لطفا تا بارگذاری کامل صفحه منتظر بمانید
از شکیبایی شما متشکریم

چرا دستیابی به سلاح هسته‌ای کار سختی است؟

فیزیک بازدید 1726

چرا دستیابی به سلاح هسته‌ای کار سختی است؟

چرا دستیابی به سلاح هسته‌ای کار سختی است؟

برای دهه‌ها است که انسان از پیش آمدن جنگی هسته‌ای وحشت زده است، تلفات ابتدایی ترین بمب‌های هسته‌ای هیچ گاه فراموش نخواهد شد. عده‌ای سلاح اتمی را عاملی بازدارنده می‌دانند و برای برخی نبرد قدرت با همسایگانشان است. اما کلاهک‌های هسته‌ای در صلح خواهد پوسید؛ صدها موشک قاره‌پیمای استراتژیک سال‌هاست آماده‌ی شلیک هستند. آیا به باشگاه کشورهای دارای سلاح اتمی کشور دیگری اضافه خواهد شد؟ برای رسیدن به جواب این سوال باید بدانیم که دستیابی به سلاح پیشرفته‌ی هسته‌ای چقدر سخت است و چه هزینه و تکنولوژی را لازم دارد؟

قسمت آسان

اطلاعات بسیار زیادی در دنیا پخش شده است که مراحل دستیابی به سلاح هسته‌ای را کاملاً توضیح می‌دهد. این مسأله زمانی علنی شد که ۳ دانشمند هسته‌ای بدون تجربه‌ی قبلی در ساخت سلاح موفق شدند به طراحی مناسبی از یک بمب هسته‌ای دست پیدا کنند. پس از آمریکا، روسیه دومین کشوری است که به بمب اتمی دست پیدا کرده است، بنابراین سؤالی که همیشه مطرح بوده این است که نفر بعدی چه کشوری خواهد بود.

قسمت سخت

با این حال دستیابی به مواد لازم به عنوان سوخت سلاح اتمی بسیار دشوار است. اورانیوم با درجه‌ی تسلیحاتی یا ایزوتوپ U-235 یک فرم بسیار ناپایدار است که در کمتر از یک درصد از سنگ معدن اورانیوم وجود دارد. برای رسیدن به این ایزوتوپ اورانیوم باید تا حداقل ۸۰ درصد غنی سازی شود، اگرچه ۹۰ درصد ترجیح داده می‌شود. از دیگر موانع موجود بر سر راه دستیابی به بمب هسته‌ای ساخت دستگاهی است که بتواند با موفقیت این انفجار را حمایت کند، علاوه بر آن هر موشکی قادر به حمل وزن یک کلاهک هسته‌ای نیست.

غنی سازی اورانیوم

سانتریفیوژهای اورانیوم

شیوه‌ی معمول غنی سازی اورانیوم استفاده از فرآیند سانتریفیوژ گازی است. در این فرآیند شکل تبدیل شده‌ی اورانیوم گازی به نام هگزا فلوراید اورانیوم به استوانه‌ای چرخان تزریق می‌شود و با نیروی تولید شده توسط این سیلندر دوار ایزوتوپ U-235 از ایزوتوپ‌های سنگین‌تر U-238 جدا می‌شود. تفاوت اورانیوم ۲۳۵ و ۲۳۸ در آن است که U-235 می‌تواند واکنش زنجیره‌ای شکافت هسته‌ای را تحمل کند. در این واکنش با پرتاپ یک نوترون هسته‌ی اورانیوم از یک ماده‌ی رادیواکتیو به قطعات کوچکتری تقسیم می‌شود. این فرآیند مانند یک زنجیره عمل می‌کند و با کوبیدن نوترون‌ها به دیگر اتم‌ها در زمانی بسیار کوتاه تمام سوخت را مصرف می‌کند و انفجاری عظیم را به وجود می‌آورد.

واکنش زنجیره‌ای اورانیوم ۲۳۵

به منظور حفظ واکنش زنجیره‌ای لازم برای انفجار بمب اتم، اتم‌ها باید در حالتی به نام جرم فوق بحرانی نگهداری شوند به طوری که بیشتر از یک نوترون آزاد از هر تقسیم به اتم‌های دیگر برخورد کند. جرم فوق بحرانی در بمب اورانیومی برای جلوگیری از انفجار سریع‌تر از برنامه به صورت جداگانه ذخیره می‌شود و در زمان معین با اتصال این ماده به چاشنی اتمی زنجیره‌ی انفجار آغاز می‌شود. همچنین طراحی بمب باید به گونه‌ی صورت گیرد که قبل از کامل شدن واکنش زنجیره‌ای نیروی انفجار ساختمان بمب را از بین نبرد. مشکل دیگر در ساخت بمب اتمی این واقعیت است که اورانیوم سنگین‌ترین عنصر طبیعی جهان است (دو برابر سنگین‌تر از سرب) و برای کارآمد بودن یک بمب اورانیومی به حداقل ۱۵ کیلوگرم اورانیوم غنی شده احتیاج است. علاوه بر این قسمت‌های دیگر سازه‌ی بمب بسیار سنگین هستند و همین ساخت موشک‌های اتمی دوربرد را سخت می‌کند.

ابر قارچی شکل بر فراز ناکازاکی - پسر کوچک اولین بمب هسته‌ای است که در هیروشیما منفجر شد و با قدرتی برابر ۱۵ هزار تن TNT در چند ثانیه ۱۴۰ هزار نفر را از بین برد

اما پلوتونیوم می‌تواند این مشکل را حل کند، در بمب پلوتونیوم نیاز به مواد بسیار سبک‌تری برای کارآمد بودن است. به عنوان مثال چهار کیلوگرم از پلوتونیوم غنی شده یا پلوتونیوم ۲۳۹ برای ساخت یک بمب هسته‌ای کافی خواهد بود. حتی برخی از دانشمندان می‌گویند فقط یک کیلوگرم از پلوتونیوم ۲۳۹ برای ساخت بمب کافی خواهد بود. در بمب‌های پلوتونیومی، پلوتونیوم غنی شده درون محفظه‌ای توپی شکل که اطراف آن با مواد منفجره احاطه شده قرار می‌گیرد. با ایجاد شوک حاصل از انفجار پلوتونیوم به حالت فوق بحرانی رسیده و یک منبع نوترون جداگانه به عنوان ماشه‌ای این واکنش زنجیره‌ای را در زمان مناسب آغاز می‌کند. به نظر می‌رسد کشورهایی که قابلیت توسعه‌ی بمب اورانیومی را دارند به سمت بمب پلوتونیوم متمایل شده‌اند زیرا این بمب سبک‌تر بوده و برد بسیار بیشتری را نیز خواهد داشت.

مشکلات پلوتونیوم

استفاده از پلوتونیوم برای ساخت بمب هسته‌ای دشواری‌های خود را دارد. برای دیوانگانی که می‌خواهند به این سلاح دست یابند نیاز به تأسیسات بسیار پیشرفته شیمیایی برای استخراج و تصفیه و فشرده‌سازی پلوتونیوم و انتقال آن به یک کلاهک هسته‌ای مناسب است. ساخت کلاهک هسته‌ای خود تکنولوژی بسیار پیچیده‌ای را طلب می‌کند همچنین ساخت سازه‌ای قابل اعتماد که بتواند تمام مراحل انفجار به این دقت را در کسری از ثانیه حمایت کند نیز تکنولوژی بسیار پیچیده‌ای را طلب می‌کند.

مشکلات دیگر

چالش‌های دیگری شامل توسعه‌ی سیستم هدایت گر موشک و سیستم محافظت از موشک در برابر حرارت برای موشک‌هایی که قرار است به فضا رفته و از آن‌جا به اهداف خود برخورد کنند خود مسأله‌ی بسیار بزرگی است. در‌ واقع از رسیدن به غنی سازی مورد نیاز تا تولید سیستم موشکی که امکان استفاده از کلاهک هسته‌ای را داشته باشد راه بسیار زیادی وجود دارد. اما شهامت استفاده از این بمب را فقط دیوانگان دارند، هر کشوری می‌داند که در صورت استفاده از این سلاح کشتار جمعی نه تنها از طرف کشور مقابل، بلکه از طرف تمام جهان هدف حمله قرار خواهد گرفت؛ پس استفاده از سلاح اتمی دسته کمی از خودکشی یک ملت نخواهد داشت و همین فشارها است که باعث می‌شود ‌ژاپن تنها قربانی بمب اتم در دنیا باقی بماند.

چه کسانی بمب اتم دارند؟

مطمئنیم که در حال حاضر ۹ کشور در زرادخانه‌های خود بمب‌های اتمی را انبار کرده‌اند اگرچه از تعداد با اطمینان نمی‌توانیم صحبت کنیم. به نظر می‌رسد چیزی در حدود ۲۲ هزار و ۳۰۰ بمب اتمی در جهان وجود داشته باشد که در حدود ۷ هزارو ۹۰۰ عدد از آن‌ها قابل استفاده هستند. از این تعداد در حدود ۲۰۰۰ بمب اتمی متعلق به آمریکا و روسیه در وضعیت آماده باش قرار داشته و می‌توانند به سرعت پرتاب شوند. به دلایل امنیتی به دست آوردن آمار دقیق در این موارد بسیار سخت است. روسیه، ایالات متحده، فرانسه، چین، انگلستان، اسرائیل، پاکستان، هند و کره‌ی شمالی قدرت‌هایی هستند که سلاح هسته‌ای در اختیار دارند.

ایالات متحده، روسیه، انگلستان، فرانسه و چین کشورهایی هستند که توافق نامه‌ی منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای (NPT) را پذیرفته‌اند، این توافقنامه کشورهای عضو را از افزایش ذخایر سلاح‌های هسته‌ای منع کرده و استفاده از انرژی صلح آمیز هسته‌ای را حمایت می‌کند. پیش از این کره‌ی شمالی نیز به قرارداد NPT پایبند بود اما در سال ۲۰۰۳ از این قرارداد خارج شده و آزمایش‌های هسته‌ای خود را از سر گرفت. تنها قدرتی که به هیچ کدام از قراردادهای جهانی نپیوسته اسرائیل است، اگرچه آن‌ها وجود بمب اتمی در زرادخانه‌های خود را رد می‌کنند. یک مثال از موفقیت پیمان NPT به آفریقای جنوبی باز می‌گردد. قبلاً این کشور به دنبال دستیابی به سلاح اتمی بود که پس از پیوستن به این قرارداد زرادخانه‌ی هسته‌ای خود را نابود کرد. هزاران کلاهک هسته‌ای در روسیه و آمریکا به عنوان ذخایر غیر فعال نگه داری می‌شوند تا به مرور از مواد شکاف پذیر آن‌ها برای سوخت نیروگاه‌ها استفاده شود.

تاریخ ارسال : سه شنبه ۲۰:۳۴ بعد از ظهر , ۲۵ فر ۹۴

منبع : زومیت

مجله علمی پالیک

برای دیدن این متن در موبایل از این بارکد استفاده کنید

مقالات مشابه