بمب هيدروژني چيست؟

انفجار بمب هيدروژني رومئو در ۱۵ آوريل ۱۹۵۴ در نزديكي جزيره بيكيني در خلال عمليات قلعه

 

بمب هيدروژني يا گرما هسته‌اي نوعي بمب هسته‌اي است كه انرژي آن ابتدا از طريق فرايند شكافت هسته‌اي تامين مي‌شود و گرما و فشار حاصله از اين انفجار باعث شروع فرايند همجوشي هسته‌اي استفاده مي‌شود. به همين دليل بمب‌هاي گرما هسته‌اي انرژي بسيار بيشتري از بمب‌هاي هسته‌اي تك‌ مرحله‌اي آزاد مي‌كنند. اين بمب‌ها از آن رو به "بمب هيدروژني" معروف شده‌اند كه فرايند همجوشي هسته‌اي با استفاده از هيدروژن انجام مي‌شود. نخستين آزمايش اين نوع بمب در سال ۱۹۵۲ توسط آمريكا انجام شد. يك سال بعد شوروي نيز اين بمب را ساخت و در سال‌‌هاي بعد بريتانيا، فرانسه و چين نيز به توليد و آزمايش آن اقدام كردند. امروزه تقريبا تمام بمب‌هاي هسته‌اي اين پنج كشور كه در حالت عملياتي و فعال قرار دارد از اين نوع است.

 

 

عملكرد بمب هيدروژني به چه صورت است؟

در اين نوع بمب، با ايجاد يك انفجار اورانيومي يا پلوتونيومي، دمايي معادل چندين ميليون درجه سليسيوس ايجاد مي‌شود. ايزوتوپ‌هاي هيدروژني كه در بمب بكار رفته‌اند، تحت اين شرايط با يكديگر جوش مي‌خورند و به هليم تبديل مي‌شوند و در اين همجوشي، انرژي بسيار زيادي را آزاد مي‌سازند. بنابراين در اين نوع بمب، تركيبي ازشكاف هسته‌اي و همجوشي هسته‌اي بكار رفته‌است. بمب اتمي نسبتاً كوچكي كه شهر ژاپني هيروشيما را نابود كرد، قدرت انفجاري معادل ۲۰۰۰۰ تن، تري‌نيتروتولوئن (تي‌ان‌تي)، كه يك ماده انفجاري عادي امروزي است، داشت. در مقابل، بزرگترين بمب هيدروژني‌ كه تاكنون براي آزمايش، منفجر شده، معادل ۵۰ مگاتن تي‌ان‌تي قدرت انفجاري داشته‌است. نام اين بمب "بمب تزار" بود كه اتحاد جماهير شوروي آن را در سال ۱۹۶۱ آزمايش كرد. اين قدرت انفجاري ۲۵۰۰ برابر قدرت انفجاري بمب هيروشيماست.

 

نحوه انفجار بمب هيدروژني

براي انجام عمل پيوند بايد هسته دو اتم را به شدت به يكديگر برخورد نموده تا با هم پيوند خورده و در هم ذوب شوند. اما دافعه الكترواستاتيكي بين دو هسته، مانع بزرگي در اين راه محسوب مي‌شود و در فواصل بي‌نهايت نزديك اين دافعه فوق‌العاده زياد است. بنابراين بايستي به هسته‌ها آنقدر سرعت داد كه از اين مانع عبور نمايند. مي‌دانيم كه سرعت ذرات در هر گازي بستگي به درجه حرارت آن گاز دارد. پس كافي است درجه حرارت را آنقدر بالا ببريم تا سرعت لازم براي عبور از اين مانع بدست آيد. درجه حرارت لازم براي اين كار چندين ميليون درجه سانتيگراد است و چنين حرارتي در كره زمين وجود ندارد. اما اگر يك بمب اتمي در وسط توده‌اي از هسته‌هاي سبك منفجر شود، حرارت فوق العاده‌اي كه از انفجار بمب حاصل مي‌شود، حرارت هسته‌هاي سبك را به قدري بالا مي‌برد كه پيوند آنها را امكان‌پذير سازد. اين موضوع اساس ساختمان بمب حرارتي و هسته‌اي (ترمونوكلئور) مي‌باشد. همانطوري كه در كبريت عادي براي آتش گرفتن ابتدا گوگرد موجود در آن بر اثر مالش محترق مي‌شود و آنگاه باروت را روشن مي‌سازد، در بمب‌هاي (حرارتي و هسته‌اي) نيز ابتدا يك بمب اتمي معمولي منفجر مي‌شود و در نتيجه انفجار توده‌اي از اجسام سبك را به حرارت فوق‌العاده‌اي مي‌رساند، بطوري كه هسته‌هاي آنها به هم مي‌پيوندند و آنگاه انفجار مهيب‌تري انجام مي‌گيرد. بعد از انفجار يك بمب اتمي معمولي، عمل سرد شدن به سرعت انجام مي‌گيرد. بنابراين بايد فعل و انفعالاتي را در نظر گرفت كه در آنها عمل پيوند به سرعت انجام گيرد. اگر يك بمب اتم را در مخلوطي از دوتريوم و تريتيوم محصور كرده و مجموعه را در يك محفظه با مقاومت مكانيكي زياد قرار دهيم، پس ازانفجار بمب اتمي محيط مساعدي براي يك فعل و انفعال ترمونوكلئور (فعل و انفعال هسته‌اي گرمازا) بوجود مي‌آيد و در اثر آن عمل پيوند هسته‌ها انجام شده و هليوم بوجود مي‌آيد.

در نتيجه اين فعل و انفعال، حدود هفده ميليون الكترون ولت، انرژي آزاد مي‌شود. اين ميزان انرژِي نسبت به واحد وزن ماده قابل انفجار، در حدود چهار برابر انرژي است كه از شكسته شدن اورانيوم حاصل مي‌شود. به عبارت ديگر در موقع پيوند هسته‌هاي دوتريم و تريتيوم، انرژي بيشتر بر واحد جرم نسبت به شكافته شدن هسته‌هاي اورانيوم رها مي‌شود.

بمب تزار با نام مستعار بمب هيدروژني AN602 و قوي‌ترين بمب اتمي آزمايش شده تاكنون است. اين سلاح به نام‌هاي Kuz`kina Mat`(به روسي: Кузькина мать، مادر كوزكا) نيز شناخته شده است. اين بمب توسط اتحاد جماهير شوروي سوسياليستي طراحي شده و ميزان بازدهي آن را حدود ۱۰۰ مگاتن تي‌ان‌تي پيش بيني كردند؛ ولي عملكرد واقعي بمب در آزمايش حدود ۵۰ مگاتن، به منظور كاهش ذرات راديوكتيو بود. اين عملكرد يكي از موفق‌ترين تلاش‌ها براي كاهش ذرات راديواكتيو بود و اين بمب پاك‌ترين بمب هسته‌اي از نظر ذرات خطرناك راديواكتيو مي‌باشد كه تاكنون ساخته شده‌است. تنها يك بمب از اين نوع ساخته و در تاريخ ۳۰ اكتبر سال ۱۹۶۱ در مجمع‌الجزاير نوايا زمليا آزمايش شد. نمونه‌هاي باقي‌مانده از روكش بمب در موزه تسليحات هسته‌اي روسيه، ساروف(آرزاماس-۱۶)، و موزه تسليحات هسته‌اي و مؤسسه تحقيقات فني فيزيك روسيه، سنژينسك (چليابينسك-۷۰)، نگهداري مي‌شوند.

 

در فيلم زير مي‌توانيد انفجار بمب هيدروژني را مشاهده نماييد:

 

 

گردآوري: مجله اينترنتي وب