الحرب، والتوفير في عملية الهبوط، واختبار سلاح جديد وإعلانه للعالم أجمع، وقبل كل شيء، لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

وفي الساعة الواحدة صباحاً، أقلعت الطائرة التي تحمل القنبلة النووية "بيبي" في مهمة.

وانفجرت القنبلة التي أسقطت فوق المدينة على ارتفاع حوالي 600 متر عند الساعة 8.15 صباحًا. تم تدمير جميع المباني الواقعة على مسافة 800 متر من مركز الزلزال. نجت جدران عدد قليل فقط من المباني المصممة لتحمل زلزال بقوة 9 درجات.

من بين كل عشرة أشخاص كانوا ضمن دائرة نصف قطرها 600 متر وقت انفجار القنبلة، لم يتمكن سوى شخص واحد من البقاء على قيد الحياة. وحوّل الإشعاع الضوئي الإنسان إلى فحم، تاركًا علامات الظل على الحجر، وهي بصمة داكنة للمكان الذي كان فيه الشخص. وكانت موجة الانفجار التي تلت ذلك قوية جدًا لدرجة أنها يمكن أن تكسر الزجاج على مسافة 19 كيلومترًا من موقع الانفجار.

تم طرد أحد المراهقين من المنزل من خلال النافذة بسبب تيار كثيف من الهواء، وعندما هبط، رأى الرجل جدران المنزل قابلة للطي مثل البطاقات. وأعقب موجة الانفجار إعصار ناري أدى إلى تدمير عدد قليل من السكان الذين نجوا من الانفجار ولم يكن لديهم الوقت لمغادرة منطقة الحريق. وبدأ أولئك الذين كانوا على مسافة من الانفجار يشعرون بتوعك شديد، وكان سببه غير واضح في البداية للأطباء.

وبعد ذلك بكثير، بعد بضعة أسابيع، تم الإعلان عن مصطلح "التسمم الإشعاعي"، المعروف الآن باسم مرض الإشعاع.

وقع أكثر من 280 ألف شخص ضحايا لقنبلة واحدة فقط، سواء مباشرة من الانفجار أو من الأمراض اللاحقة.

ولم ينته قصف اليابان بالأسلحة النووية عند هذا الحد. وفقًا للخطة، كان من المقرر ضرب أربع إلى ست مدن فقط، لكن الظروف الجوية سمحت فقط بضرب ناجازاكي. في هذه المدينة وقع أكثر من 150 ألف شخص ضحايا لقنبلة الرجل السمين.

وأدت وعود الحكومة الأمريكية بتنفيذ مثل هذه الهجمات حتى استسلام اليابان إلى هدنة ومن ثم توقيع اتفاقية أنهت الحرب العالمية الثانية. لكن بالنسبة للأسلحة النووية، كانت هذه مجرد البداية.

أقوى قنبلة في العالم

تميزت فترة ما بعد الحرب بالمواجهة بين كتلة الاتحاد السوفييتي وحلفائها مع الولايات المتحدة وحلف شمال الأطلسي. في الأربعينيات، فكر الأمريكيون بجدية في إمكانية ضرب الاتحاد السوفيتي. لاحتواء الحليف السابق، كان من الضروري تسريع العمل على إنشاء قنبلة، وفي عام 1949، في 29 أغسطس، تم إنهاء احتكار الولايات المتحدة للأسلحة النووية. خلال سباق التسلح، هناك تجربتان نوويتان تستحقان القدر الأكبر من الاهتمام.

بيكيني أتول، المعروف في المقام الأول بملابس السباحة التافهة، أحدث ضجة كبيرة في جميع أنحاء العالم في عام 1954 بسبب اختبار شحنة نووية قوية بشكل خاص.

الأمريكيون، بعد أن قرروا اختبار تصميم جديد للأسلحة الذرية، لم يحسبوا التهمة. ونتيجة لذلك، كان الانفجار أقوى 2.5 مرة مما كان مخططا له. تعرض سكان الجزر المجاورة، وكذلك الصيادين اليابانيين في كل مكان، للهجوم.

لكنها لم تكن أقوى قنبلة أمريكية. وفي عام 1960، تم وضع القنبلة النووية B41 في الخدمة، لكنها لم تخضع للاختبار الكامل بسبب قوتها. وتم حساب قوة الشحنة نظريا خوفا من انفجار مثل هذا السلاح الخطير في موقع الاختبار.

شهد الاتحاد السوفييتي، الذي أحب أن يكون الأول في كل شيء، عام 1961، الملقب بـ “والدة كوزكا”.

رداً على الابتزاز النووي الأمريكي، ابتكر العلماء السوفييت أقوى قنبلة في العالم. تم اختباره على Novaya Zemlya، وقد ترك بصماته في جميع أنحاء العالم تقريبًا. وبحسب الذكريات، فقد شعر السكان بهزة أرضية خفيفة في أقصى الزوايا وقت الانفجار.

موجة الانفجار، بالطبع، بعد أن فقدت كل قوتها التدميرية، كانت قادرة على الدوران حول الأرض. حتى الآن، هذه هي أقوى قنبلة نووية في العالم تم إنشاؤها واختبارها من قبل البشرية. وبطبيعة الحال، لو كانت يداه حرتين، لكانت قنبلة كيم جونغ أون النووية أكثر قوة، لكنه لا يملك أرضا جديدة ليختبرها.

جهاز القنبلة الذرية

دعونا نفكر في جهاز بدائي للغاية، مخصص للفهم فقط، للقنبلة الذرية. هناك العديد من فئات القنابل الذرية، ولكن دعونا نفكر في ثلاث فئات رئيسية:

• انفجر اليورانيوم، المعتمد على اليورانيوم 235، لأول مرة فوق هيروشيما؛
• انفجر البلوتونيوم، المبني على البلوتونيوم 239، لأول مرة فوق ناغازاكي؛
• نووي حراري، يسمى أحيانًا الهيدروجين، يعتمد على الماء الثقيل مع الديوتيريوم والتريتيوم، ولحسن الحظ لا يستخدم ضد السكان.

تعتمد القنبلتين الأوليين على تأثير انشطار النوى الثقيلة إلى أنوية أصغر من خلال تفاعل نووي غير متحكم فيه، مما يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة. والثالث يقوم على اندماج نوى الهيدروجين (أو بالأحرى نظائره من الديوتيريوم والتريتيوم) مع تكوين الهيليوم، وهو أثقل بالنسبة للهيدروجين. وبنفس وزن القنبلة، فإن القدرة التدميرية للقنبلة الهيدروجينية أكبر 20 مرة.

إذا كان يكفي بالنسبة لليورانيوم والبلوتونيوم جمع كتلة أكبر من الكتلة الحرجة (التي يبدأ عندها التفاعل المتسلسل)، فهذا لا يكفي بالنسبة للهيدروجين.

لربط عدة قطع من اليورانيوم في قطعة واحدة بشكل موثوق، يتم استخدام تأثير المدفع حيث يتم إطلاق قطع أصغر من اليورانيوم في قطع أكبر. يمكن أيضًا استخدام البارود، ولكن من أجل الموثوقية، يتم استخدام متفجرات منخفضة الطاقة.

في قنبلة البلوتونيوم، ولتهيئة الظروف اللازمة للتفاعل المتسلسل، يتم وضع المتفجرات حول سبائك تحتوي على البلوتونيوم. بفضل التأثير التراكمي، وكذلك البادئ النيوتروني الموجود في المركز ذاته (البريليوم مع عدة ملليغرامات من البولونيوم)، يتم تحقيق الشروط اللازمة.

تحتوي على شحنة رئيسية لا يمكن أن تنفجر من تلقاء نفسها، بالإضافة إلى فتيل. ولتهيئة الظروف الملائمة لاندماج نواة الديوتيريوم والتريتيوم، نحتاج إلى ضغوط ودرجات حرارة لا يمكن تصورها عند نقطة واحدة على الأقل. بعد ذلك، سيحدث تفاعل متسلسل.

ولإنشاء مثل هذه المعايير، تشتمل القنبلة على شحنة نووية تقليدية، ولكن منخفضة الطاقة، وهي الفتيل. إن تفجيره يخلق الظروف الملائمة لبدء التفاعل النووي الحراري.

ولتقدير قوة القنبلة الذرية، يتم استخدام ما يسمى بـ "مكافئ تي إن تي". الانفجار هو إطلاق للطاقة، وأشهر مادة متفجرة في العالم هي مادة تي إن تي (TNT - ثلاثي نيتروتولوين)، وجميع أنواع المتفجرات الجديدة تعادله. قنبلة "بيبي" - 13 كيلو طن من مادة تي إن تي. أي ما يعادل 13000.

قنبلة "الرجل السمين" - 21 كيلو طن، "قنبلة القيصر" - 58 ميجا طن من مادة تي إن تي. من المخيف التفكير في 58 مليون طن من المتفجرات المركزة في كتلة تبلغ 26.5 طن، وهذا هو مقدار وزن هذه القنبلة.

خطر الحرب النووية والكوارث النووية

أصبحت الأسلحة النووية، التي ظهرت في خضم أسوأ حرب في القرن العشرين، أكبر خطر على البشرية. مباشرة بعد الحرب العالمية الثانية، بدأت الحرب الباردة، وكادت أن تتصاعد عدة مرات إلى صراع نووي كامل. بدأت مناقشة التهديد باستخدام القنابل والصواريخ النووية من قبل جانب واحد على الأقل في الخمسينيات من القرن الماضي.

لقد فهم الجميع ويدركون أنه لا يمكن أن يكون هناك فائزون في هذه الحرب.

ولاحتوائه، بذل العديد من العلماء والسياسيين جهودًا. قامت جامعة شيكاغو، باستخدام مدخلات العلماء النوويين الزائرين، بما في ذلك الحائزين على جائزة نوبل، بضبط ساعة يوم القيامة قبل بضع دقائق من منتصف الليل. منتصف الليل يدل على كارثة نووية، وبداية حرب عالمية جديدة وتدمير العالم القديم. على مر السنين، تقلبت عقارب الساعة من 17 إلى دقيقتين حتى منتصف الليل.

هناك أيضًا العديد من الحوادث الكبرى المعروفة التي وقعت في محطات الطاقة النووية. ولهذه الكوارث علاقة غير مباشرة بالأسلحة؛ ولا تزال محطات الطاقة النووية تختلف عن القنابل النووية، لكنها تظهر بشكل مثالي نتائج استخدام الذرة للأغراض العسكرية. أكبرهم:

• عام 1957، حادث كيشتيم، بسبب فشل نظام التخزين، وقع انفجار بالقرب من كيشتيم؛
• 1957، بريطانيا، في شمال غرب إنجلترا، لم يتم إجراء عمليات التفتيش الأمني؛
• 1979، الولايات المتحدة الأمريكية، بسبب تسرب تم اكتشافه في وقت غير مناسب، حدث انفجار وإطلاق من محطة للطاقة النووية؛
• 1986، مأساة تشيرنوبيل، انفجار وحدة الطاقة الرابعة؛
• 2011، حادث في محطة فوكوشيما باليابان.

تركت كل واحدة من هذه المآسي أثراً ثقيلاً على مصير مئات الآلاف من الأشخاص، وحولت مناطق بأكملها إلى مناطق غير سكنية ذات سيطرة خاصة.

كانت هناك حوادث كادت أن تكلف بداية كارثة نووية. تعرضت الغواصات النووية السوفيتية بشكل متكرر لحوادث متعلقة بالمفاعلات على متنها. أسقط الأمريكيون قاذفة قنابل Superfortress تحمل على متنها قنبلتين نوويتين من طراز Mark 39 بقوة 3.8 ميجا طن. لكن "نظام الأمان" المنشط لم يسمح بانفجار العبوات وتم تجنب وقوع كارثة.

الأسلحة النووية بين الماضي والحاضر

من الواضح اليوم لأي شخص أن الحرب النووية ستدمر البشرية الحديثة. في هذه الأثناء، فإن الرغبة في امتلاك الأسلحة النووية ودخول النادي النووي، أو بالأحرى اقتحامه عن طريق طرق الباب، لا تزال تثير أذهان بعض قادة الدول.

لقد صنعت الهند وباكستان أسلحة نووية دون إذن، والإسرائيليون يخفون وجود القنبلة.

بالنسبة للبعض، يعد امتلاك قنبلة نووية وسيلة لإثبات أهميتهم على الساحة الدولية. وبالنسبة للآخرين، فهي ضمانة لعدم تدخل الديمقراطية المجنحة أو العوامل الخارجية الأخرى. لكن الشيء الرئيسي هو أن هذه الاحتياطيات لا تدخل في الأعمال التجارية التي تم إنشاؤها من أجلها بالفعل.

فيديو