بمب هیدروژنی چیست و نحوه انفجار آن چگونه است؟
به بمب هيدروژني يا گرماهسته اي نوعي بمب هسته اي است که انرژي آن ابتدا از طريق فرايند شکافت هسته اي تامين مي شود و گرما و فشار حاصله از اين انفجار باعث شروع فرايند همجوشي هسته اي استفاده مي شود. به همين دليل بمب هاي گرماهسته اي انرژي بسيار بيشتري از بمب هاي هسته اي تک مرحله اي آزاد مي کنند. اين بمب ها از آن رو به <<بمب هيدروژني>> معروف شده اند که فرايند همجوشي هسته اي با استفاده از هيدروژن انجام مي شود.
...
نخستين آزمايش اين نوع بمب در سال 1952 توسط آمريکا انجام شد. يک سال بعد شوروي نيز اين بمب را ساخت و در سال هاي بعد بريتانيا، فرانسه و چين نيز به توليد و آزمايش آن اقدام کردند. امروزه تقريبا تمام بمب هاي هسته اي اين پنج کشور که در حالت عملياتي و فعال قرار دارد از اين نوع است.
ساز و کار
در اين نوع بمب، با ايجاد يک انفجار اورانيومي يا پلوتونيومي، دمايي معادل چندين ميليون درجه سليسيوس ايجاد مي شود. ايزوتوپ هاي هيدروژني که در بمب بکار رفته اند، تحت اين شرايط با يکديگر جوش مي خورند و به هليم تبديل مي شوند و در اين همجوشي، انرژي بسيار زيادي را آزاد مي سازند. بنابراين در اين نوع بمب، ترکيبي از شکاف هسته اي و همجوشي هسته اي بکار رفته است. بمب اتمي نسبتاً کوچکي که شهر ژاپني هيروشيما را نابود کرد، قدرت انفجاري معادل 20000 تن، تري نيتروتولوئن (تي ان تي)، که يک ماده انفجاري عادي امروزي است، داشت. در مقابل، بزرگترين بمب هيدروژني اي که تاکنون براي آزمايش، منفجر شده، معادل 50 مگاتن تي ان تي قدرت انفجاري داشته است. نام اين بمب بمب تزار بود که اتحاد جماهير شوروي آن را در سال 1961 آزمايش کرد. اين قدرت انفجاري 2500 برابر قدرت انفجاري بمب هيروشيماست.
نحوه انفجار
براي انجام عمل پيوند بايد هسته دو اتم را به شدت به يکديگر برخورد نموده، تا با هم پيوند خورده و در هم ذوب شوند. اما دافعه الکترواستاتيکي بين دو هسته، مانع بزرگي در اين راه محسوب مي شود و در فواصل بينهايت نزديک اين دافعه فوق العاده زياد است. بنابراين بايستي به هسته ها آنقدر سرعت داد که از اين مانع عبور نمايند. مي دانيم که سرعت ذرات در هر گازي بستگي به درجه حرارت آن گاز دارد. پس کافي است درجه حرارت را آنقدر بالا ببريم تا سرعت لازم براي عبور از اين مانع بدست آيد. درجه حرارت لازم براي اين کار چندين ميليون درجه سانتيگراد است و چنين حرارتي در کره زمين وجود ندارد. اما اگر يک بمب اتمي در وسط توده اي از هسته هاي سبک منفجر شود، حرارت فوق العاده اي که از انفجار بمب حاصل مي شود، حرارت هسته هاي سبک را به قدري بالا مي برد که پيوند آنها را امکانپذير سازد. اين موضوع اساس ساختمان بمب حرارتي و هسته اي (ترمونوکلئور) مي باشد.
همانطوري که در کبريت عادي براي آتش گرفتن ابتدا گوگرد موجود در آن بر اثر مالش محترق مي شود و آنگاه باروت را روشن مي سازد، در بمبهاي (حرارتي و هسته اي) نيز ابتدا يک بمب اتمي معمولي منفجر مي شود و در نتيجه انفجار توده اي از اجسام سبک را به حرارت فوق العاده اي مي رساند، بطوري که هسته هاي آنها به هم مي پيوندند و آنگاه انفجار مهيب تري انجام مي گيرد.
بعد از انفجار يک بمب اتمي معمولي، عمل سرد شدن به سرعت انجام مي گيرد. بنابراين، بايد فعل و انفعالاتي را در نظر گرفت که در آنها عمل پيوند به سرعت انجام گيرد. اگر يک بمب اتمي را در مخلوطي از دوتريوم و تريتيوم محصور کرده و مجموعه را در يک محفظه با مقاومت مکانيکي زياد قرار دهيم، پس از انفجار بمب اتمي محيط مساعدي براي يک فعل و انفعال ترمونوکلئور (فعل و انفعال هسته اي گرمازا) بوجود مي آيد و در اثر آن عمل پيوند هسته ها انجام شده و هليوم بوجود مي آيد.
در نتيجه اين فعل و انفعال، حدود هفده ميليون الکترون ولت، انرژي آزاد مي شود. اين ميزان انرژِي نسبت به واحد وزن ماده قابل انفجار، در حدود چهار برابر انرژي است که از شکسته شدن اورانيوم حاصل مي شود. به عبارت ديگر در موقع پيوند هسته هاي دوتريم و تريتيوم، انرژي بيشتر بر واحد جرم نسبت به شکافته شدن هسته هاي اورانيوم رها مي شود.
نظرات شما عزیزان: