|
|
استفاده از انرژی هسته ای به مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 در ایالات متحده انجام شد. این امر در اثر فشار جنگ جهانی دوم بصورت نتیجه تلاشهای مشترک عده کثیری از دانشمندان صورت گرفت. دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند آمریکایی ، بریتیانیایی و پناهندگان اروپایی بودند. که زیر سلطه فاشیسم بود.
تلاش آنان این بود که پیش از آلمانی ها به یک سلاح هسته ای دست یابند. هدف تولید سلاحی بود که بمب اتمی نامیده می شد. این بمب در اصل یک راکتور هسته ای بی کنترل است که در آن واکنش های هسته ای وسیعی طی چند ملیونیوم ثانیه در سراسر ماده صورت می گیرد.
در انفجارات هسته ای انرژی هسته ای به بخش های زیر تقسیم می شود:
• اثر موج انفجاری
• اثر تشعشع حرارتی
• اثر تشعشع هسته ای
انرژی حاصل از یک انفجار هسته ای به صورت زیر به بخش های مختلف انفجار مربوط می شود:
1. حدودا 50% انرژی به صورت موج انفجاری یا موج مکانیکی اثرات مخربی را روی ساختمان ها ، بناها و تاسیسات می گذارد.
2. 35 %انرژی به صورت تشعشع حرارتی ظاهر می شود و معمولا حرارت محیط انفجار هسته ای تا میلیونها درجه می رسد.
3. تا شعاع 5 کیلومتری انفجارهای هسته ای حرارت جهنمی دارند بطوری که همه چیز در این محیط ذوب می شود.
4. اثر تشعع هسته ای که 15% انرژی انفجار را به خود اختصاص داده به صورت «ذره آلفا ، ذره بتا ، اشعه گاما و نوترون) در محیط پخش می شود به علت بالا بودن نیم عمر آنها مدتهای طولانی در محیط اکوسیستم می ماند.
انواع بمب های هسته ای :
بمب های هسته ای دو نوع هستند:
• یک نوع از همجوشی هسته ای تولید می شود. معمولا هسته های سبک با هم ترکیب شده و هسته سنگین را ایجاد می کنند در این هنگام مقدار زیادی انرژی آزاد می شود.
• نوع دوم بمب از طریق شکافت هستهای یعنی شکسته شدن هسته های سنگین به هسته های سبک تر و همزمان با شکستن هسته مقدار قابل توجهی انرژی آزاد می شود.
بمب هسته ای (Nuclear Bomb) :
یکی از سلاحهای انفجاری با نیروی بسیار خوب است که براساس واکنش های خودبخودی زنجیری شکست هسته اورانیوم 235 یا پلوتونیم 239 انجام می گیرد.از واکنش یک نوترون حرارتی بااورانیوم 235 دو هسته نسبتا سبک پایدار و 200Mev انرژی حاصل می شود.
اجزای اصلی این بمب شامل مقداری سوخت هسته ای ، ماده انفجاری به عنوان چاشنی و یک پوسته می باشد.
انفجار بمب اتمی با یک موج بسیار قوی ، روشنایی بسیار شدید و تشعشعات نافذ همراه است که باعث آلودگی رادیو اکتیو محیط اطراف ، هوا و آب می گردد.
واحد سنجش قدرت انفجار های هسته ای:
قدرت انفجارهای هسته ا ی بر حسب T.N.T (تری نیترو تولوئن) می باشد. وقتی گفته می شود یک بمب هسته ای 20 مگاتنی منظور این است که انرژی حاصل از این بمب برابر انرژی حاصل از 20 مگاتن تی ان تی است. یعنی باید 20 مگا تن T.N.Tمنفجر شودتا انرژی معادل بمب هسته ای مذکور تولید شود.
تعریف انفجار
انفجار اعم از عادی یا هسته ای عبارتست از رهایی مقدار زیادی انرژی در مدت زمانی بسیار کوتاه و در فضای محدود .
ساختار انفجاری هسته ای
در انفجار هسته ای حرارت و فشار حاصل از اندازه ای است که جرم بمب و همه مواد موجود در فضای مزبور را در آن واحد زمان بصورت توده ای از گاز داغ ، ملتهب و فشرده در آورده و تشکیل گوی آتشین که در حدود چند میلیون درجه حرارت است می دهد این گوی آتشین بلافاصله انبساط کرده و به لایه های بالای جو صعود می کند.انبساط سریع گوی آتشین فشار اطراف خود را بالا برده و موج انفجاری بسیار شدیدی و یا موج ضربه فوق العاده ای در زمین یا آب یا در زیر زمین ایجاد می کند که اثر تخریبی انفجار مربوط به آنها ست .
مشخصات انفجاری هسته ای
- در نزدیکی انفجار سرعت موج از یک کیلومتر درثانیه یعنی هزارها کیلومتر در ساعت بیشتر است .
- قسمت عمده ای از انرژی انفجار بصورت حرارت و نور آزاد می شود که در منطقه وسیعی ایجاد آتش سوزی نموده و حتی در فاصله های دورتر سبب سوختگی در پوست بدن موجودات زنده ای که در معرض آنها قرارگرفته باشند می گردد .
- مقدار زیاری اشعه نامریی هسته ای به نام تشعشع هسته ای اولیه بوجود می آید که قدرت نفوذی فوق العاده ای داشته و بر حسب شدت تشعشع آنها آثار بیولوژیکی تشعشعات هسته ای وخیم یا کشنده در موجودات زنده بوجود می آورند .
- مواد حاصل از انفجار های هسته ای به شدت رادیو اکتیو بوده ومنطقه وسیعی را بطوری الوده می سازد که بر حسب نزدیکی یا دوری از مرکز انفجار تامدتی غیر قابل سکونت خواهند بود مانند هیروشیمای ژاپن .
- در انفجارهای معمولی درجه حرارت در مرکز انفجار به حدود ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد درمورد انفجارهای هسته ای به ده ها میلیون درجه می رسد .
حوزه انفجارهسته ای
قطر کره آتشین از بمب هسته ای یک مگاتنی در یک هزارم ثانیه به حدود ۱۵۰ متر رسیده ودر هر ثانیه به حداکثر اندازه خود که حدود ۲۰۰۰ متر است می رسد و پس از یک دقیقه نسبتا سرد شده و روشنایی خود را از دست می دهد این زمانی است که انفجار ۷ کیلو متر صعود کرده است برای تصور میزان درخشندگی آن کافیست اشاره کنیم که :
- از فاصله یکصد کیلومتری از نور خورشید در وسط روز درخشنده تر است .
- در پاره ای از آزمایش ها که در طبقات بالای جو انجام گرفته نور حاصله از فاصله ۱۰۰۰ کیلومتری محسوم بوده است که تحت بعضی شرایط این نور می تواند موجب کوری موقتی یا سوختگی دایمی شبکیه چشم شود .
- در موقع آزمایشات هسته ای در معرض بودن تصادفی اشخاص موجب سوختگی شبکیه چشم درمسافت ۱۰ مایلی در سلاح ۲۰ کیلو تنی شده است .
- گوی آتشین همانطور که به سرعت بزرگ شده و صعود می کند تغییر شکل داده و پهن تر می شود ضمناً هوا و خاک و عناصر دیگر را از پایین به داخل خود می مکد و به همین ترتیب دنباله ای از غبار تشکیل می شود که گوی آتشین را به زمین وصل می کند کره آتشین بتدریج سرد شده و بصورت ابری متلاطم در می آید که ابتدا سرخ رنگ بوده و بعد سفید می شود در این حال با دنباله خود شکل قارچی به خود می گیرد .
تخریب بعد از انفجار هسته ای
- چنانچه انفجار در سطح زمین یا نزدیکی آن اتفاق بیافتد مقدار زیادی خاک و شن و مواد مختلف بخار شده و همراه با گوی آتشین بالا می روند یک صدم انرژی سلاح مگاتنی در تر کش سطحی کافی است که ۴۰۰۰ تن خاک و شن و سنگ را بخار نماید این مواد که بدین ترتیب به داخل گوی آتشین کشیده شده با مواد رادیو اکتیو مخلوط می شوند و ابر اتمی قارچ شکل انفجارات اتمی را شکل می دهند ذرات این باد بتدریج به زمین بازگشته و یا در اثر برف و باران به زمین ریخته خواهد شد این عمل ریزش اتمی نامیده شده و منبع تشعشعات باقیه خواهند بود .
- در انفجارهای زیر آبی مقدار زیادی آب بخار خواهد شد یک صدم انرژی سلاح یک مگاتنی کافیست که ۲۰۰۰۰ تن آب را بخار کند .
- انفجار زیر زمینی اتمی ایجاد تکانهایی مانند زمین لرزه می نماید در اثر این لرزش و جابه جاشدن قسمتی از سطح زمین خرابی بوجود می آید اما انرژی یک زلزله قوی با انرژی یک میلیون بمب اتمی برابر است!
تقسیم بندی انرژی انفجار سلاح اتمی
مجموع انرژی حاصله که به نام قدرت بمب نامیده می شود به سه اثر اولیه تقسیم می شود . گرچه تقسیم بندی انرژی تا اندازه ای به نوع سلاح و سوختنش وشرایط انفجار بستگی دارد ولی بطور کلی بصورت زیر تقسیم بندی می شود .
- ۵۰% انرژی به توسط موج انفجاری یا موج ضربه حمل می شود .
- ۳۵% انرژی را تشعشع حرارتی و امواج نورانی در خود دارند .
- ۱۵% انرژی را تشعشع هسته ای ( ۵% تشعشع ابتدایی ۱۰% تشعشع باقیه ) دارد.

انفجار هسته ای
تعریف انفجار
انفجار اعم از عادی یا هسته ای عبارتست از رهایی مقدار زیادی انرژی در مدت زمانی بسیار كوتاه و در فضای محدود .
ساختار انفجاری هسته ای
در انفجار هسته ای حرارت و فشار حاصل از اندازه ای است كه جرم بمب و همه مواد موجود در فضای مزبور را در آن واحد زمان بصورت توده ای از گاز داغ ، ملتهب و فشرده در آورده و تشكیل گوی آتشین كه در حدود چند میلیون درجه حرارت است می دهد این گوی آتشین بلافاصله انبساط كرده و به لایه های بالای جو صعود می كند.انبساط سریع گوی آتشین فشار اطراف خود را بالا برده و موج انفجاری بسیار شدیدی و یا موج ضربه فوق العاده ای در زمین یا آب یا در زیر زمین ایجاد می كند كه اثر تخریبی انفجار مربوط به آنها ست .
مشخصات انفجاری هسته ای
- در نزدیكی انفجار سرعت موج از یك كیلومتر درثانیه یعنی هزارها كیلومتر در ساعت بیشتر است .
- قسمت عمده ای از انرژی انفجار بصورت حرارت و نور آزاد می شود كه در منطقه وسیعی ایجاد آتش سوزی نموده و حتی در فاصله های دورتر سبب سوختگی در پوست بدن موجودات زنده ای كه در معرض آنها قرارگرفته باشند می گردد .
- مقدار زیاری اشعه نامرئی هسته ای به نام تشعشع هسته ای اولیه بوجود می آید كه قدرت نفوذی فوق العاده ای داشته و بر حسب شدت تشعشع آنها آثار بیولوژیكی تشعشعات هسته ای وخیم یا كشنده در موجودات زنده بوجود می آورند .
- مواد حاصل از انفجار های هسته ای به شدت رادیو اكتیو بوده ومنطقه وسیعی را بطوری الوده می سازد كه بر حسب نزدیكی یا دوری از مركز انفجار تامدتی غیر قابل سكونت خواهند بود مانند هیروشیمای ژاپن .
- در انفجارهای معمولی درجه حرارت در مركز انفجار به حدود 5000 درجه سانتیگراد درمورد انفجارهای هسته ای به ده ها میلیون درجه می رسد .
حوزه انفجارهسته ای
قطر كره آتشین از بمب هسته ای یك مگاتنی در یك هزارم ثانیه به حدود 150 متر رسیده ودر هر ثانیه به حداكثر اندازه خود كه حدود 2000 متر است می رسد و پس از یك دقیقه نسبتا سرد شده و روشنایی خود را از دست می دهد این زمانی است كه انفجار 7 كیلو متر صعود كرده است برای تصور میزان درخشندگی آن كافیست اشاره كنیم كه :
- از فاصله یكصد كیلومتری از نور خورشید در وسط روز درخشنده تر است .
- در پاره ای از آزمایش ها كه در طبقات بالای جو انجام گرفته نور حاصله از فاصله 1000 كیلومتری محسوم بوده است كه تحت بعضی شرایط این نور می تواند موجب كوری موقتی یا سوختگی دائمی شبكیه چشم شود .
- در موقع آزمایشات هسته ای در معرض بودن تصادفی اشخاص موجب سوختگی شبكیه چشم درمسافت 10 مایلی در سلاح 20 كیلو تنی شده است .
- گوی آتشین همانطور كه به سرعت بزرگ شده و صعود می كند تغییر شكل داده و پهن تر می شود ضمناً هوا و خاك و عناصر دیگر را از پایین به داخل خود می مكد و به همین ترتیب دنباله ای از غبار تشكیل می شود كه گوی آتشین را به زمین وصل می كند كره آتشین بتدریج سرد شده و بصورت ابری متلاطم در می آید كه ابتدا سرخ رنگ بوده و بعد سفید می شود در این حال با دنباله خود شكل قارچی به خود می گیرد .
تخریب بعد از انفجار هسته ای
- چنانچه انفجار در سطح زمین یا نزدیكی آن اتفاق بیافتد مقدار زیادی خاك و شن و مواد مختلف بخار شده و همراه با گوی آتشین بالا می روند یك صدم انرژی سلاح مگاتنی در تر كش سطحی كافی است كه 4000 تن خاك و شن و سنگ را بخار نماید این مواد كه بدین ترتیب به داخل گوی آتشین كشیده شده با مواد رادیو اكتیو مخلوط می شوند و ابر اتمی قارچ شكل انفجارات اتمی را شكل می دهند ذرات این باد بتدریج به زمین بازگشته و یا در اثر برف و باران به زمین ریخته خواهد شد این عمل ریزش اتمی نامیده شده و منبع تشعشعات باقیه خواهند بود .
- در انفجارهای زیر آبی مقدار زیادی آب بخار خواهد شد یك صدم انرژی سلاح یك مگاتنی كافیست كه 20000 تن آب را بخار كند .
- انفجار زیر زمینی اتمی ایجاد تكانهایی مانند زمین لرزه می نماید در اثر این لرزش و جابه جاشدن قسمتی از سطح زمین خرابی بوجود می آید اما انرژی یك زلزله قوی با انرژی یك میلیون بمب اتمی برابر است!
تقسیم بندی انرژی انفجار سلاح اتمی
مجموع انرژی حاصله كه به نام قدرت بمب نامیده می شود به سه اثر اولیه تقسیم می شود . گرچه تقسیم بندی انرژی تا اندازه ای به نوع سلاح و سوختنش وشرایط انفجار بستگی دارد ولی بطور كلی بصورت زیر تقسیم بندی می شود .
- 50% انرژی به توسط موج انفجاری یا موج ضربه حمل می شود .
- 35% انرژی را تشعشع حرارتی و امواج نورانی در خود دارند .
- 15% انرژی را تشعشع هسته ای ( 5% تشعشع ابتدایی 10% تشعشع باقیه ) دارد.
منبع : دانشنامه رشد