مقالات
بمب هیدروژنی
خلاصه :
درباره مخوف ترین سلاحبمب هیدروژنی یا سلاح گرماهستهای نوعی بمب هسته ای است که انرژی آن ابتدا از طریق فرایند شکافت هسته ای تأمین میشود و گرما و فشار حاصله از این انفجار باعث شروع فرایند همجوشی هسته ای میشود. به همین دلیل بمبهای گرماهستهای انرژی بسیار بیشتری از بمبهای هستهای تکمرحلهای آزاد میکنند. این بمبها از آن رو به «بمب هیدروژنی» معروف شدهاند که فرایند همجوشی هستهای با استفاده از هیدروژن انجام میشود.
نخستین آزمایش این نوع بمب در سال ۱۹۵۲ توسط ایالات متحده آمریکا انجام شد. یک سال بعد اتحاد جماهیر شوروی نیز این بمب را ساخت و در سالهای بعد بریتانیا، فرانسه و چین نیز به تولید و آزمایش آن اقدام کردند. امروزه تقریباً تمام بمبهای هستهای این پنج کشور که در حالت عملیاتی و فعال قرار دارد از این نوع است.
برای انجام عمل پیوند باید هسته دو اتم به شدت به یکدیگر برخورد نموده، تا با هم پیوند خورده و در هم ذوب شوند (فرایندی مانند چیزی که در خورشید اتفاق می افتد). اما دافعه الکترواستاتیکی بین دو هسته، مانع بزرگی در این راه محسوب میشود و در فواصل بینهایت نزدیک این دافعه فوقالعاده زیاد است. بنابراین بایستی به هستهها آنقدر سرعت داد که از این مانع عبور نمایند. میدانیم که سرعت ذرات در هر گازی بستگی به درجه حرارت آن گاز دارد. پس کافی است درجه حرارت را آنقدر بالا ببریم تا سرعت لازم برای عبور از این مانع بهدست آید. درجه حرارت لازم برای این کار چندین میلیون درجه سلسیوس است و چنین حرارتی در کره زمین وجود ندارد. اما اگر یک بمب اتمی در وسط تودهای از هستههای سبک منفجر شود، حرارت فوق العادهای که از انفجار بمب حاصل میشود، حرارت هستههای سبک را به قدری بالا میبرد که پیوند آنها را امکانپذیر سازد. این موضوع اساس ساختمان بمب حرارتی و هستهای (ترمونوکلئور) است.
همانطوری که در کبریت عادی برای آتش گرفتن ابتدا گوگرد موجود در آن بر اثر مالش محترق میشود و آنگاه باروت را روشن میسازد، در بمبهای (حرارتی و هستهای) نیز ابتدا یک بمب اتمی معمولی منفجر میشود و در نتیجه انفجار تودهای از اجسام سبک را به حرارت فوقالعادهای میرساند، بهطوری که هستههای آنها به هم میپیوندند و آنگاه انفجار مهیبتری انجام میگیرد.
بعد از انفجار یک بمب اتمی معمولی، عمل سرد شدن به سرعت انجام میگیرد. بنابراین، باید فعل و انفعالاتی را در نظر گرفت که در آنها عمل پیوند به سرعت انجام گیرد. اگر یک بمب اتمی را در مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم محصور کرده و مجموعه را در یک محفظه با مقاومت مکانیکی زیاد قرار دهیم، پس از انفجار بمب هستهای، محیط مساعدی برای یک فعل و انفعال ترمونوکلئور (فعل و انفعال هستهای گرمازا) بهوجود میآید و در اثر آن عمل پیوند هستهها انجام شده و هلیوم بهوجود میآید.
در نتیجه این فعل و انفعال، حدود هفده میلیون الکترون ولت، انرژی آزاد میشود. این میزان انرژِی نسبت به واحد وزن ماده قابل انفجار، در حدود چهار برابر انرژی است که از شکسته شدن اورانیوم حاصل میشود. به عبارت دیگر در موقع پیوند هستههای دوتریم و تریتیوم، انرژی بیشتر بر واحد جرم نسبت به شکافته شدن هستههای اورانیوم رها میشود.