فیزیک برای زندگی

بمب الکترومغناطیس

بمب الکترومغناطیس: سلاحی ویرانگر اما با وجدان! (+عکس)




زمانی را تصور کنید که در یک شهر آرام به سر می‌برید. ناگهان نور شدیدی ساطع می‌شود و در یک لحظه همه چیز در خاموشی فرو میرود. بوی سوختن وسایل الکتریکی در فضا می‌پیچد...
وقتی بیشتر افراد به سلاح‌های هسته‌ای فکر می‌کنند، تصاویری از نابودی ساختمان‌ها، بلند شدن توده‌ای از ابرهای های قارچی شکل و شهرهایی ویران شده جلوی چشمشان می‌آید. مردم در مورد سلاح‌های هسته‌ای به این مسئله توجه نمی‌کنند که انفجار تنها آغاز کار است و بقیه مضرات این سلاح‌ها مانند تشعشعات رادیواکتیو را کمتر مورد توجه قرار می‌دهند. یکی از انواع تشعشعاتی که توسط سلاح‌های هسته‌ای ساطع می‌شوند پالس های الکترو مغناطیس هستند. یک پالس الکترومغناطیس یک نیروی قوی الکتریکی است که از تغییرات اثر کامپتون که بازتاب کامپتون نامیده می‌شود ایجاد می‌شود. این پالس که پس از یک انفجار هسته ای ایجاد می‌شود با تولید یک جریان الکتریکی بسیار قوی باعث از کار افتادن اجزای الکتریکی به خصوص نیمه هادی‌ها می‌شود. دامنه تاثیر این پالس فقط به دستگاه‌های الکتریکی روی زمین محدود نمی‌شود و هواپیماها، هلیکوپترها و تمام وسیله‌های هوایی دارای سیستم‌های الکترونیکی نیز در معرض حمله قرار می‌گیرند. در حقیقت هر وسیله الکتریکی که در معرض این پالس قرار بگیرد به یک وسیله بی استفاده مبدل می‌شود. در شعاع تشعشع این انفجار شهر در تاریکی فرو رفته است بمب‌های الکترومغناطیس بمب‌هایی هستند که برای تخریب هدف خود، از یک پالس شدید الکترومغناطیس بهره می‌گیرند. این پالس الکترومغناطیس، تمام سامانه‌های الکتریکی و الکترونیکی در شعاع تخریب را از کار می‌اندازد. از آنجاییکه بدن انسان و موجودات زنده در مقابل امواج الکترومغناطیس مقاوم است، انفجاراین نوع بمب تلفات جانی به همراه ندارد، اما اثرات مخرب آن بر روی سامانه های اطلاعاتی، عملا جامعه هدف را به پیش از عصر اطلاعات باز میگرداند! زمانی را تصور کنید که در یک شهر آرام به سر می‌برید. ناگهان نور شدیدی ساطع می‌شود و در یک لحظه همه چیز در خاموشی فرو میرود. بوی سوختن وسایل الکتریکی در فضا می‌پیچد، پوشش سیم ها سوخته و خطوط نازک تلفن قطع می‌شود و مهم تر از همه اینکه درون هیچ کامپیوتری حتی یک بیت اطلاعات باقی نمانده و در عین حال هیچ کس کوچکترین آسیبی ندیده است. پس از انفجار بمب الکترومغناطیسی بر فراز چنین شهری، در کسری از ثانیه یک تا دو میلیارد وات انرژی الکتریکی کلیه سیستمهای مخابراتی، رادیویی و تلویزیونی را از کار می‌اندازد. برق شهر قطع می‌گردد، مدار الکتریکی همه کامپیوترها می‌سوزد. تمام باتری ها و خازن ها منفجر می‌شوند. لامپ تصویر همه تلویزیون ها و مانیتورهای خاموش یا روشن، نورانی شده و می‌سوزد. همه موتورهای الکتریکی با آخرین دور به گردش در می‌آیند و همه از کار می‌افتند و ناگهان شهر در تاریکی فرو می‌رود. شهر بدون الکتریسیته، موتور، باتری، مخابرات و حرکت کاملا فلج می‌شود. همه این اتفاقات با سرعت نور یعنی کسری از ثانیه پس از انفجار یک بمب الکترومغناطیسی در حوزه میدان مغناطیسی آن اتفاق می‌افتد. اثر پالس الکترومغناطیس در طی آزمایش‌های هسته‌ای مشاهده شد. در سال ۱۹۵۸ زمانی که نیروی دریای آمریکا در حال آزمایش بمب‌های قوی هسته ای بر فراز اقیانوس آرام بود، اختلالات الکترونیکی بسیاری در جزایر هاوایی و استرالیا گزارش شد. بعد از تحقیقات بسیار مشخص شد که عامل این اختلالات الکترونیکی، پالس های الکترومغناطیسی بودند که پس از انفجار این بمب های هسته ای تا مایل ها دورتر متشعشع شده بودند.

طاها چهارشنبه 18 آذر‌ماه سال 1388 ساعت 08:11 ق.ظ

0 نظر

ایزوتوپ معمول اورانیوم (اورانیوم 238) براى ساخت سلاح اتمى مناسب نیست. چرا که با شلیک نوترونى به هسته این ایزوتوپ، احتمال به دام افتادن نوترون و تشکیل اورانیوم 239 از احتمال شکافت هسته اى بسیار بیشتر است. درحالى که در اورانیوم 235 امکان شکافت هسته اى بیشتر است.

[ کوانتوم و فیزیک جدید ]

چرا اورانیوم و پلوتونیوم؟

ایزوتوپ معمول اورانیوم (اورانیوم 238) براى ساخت سلاح اتمى مناسب نیست. چرا که با شلیک نوترونى به هسته این ایزوتوپ، احتمال به دام افتادن نوترون و تشکیل اورانیوم 239 از احتمال شکافت هسته اى بسیار بیشتر است. درحالى که در اورانیوم 235 امکان شکافت هسته اى بیشتر است.

همین خاطر براى تهیه مقدار مورد نیاز اورانیوم 235 براى ساخت بمب، به مقدار زیادى از اورانیوم طبیعى نیاز است. در عین حال ایزوتوپ هاى 235 و 239 اورانیوم به روش هاى شیمیایى قابل جداسازى نیستند؛ چرا که از لحاظ شیمیایى یکسانند. بنابراین دانشمندان پروژه منهتن قبل از ساختن بمب باید مسئله دیگرى را حل مى کردند؛ جداسازى ایزوتوپ هاى اورانیوم به روش هاى غیرشیمیایى. پژوهش ها همچنین نشان مى داد که پلوتونیوم239 قابلیت شکافت هسته اى بالایى دارد. گرچه پلوتونیوم 239 یک عنصر طبیعى نیست و باید ساخته شود. رآکتورهاى هنفورد در واشینگتن به همین منظور ساخته شده اند.

«پسربچه»:Little boy یک بمب شلیکى

طرح «پسربچه» شامل تفنگى است که توده اى از اورانیوم 235 را به سمت توده دیگرى از این ایزوتوپ شلیک مى کند. به این ترتیب یک جرم فوق بحرانى تولید مى شود. نکته اساسى که حتماً باید رعایت شود این است که این توده ها باید در زمانى کوتاه تر از حدفاصل بین شکافت هاى خود به خودى در کنار هم نگه داشته شوند. به محض اینکه دو توده اورانیوم در کنار هم قرار گرفتند، ناگهان چاشنى توده اى از نوترون ها را تولید مى کند و زنجیره واکنش ها آغاز مى شود. با ادامه این زنجیره، انرژى مدام افزایش مى یابد تا بمب به سادگى و خودبه خود منفجر شود.

1- در دنباله پلیسه بردارى
۲- مخروط دم
۳- لوله هاى ورود هوا
۴- چاشنى فشار هوا
۵- محفظه پوشش محافظ سربى
۶- بازوى چاشنى
۷- سرانفجارى
۸- چاشنى انفجارى معمول
۹- اورانیوم 235 (گلوله)
۱۰- سیلندر توپ
۱۱- اورانیوم 235 (هدف) با مخزن
(منعکس کننده نوترون درست این بالا است)
۱۲- میله هاى کنترل فاصله
۱۳- فیوزها

«مرد چاق»Fat man : بمب انفجار درونى

شکافت خودبه خودى پلوتونیوم 239 آنقدر سریع است که بمب تفنگى (پسربچه) نمى تواند دو توده پلوتونیوم را در زمانى کوتاه تر از حد فاصل شکافت ها کنار هم نگه دارد. بنابراین براى پلوتونیوم باید نوع دیگرى از بمب طراحى شود. قبل از سوارکردن بمب، چند نوترون سرگردان رها مى شوند تا زنجیره واکنش پیش رس را آغاز کنند. این زنجیره موجب کاهش عظیم انرژى منتشر شده مى شود. «ست ندرمى یر» (دانشمندى از لس آلاموس) ایده استفاده از چاشنى هاى انفجارى را براى کمپرس بسیار سریع کره پلوتونیوم مطرح کرد و بسط داد. با این روش کره پلوتونیوم به چگالى مناسب بحرانى مى رسد و انفجار هسته اى رخ مى دهد.

1- فیوز تخریب AN219:
۲- :Archie آنتن رادار
۳- صفحه باترى ها
۴- واحد :Xسیستم جرقه زن کنار چاشنى
۵- لولا براى ثابت نگه داشتن دو بخش بیفوى بمب
۶- لنز پنج ضلعى با قابلیت انفجار بالا
۷- لنز شش ضلعى با قابلیت انفجار زیاد
۸- چتر نجات کالیفرنیا دنباله (آلومینیوم)
۹- حفاظ دور، قطر داخلى cm ۱۴۰
۱۰- مخروط هایى که کل کره را در بر مى گیرند
۱۱- لنزهاى انفجارى
۱۲- ماده هسته اى
۱۳- صفحه رادارها، سوئیچ هاى هوا و تایمرها
۱۴- جمع کننده لوله هوا

بمب انفجار داخلى: بمب کثیف

انفجار درونى که در واقع عکس انفجار بیرونى است ماده و انرژى را چگال و متمرکز مى کند. ویرانى ساختمان بر اثر انفجار بیرونى باعث مى شود که ساختمان روى خودش آوار شود. اصطلاحاً گفته مى شود که «ساختمان از درون منفجر شده است.» انفجار درونى، آوار شدن از داخل است. درست مقابل انفجار بیرونى، یک کره توخالى پلوتونیوم مى تواند با چاشنى کروى انفجارى خارجى، از درون منفجر شده و به عنوان ماشه یک بمب شکافت هسته اى به کار رود. این بمب هم به نوبه خود مى تواند یک ماشه انفجار داخلى براى یک جور هم جوشى باشد. در بحث کاویتاسیون انفجار درونى یک فرآیند مکثى است که ذرات را مجبور به حرکت به سمت داخل مى کند (نه حرکت به سمت خارج که مربوط به انفجار بیرونى است) این حرکت مرکزگراى درونى، از یک مسیر مستقیم به سمت مرکز (مسیر شعاعى) پیروى نمى کند، بلکه با چرخش روى یک مسیر مارپیچى حرکتش را انجام مى دهد. این حرکت چرخشى ورتکس نام دارد. در کاویتاسیون به خاطر فشار کم، حباب هاى کوچکى از بخار آب در یک سمت پروانه تشکیل مى شود. با تخریب این حباب ها، موج هاى ناگهانى محلى شدیدى به وجود مى آید که سر و صدا تولید مى کند و منجر به شکست محلى در سطح پروانه مى شود. ادامه این روند سایش ماده را به دنبال دارد. مشخصه اصلى ورتکس این است که خارج آن کند و مرکز آن تند حرکت مى کند. در ورتکس، آب «از درون منفجر مى شود» ذرات معلقى که از آب سنگین ترند به مرکز جریان کشیده مى شوند، مقاومت اصطکاکى کاهش مى یابد و سرعت جریان زیاد مى شود.

مراحل انفجار داخلى

یک که ماده شکافت پذیر را در برگرفته است، مشتعل مى شود. سرعت این موج ناگهانى از سرعت صوت بیشتر است و سبب افزایش قابل توجه شار مى رود. موج در یک لحظه به تمام نقاط روى سطح کروى ماده شکافت پذیر در هسته بمب حمله مى کند، فرآیند تراکم آغاز مى شود.

3

رها شدن چاشنى به رها شدن نوترون هاى زیاد منجر مى شود. به همین دلیل خیلى از تولیدات اولیه باى پس مى شوند.۵ زنجیره واکنش ها همچنان ادامه مى یابد. تا زمانى که انرژى تولید شده در درون بمب به قدرى بزرگ شود که فشار درونى (ناشى از انرژى شکافت) به مقدارى بیش از فشار انفجار داخلى و ناشى از موج ناگهانى برسد.۶

با از هم جدا کردن بمب، انرژى منتشر شده در فرآیند شکافت، به اطراف انتقال مى یابد.

بمب هیدروژنى

بازده هیدروژنى به وسیله مقدار لیتیوم دوتراید deuteride و نیز مواد شکافت پذیر اضافه کنترل مى شود. براى تامین نوترون هاى اضافه فرآیند هم جوشى fusion معمولاً اورانیوم 238 در بخش هاى مختلف بمب به کار مى رود. این ماده شکافت پذیر اضافه (اورانیوم 238) در عین حال تشعشعات اتمى باکیفیت بالا نیز تولید مى کند.

بمب نوترونى

بمب نوترونى یک بمب هیدروژنى است. بمب نوترونى به کلى با سایر سلاح هاى اتمى استاندارد تفاوت دارد. چرا که اثرهاى مهلک بمب که از تشعشعات مضر مى آید، به خاطر نوترون هایى است که خودش رها مى کند. این بمب همچنین به نام «سلاح تشعشع افزوده» (enhanced- radiation weapon) شناخته مى شود.اثرات تشعشع افزوده در بمب نوترونى بدین صورت است که آثار حرارتى و تخریبى این بمب نسبت به سایر سلاح هاى اتمى کمتر است. به همین دلیل ساختارهاى فیزیکى مثل ساختمان ها و مراکز صنعتى کمتر خسارت مى بینند و بمب بیشترین آسیب را به انسان وارد مى کند. از آنجا که اثرات تشعشع نوترون با افزایش فاصله به شدت کاهش مى یابد اثر بمب در مناطق نزدیک به آن و مراکز دور از آن به وضوح تفاوت دارد. این ویژگى کاملاً مطلوب کشورهاى عضو پیمان آتلانتیک شمالى (ناتو) است، چرا که آنها مى خواهند آمادگى نبرد در مناطق پرازدحام را داشته باشند درحالى که انواع دیگر انفجارهاى هسته اى، زندگى شهرى و دارایى ها را به خطر مى اندازند بمب نوترونى فقط با زنده ها سر و کار دارد.

با افزایش چگالى هسته، جرم به حالت بحرانى و سپس فوق بحرانى مى رود که در آن زنجیره واکنش ها به صورت نهایى زیاد مى شود.

طاها چهارشنبه 18 آذر‌ماه سال 1388 ساعت 08:03 ق.ظ

0 نظر