موضوع مقاله: جنگ‌افزار هسته‌ای | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جنگ‌افزار هسته‌ای | مقدمه: جنگ‌افزار هسته‌ای گونه‌ای سلاح انفجاری است که در آن از انرژی حاصل از شکافت هسته‌ای یا همجوشی هسته‌ای برای تخریب، کشتار و مسائل مربوطه استفاده می‌شود. | ## بخش 1: جنگ‌افزار هسته‌ای | این سلاح‌ها در طول تاریخ دو بار در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن در شهرهای هیروشیما و ناگازاکی مورد استفاده قرار گرفته است. سازوکار و نحوه عملکرد جنگ افزار هسته‌ای عملکرد پیچیده‌ای دارد که تا به امروزه به ۲ حالت خلاصه می‌شود: ۱. شکافت هسته‌ای: بمب‌های شکافت هسته‌ای، از اولین و مؤثرترین انواع سلاح‌های هسته‌ای هستند که بر پایه پدیده شکافت هسته‌ای عناصر سنگین مانند اورانیوم-۲۳۵ و پلوتونیوم-۲۳۹ ساخته شده‌اند. شکافت هسته‌ای(به انگلیسی: Nuclear Fission) فرآیندی است که طی آن، هسته یک اتم سنگین به دو یا چند هسته کوچکتر تقسیم می‌شود و در این فرآیند، مقدار زیادی انرژی به همراه نوترون‌های آزاد تولید می‌کند. اگر این نوترون‌ها باعث شکافت بیشتر اتم‌های دیگر شوند، واکنش زنجیره‌ای رخ داده و در صورت عدم کنترل، منجر به انفجاری مهیب خواهد شد. اورانیوم-۲۳۵ (U-235): ایزوتوپی کمیاب و شکافت‌پذیر از اورانیوم طبیعی که قابلیت شروع واکنش زنجیره‌ای دارد. پلوتونیوم-۲۳۹ (Pu-239): ایزوتوپی مصنوعی ناپایدارتر به نسبت اورانیوم-۲۳۵ که در راکتورهای هسته‌ای تولید می‌شود و از ویژگی‌های شکافت‌پذیری بالاتری برخوردار است. به طور کلی ۲ روش برای شروع انفجار با شکافت وجود دارد: طراحی نوع تفنگی (Gun-Type Design): در این روش، دو نیمه زیر بحرانی از اورانیوم-۲۳۵ با استفاده از انفجار مواد منفجره متعارف به سوی یکدیگر شلیک می‌شوند و در نتیجه به جرمی فوق‌بحرانی تبدیل می‌گردند. این مواد با انفجاری هم‌زمان، هسته را فشرده کرده و چگالی آن را افزایش می‌دهند تا به وضعیت فوق‌بحرانی برسد. برای ایجاد انفجار، لازم است جرم ماده شکافت‌پذیر به حدی برسد که امکان شروع و تداوم واکنش زنجیره‌ای وجود داشته باشد. پس از رسیدن به حالت جرم بجرانی، هر شکافت هسته‌ای باعث آزاد شدن چندین نوترون می‌شود. واکنش زنجیره‌ای در مقیاس بسیار سریع (در حد نانوثانیه) ادامه یافته و انرژی معادل چندین هزار تن TNT آزاد می‌شود. این انرژی، عمدتاً به صورت انرژی جنبشی قطعات شکافته‌شده، انرژی نوترون‌ها، گرما و تابش گاما ظاهر می‌گردد. اگر این انرژی در جرم کافی از ماده شکافت‌پذیر آزاد شود، به انفجاری با قدرت تخریب عظیم منتهی می‌شود. این جنگ افزار‌ها که با شکافت هسته‌ای عمل می‌کنند همانند اولین نمونه های تولید شده آنها هستند. هر دو بمبی که در شهر های هیروشیما و ناگازاکی مورد استفاده قرار گرفته از شکافت هسته‌ای بهره می‌بردند. معمولا این بمب ها قدرت تخریبی نسبی و همچنین گرمای آزاد شده کمتری را به نسبت بمب های با عملکرد همجوشی هسته‌ای دارند چرا که ساختار عملکردی محدود شده و بی‌نظم دارند. همجوشی هسته‌ای: بمب‌های همجوشی هسته‌ای که با نام‌های بمب هیدروژنی یا بمب گرماهسته‌ای نیز شناخته می‌شوند، پیشرفته‌ترین و نیرومندترین نوع سلاح‌های هسته‌ای هستند. این بمب‌ها با استفاده از فرآیند همجوشی هسته‌ای، که در آن هسته‌های سبک با یکدیگر ترکیب می‌شوند و انرژی فوق‌العاده زیادی آزاد می‌کنند، طراحی شده‌اند. این مقاله، اصول فیزیکی، سازوکار انفجار، و ساختار کلی این نوع بمب‌ها را بررسی می‌کند. همجوشی هسته‌ای (Nuclear Fusion) فرآیندی است که طی آن، دو هسته سبک (مانند ایزوتوپ‌های هیدروژن: دوتریوم و تریتیوم) با یکدیگر ترکیب شده و هسته‌ای سنگین‌تر (مانند هلیوم) را تشکیل می‌دهند. این واکنش با آزادسازی انرژی همراه است، زیرا جرم محصولات واکنش کمتر از جرم اولیه است و طبق معادله مشهور اینشتین E=mc2، این اختلاف جرم به انرژی تبدیل می‌شود. بر خلاف شکافت، همجوشی نیازمند دما و فشار بسیار بالا برای غلبه بر نیروی دافعه الکترواستاتیکی بین هسته‌های مثبت است. این شرایط به‌طور طبیعی در هسته ستارگان (مانند خورشید) فراهم است و در روی زمین، تنها با استفاده از انفجار یک بمب شکافت (به‌عنوان ماشه اولیه) می‌توان آن را ایجاد کرد. این بخش همانند یک بمب شکافت معمولی است و هدف آن ایجاد فشار و دمای لازم برای شروع همجوشی است. انرژی آزادشده از انفجار بخش اولیه، این بخش را تحت دما و فشاری عظیم قرار می‌دهد که باعث آغاز واکنش همجوشی می‌شود. ویژگی‌ها بمب اتمی نام رایج سلاح انفجاری است که در آن‌ها از انرژی آزاد شده در فرایند شکافت هسته‌ای، یا گداخت هسته‌ای برای تخریب استفاده می‌شود. نخستین بمب اتمی که بمبی پلوتونیومی (از نوع شکافتی) بود در سال ۱۹۴۵م در جریان جنگ جهانی دوم در آمریکا ساخته و در شانزدهم ژوئیهٔ ۱۹۴۵م در صحرای آلاموگوردو در نیومکزیکوی آمریکا آزمایش شد. آمریکا تنها کشوری است که از بمب اتمی شکافتی اورانیومی در هیروشیما و بمب شکافتی پلوتونیومی در ناگاساکی استفاده نظامی‌کرده است. اختراع این سلاح، ریشه طولانی در تاریخ علم فیزیک و شیمی دارد اما استفاده از دانش به دست آمده، برای ساخت بمب اتمی بیشتر به رابرت اوپنهایمر و ادوارد تلر نسبت داده می‌شود. | ## بخش 2: جنگ‌افزار هسته‌ای | تاریخچهٔ سلاح‌های هسته‌ای نخستین تلاش‌ها در جهت ساخت بمب اتمی در آلمان نازی آغاز شد. در این دوران، شیمیدانی به نام پاول هارتک از استادان دانشگاه هامبورگ به توان بالقوه نیروی اتمی برای کاربردهای نظامی پی برد. وی در ۲۴ فوریه ۱۹۳۹ امکان استفاده از انرژی هسته‌ای به عنوان یک سلاح با توان تخریبی نا محدود را طی نامه‌ای به وزارت جنگ در برلین اطلاع داد. به‌دنبال این امر گروهی برای تحقیق در این رابطه تشکیل شد و ورنر کارل هایزنبرگ فیزیکدان برجسته آلمانی به‌طور غیررسمی سرپرست تیم تحقیقاتی آلمان برای ساخت بمب هسته‌ای گشت. بر اساس کتاب خاطرات اتو اسکورتسنی در حدود سال ۱۹۴۳ آلمان نازی به بمب اتم دست یافت. بر اساس گزارشی که تیم تحقیقاتی به شخص آدولف هیتلر دادند، قدرت این بمب بسیار مهیب و مرگبار بود. اتو اسکورتسِنی در کتاب خود بیان می‌کند که در ملاقات خصوصی خود با شخص پیشوا در خصوص مسئله بمب اتم سوالاتی می‌کند و پاسخ هیتلر چنین است که این بمب سبب انقراض نسل بشر می‌شود و هرگز دستور ساخت آن را صادر نخواهد کرد. متعاقب این اخطار روزولت دستور ایجاد پروژه منهتن با هدف تحقیق در این رابطه و تولید بمب اتمی را با همکاری کشور انگلستان و فرانسه صادر کرد. برای این پروژه تأسیساتی در لوس آلاموس در ایالت نیومکزیکو، اوک ریج ایالت تنسی و همفورد ایالت واشینگتن به کار گرفته شدند و تیمی از برجسته‌ترین دانشمندان آن دوران به استخدام این پروژه درآمدند. اگرچه ادعاهایی در زمینه آزمایش نوعی ابزار هسته‌ای توسط نازی‌ها پیش از پایان جنگ جهانی دوم مطرح شده است. اما تیم آمریکایی به سرپرستی فیزیکدان برجسته، رابرت اوپنهایمر موفق به ساخت عملی اولین بمب هسته‌ای شد که در ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵ در ناحیه‌ای موسوم به ترینیتی در نیومکزیکو آزمایش شد. به فاصله کوتاهی در ۶ اوت ۱۹۴۵، بمب افکن اسکادران ۵۰۹ نیروی هوایی آمریکا موسوم به Avro Lancaster (که اکنون در موزه‌ای در واشینگتن نگهداری می‌شود)، از پایگاهی در جنوب اقیانوس آرام به پرواز درآمد و در ساعت ۸:۱۵ دقیقه به وقت محلی، بمب موسوم به پسر کوچک را بر شهر هیروشیما ژاپن منفجر ساخت و بدین ترتیب نام کشور ایالات متحده آمریکا را به عنوان اولین کشور استفاده‌کننده از سلاح اتمی در تاریخ بشریت ثبت نمود. این بمب که در طراحی آن از ۶۴ کیلوگرم اورانیوم استفاده شده بود، از ارتفاع ۹۶۰۰ متری رها شد و در ارتفاع ۵۸۰ متری سطح زمین با شدتی معادل با انفجار ۱۵ هزار تن TNT منفجر شد. مجموع تلفات اولیه و کشته شدگان ناشی از عوارض این انفجار را بالغ بر ۱۴۰۰۰۰ نفر تخمین می‌زنند. سه روز بعد در ۹ اوت انفجار بمب مرد چاق در شهر ناگازاکی ژاپن موجب کشتار ۷۴۰۰۰ نفر انسان دیگر شد. این بمب که از پلوتونیوم به عنوان ماده شکافت پذیر استفاده می‌کرد، انفجاری به شدت ۲۱ هزار تن TNT ایجاد کرد. پس از پایان جنگ دوم جهانی دانشمندان در آمریکا به تحقیق در رابطه با تسلیحات هسته‌ای ادامه دادند. اگرچه این تصور وجود داشت که هیچ کشوری دیگری در دنیا نمی‌تواند تا پیش از سال ۱۹۵۵ به فناوری ساخت سلاح هسته‌ای دست یابد، اما کلاوس فیوکس یکی از فیزیکدانان آلمانی که در رابطه با مواد فوق انفجاری (High Explosive) با تیم اوپنهایمر همکاری می‌کرد، طرح‌ها و جزئیات طراحی بمب آزمایش شده در ترینیتی را در اختیار جاسوسان شوروی قرار داد. به این ترتیب در ۲۹ اوت ۱۹۴۹ اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی اولین آزمایش اتمی خود را با موفقیت انجام داد و غرب را در وحشت فرو برد. این انفجار اثر زیادی در تسریع جنگ سرد گذارد و موجب ایجاد رقابت تسلیحاتی بین آمریکا و شوروی گردید. پس از آن ایالات متحده جهت حفظ برتری تسلیحاتی خود، تحقیق برای ساخت بمب گرماهسته‌ای (هیدروژنی) را آغاز کرد. پیش از این رابرت اوپنهایمر به دلیل اتخاذ مواضعی علیه ساخت تسلیحات هسته‌ای از سرپرستی پروژه کنار گذارده شد و ادوارد تلر هدایت عملی پروژه ساخت بمب هیدروژنی را برعهده گرفت. نخستین آزمایش بمب گرما-هسته‌ای با اسم رمز مایک در نوامبر سال ۱۹۵۲ در جزیره کوچکی به نام الوگالب در جزایر مارشال انجام شد. وزن تجهیزات به کار رفته در این انفجار شامل دستگاه‌های تبرید به بیش از ۶۵ تن می‌رسید. از آنجایی که در این سیستم مستقیماً از ایزوتوپ‌های دوتریوم و تریتیوم مایع استفاده می‌شد، به آن لقب بمب خیس داده بودند. جزیره الوگالب تقریباً تبخیر شد و حفره‌ای به عمق ۸۰۰ متر و شعاع دهانه ۳ کیلومتر برجای ماند. عراق در سال ۱۹۷۷ شروع به ساخت رآکتور هسته‌ای (معروف به تموز۱) نمود تا بتواند در جنگ ایران و عراق به برتری هسته‌ای دست یابد؛ ولی طی حملات هوایی ایران و سپس حملات نیروی هوایی اسرائیل در عملیات اپرا این رآکتور آسیب جبران‌ناپذیری دید و کارشناسان فرانسوی حاضر اوسیراک را ترک کردند. اسرائیل همچنین در سال ۲۰۰۷ رآکتوری در حال ساخت در سوریه را طی عملیات باغ میوه بمباران کرد. نکاتی دربارهٔ بمب اتمی منطقه انفجار بمب‌های هسته‌ای به پنج قسمت تقسیم می‌شود:۱- منطقه تبخیر ۲- منطقه تخریب کلی ۳- منطقه آسیب شدید گرمایی ۴- منطقه آسیب شدید انفجاری ۵- منطقه آسیب شدید باد و آتش. در منطقه تبخیر درجه حرارتی معادل سیصد میلیون درجه سانتیگراد به‌وجود می‌آید و هر چیزی، از فلز گرفته تا انسان و حیوان، در این درجه حرارت آتش نمی‌گیرد، بلکه بخار می‌شود. | ## بخش 3: جنگ‌افزار هسته‌ای | آثار زیان بار این انفجار حتی تا شعاع پنجاه کیلومتری وجود دارد و موج انفجار آن که حامل انرژی زیادی است می‌تواند میلیون‌ها دلار تجهیزات الکترونیکی پیشرفته نظیر ماهواره‌ها یا سیستم‌های مخابراتی را از کار بیندازد. پس از انفجار تا سال‌های طولانی پرتوهای زیان بار رادیواکتیو مانع ادامه حیات موجودات زنده در محل‌های نزدیک به انفجار می‌شود. این پرتو در بافت زنده تنها کمتر از ۱۰۰ میکرون نفوذ می‌کند اما برای آن ویرانگر است. این پرتو نیز با توجه به فرکانس بسیار بالا، انرژی زیادی دارد که اگر به بدن انسان برخورد کند از ساختار سلولی آن عبور کرده و در مسیر حرکت خود باعث تخریب ماده دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید یا همان DNA شده و سرانجام زمینه را برای پیدایش انواع سرطان‌ها، سندرم‌ها و نقایص غیرقابل درمان دیگر فراهم می‌کند و حتی این نقایص به نسل‌های آینده نیز منتقل خواهد شد. تقریباً ۴۰۰۰ سلاح اتمی آماده کار موجود است که ۱۸۰۰ عدد از آن‌ها قابل استفاده فوری هستند. کشورهای دارای جنگ‌افزار هسته‌ای ردیفکشوردستیابی به بمبتعداد حدودیکلاهک هسته‌ایوضعیت در معاهده‌های بین‌المللیتوضیحاتان‌پی‌تیسی‌تی‌بی‌تی۱ آمریکا۱۹۴۵~۷٬۷۰۰ امضاکنندهامضاکنندهعضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو) ۲ روسیه۱۹۴۹~۸٬۵۰۰امضاکنندهاجراکنندهعضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو) ۳ بریتانیا۱۹۵۲~۲۲۵امضاکنندهاجراکنندهعضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو) ۴ فرانسه۱۹۶۰~۳۰۰امضاکنندهاجراکنندهعضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو) ۵ چین۱۹۶۴~۲۵۰امضاکنندهامضاکنندهعضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو) ۶ هند۱۹۷۴۹۰ تا ۱۱۰عدم امضاعدم امضا۷ پاکستان۱۹۹۸۱۰۰ تا ۱۲۰عدم امضاعدم امضا۸ کره شمالی۲۰۰۶~۶۵خروجعدم امضا— اسرائیلنامشخص+۸۰~عدم امضاامضاکنندهاسرائیل دارا بودن بمب اتمی را رسماً اعلام نکرده است انواع در سلاح‌های هسته ای شکافت هسته‌ای، یا گداخت هسته‌ای برای تخریب استفاده می‌شود. بمب‌های اتمی که برمبنای گداخت کار می‌کنند نسل نوین بمب اتمی هستند و قدرتی بسیار بیشتر از بمب‌های شکافتی دارند. مبنای آزاد شدن انرژی در هر دو نوع بمب اتمی تبدیل ماده به انرژی (E=mc²)است اما در بمب‌های گداختی جرم بیشتری از ماده به انرژی تبدیل می‌شود. بمب حاصل از شکافت (A-Bomb): ساخت این نوع بمب اتمی نسبت به گداخت هسته ای ساده‌تر می‌باشد و تنها به مقدار کافی اورانیوم با خلوص مناسب که به روش مناسبی قالب‌گیری شده باشد (فرم نیم کروی) احتیاج دارد. این تفنگ مانند تفنگ جنگی بسیار ساده‌ای می‌باشد که تنها با باروت یا هر چیز قابل انفجار دیگری پرشده و گلوله آن تنها اورانیوم غنی شده می‌باشد. بعلت اینکه دو قطعه اورانیوم همدیگر را دفع می‌کنند روش قالب‌گیری نیم کروی مهم‌ترین بخش این کار می‌باشد بمب حاصل از همجوشی (H-Bomb) سایر انواع: مانند بمب نوترونی (N)، سلاح‌های پادماده ای و سلاح‌های پرتویی راهبرد سلاح هسته‌ای استفاده از سلاح‌های اتمی به دلیل اثرات و ویژگی‌های خاصی بوده که سایر جنگ‌افزارها چنین قابلیتی ندارند از جمله: ایجاد خسارت‌های سنگین جانی و مالی غیرقابل استفاده کردن ایجاد آلودگی محیطی برای مدت طولانی تهدید و زیر فشار گذاشتن طرف روبرو برای پذیرش خواست‌ها جابجایی توازن قدرت در جنگ پهنای شعاع تخریب و خسارات هنگفت بکارگیری سریع در هر شرایط نفوذ اَثَرات تخریبی آن در تأسیسات البته با وجود این قابلیت‌ها کشورها و کشورهای دارنده سلاح هسته‌ای با مشکلاتی به شرح زیر رو به رو هستند: مخالف اذهان عمومی جهان عمدهٔ تجهیزات و تأسیسات را نابود می‌سازد که خود دشمن نیز ممکن است به آن نیاز پیدا کند. عدم کنترل شعاع آلودگی که در اثر کم بودن ممکن است آن خسارت مورد نظر وارد نشود و همچنین با زیاد شدن شعاع آلودگی ممکن است به نیروهای خودی آسیب برسد. اثرات و مراحل انفجار هسته‌ای تشعشع حرارتی گوی آتشین تشکیل شده که دمای مرکز آن به چند میلیون درجه سانتیگراد می‌رسد (حتی از سطح خورشید هم بیشتر می‌شود). هرچیزی را در نزدیکی خود به خاکستر سفیدی تبدیل می‌کند وجود باد هم می‌تواند به این عمل کمک نماید. در همان دو الی سه ثانیه اول تشکیل می‌شود و با سرعتی معادل دو برابر سرعت صوت به راه می‌افتد و هرچه بر سر راهش باشد پرتاب و نابود می‌کند. اجسامی که توسط موج انفجار متلاشی شده مانند گلوله به پرواز در می‌آیند و آثار ناشی از آن تهدید جدی برای انسان به‌شمار می‌رود. خود موج انفجار نیز بر اعصاب انسان تأثیر گذاشته و باعث عدم تعادل (موقت یا دائم) می‌گردد که به اصطلاح به آن موجی شدن می‌گوییم و همچنین باعث آسیب‌های شدید بر پرده گوش و دیافراگم قفسه سینه می‌شود که به ترتیب در اثر برخورد موج با پرده گوش و دومی دراثر بازماندن دهان انسان یا تنفس هنگام آمدن موج است که عوارض آن‌ها کری و مرگ است. تشعشع هسته‌ای این تشعشعات بسیار خطرناک و به محض انفجار بمب در تمام نقاط پخش می‌شود که شامل چهار دسته‌اند: آلفا هسته، یک ذره آلفا (شامل دو پروتون و دو نوترون) را گسیل می‌کند. این ذره برد و قدرت نفوذ کمتری نسبت به سایر ذرات دارد و توسط یک ورق کاغذ یا پارچه یا پوست انسان متوقف می‌شود. این ذره از ذرات آلفا قدرت نفوذ بیشتری دارد ولی دارای برد کمتری می‌باشد و توسط یک صفحه فلزی با ضخامت بیش از سه میلی‌متر متوقف می‌شود. گاما هسته می‌تواند انفجاری از انرژی الکترومغناطیسی تحت عنوان اشعه گاما منتشر کند. این اشعه مانند امواج رادیویی دارای برد بسیار زیادی می‌باشد، قدرت نفوذ و تخریب این اشعه بسیار زیاد است. یک لایه ۱۵سانتیمتری بتن یا یک لایه ۲۰ سانتیمتری خاک فقط نیمی از این اشعه را می‌گیرد و همان نیمی دیگر اثرات زیانبار خود را بر جای می‌گذارد. نوترون نیز مانند گاما هم بسیار زیانبار است هم دارای برد بسیار زیادی می‌باشد و قدرت نفوذ و تخریب بسیار زیادی دارد با این تفاوت که نوترون ذره است و گاما اشعه. یکی از راه‌های حفاظ سازی در مقابل شار نوترونی لایه ای از بتن به قطر حداقل ۲متر می‌باشد. شدیدترین انفجار هسته‌ای قدرت شدیدترین انفجار اتمی صورت گرفته در جهان که در سال ۱۹۶۱ به وسیله شوروی انجام شد، ۵۰مگاتن بود. یکی از موفق‌ترین تلاش‌ها برای کاهش ذرات رادیواکتیو بود و این بمب پاک‌ترین بمب هسته‌ای از نظر ذرات خطرناک رادیواکتیو می‌باشد که تاکنون ساخته شده است. تنها یک بمب از این نوع ساخته و در تاریخ ۳۰ اکتبر سال ۱۹۶۱ در مجمع‌الجزایر نوایا زملیا آزمایش شد. استفاده از جنگ‌افزار هسته‌ای ایالات متحدهٔ آمریکا، تنها کشوری است که به صورت عینی از جنگ‌افزار هسته‌ای استفاده کرده است. | ## جمع‌بندی | نیروی هوایی ایالات متحدهٔ آمریکا در گرماگرم جنگ جهانی دوم، یعنی روزهای ششم و نهم اوت ۱۹۴۵، دو بار از جنگ‌افزار هسته‌ای برای تسلیم کردن دولت ژاپن استفاده کرده است که مجموع تلفات آن به بیش از ۲۱۰٬۰۰۰ نفر می‌رسد.