جنگ‌افزار هسته‌ای

ابر قارچی بمباران اتمی ناکازاکی ژاپن در ۱۹۴۵ حدود ۱۸ کیلومتر به هوا فوران کرد.
جنگ‌افزار هسته‌ای یا سلاح هسته‌ای تکنولوژی جنگی هستند که در آن‌ها از انرژی حاصل از شکافت یا گداخت هسته‌ای برای تخریب و کشتار استفاده می‌شود.
این سلاح‌ها در طول تاریخ تنها دو بار در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه متحد آسیایی در شهرهای هیروشیما و ناگازاکی مورد استفاده قرار گرفت.
بمب اتمی
بمب اتمی نام رایج وسایل انفجاری است که در آن‌ها از انرژی آزاد شده در فرایند 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.
نخستین بمب اتمی که بمبی پلوتونیومی (از نوع شکافتی) بود در سال ۱۹۴۵م در جریان جنگ جهانی دوم در آمریکا ساخته و در شانزدهم ژوئیه ۱۹۴۵م در صحرای آلاموگوردو در نیو مکزیکوی آمریکا آزمایش شد. آمریکا تنها کشوری است که از بمب اتمی (شکافتی-اورانیومی در هیروشیما و شکافتی-پلوتونیومی در ناگازاکی) استفاده نظامی کرده‌است. شوروی در سال ۱۹۴۹ دارای بمب اتمی شد.
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.
تاریخچه سلاح‌های هسته‌ای
اولین تلاش‌ها در جهت ساخت بمب اتمی در آلمان نازی آغاز شد. در این دوران، شیمیدانی به نام پل 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.
تصویر اولین آزمایش اتمی در ترینیتی ایالت نیومکزیکو
در همین زمان، آلبرت انیشتین طی نامه معروف خود به روزولت رئیس‌جمهور وقت آمریکا خطر دستیابی آلمان به تولید بمب اتمی را گوشزد کرد. متعاقب این اخطار روزولت دستور ایجاد پروژه منهتن با هدف تحقیق در این رابطه و تولید بمب اتمی را با همکاری کشور انگلستان صادر کرد. برای این پروژه تاسیساتی 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. محققان آلمانی موفق به تولید بمب اتمی نشدند. اگرچه ادعاهایی در زمینه آزمایش نوعی ابزار هسته‌ای توسط نازی‌ها پیش از پایان جنگ جهانی دوم مطرح شده‌است. اما تیم آمریکایی به سرپرستی فیزیکدان برجسته، جی آر 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 آگوست ۱۹۴۵، بمب افکن اسکادران ۵۰۹ نیروی هوایی آمریکا موسوم به Enola Gay(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 آگوست 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 کیلوتن TNT ایجاد کرد. بمب دیگری نیز در پروژه منهتن تولید شده بود که هرگز از آن استفاده نشد.
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 مستقیما از ایزوتوپ‌های دوتریوم و تریتیوم مایع استفاده می‌شد، به آن لقب بمب خیس داده بودند. پیش‌بینی می‌شد که قدرت این انفجار معادل یک یا دو مگاتن تی‌ان‌تی باشد. اما برخلاف انتظار شدت انفجار معادل ۱۰٫۴ مگاتن تی‌ان‌تی بود. نتایج انفجار بسیار هراسناک بود. قطر گوی آتشین حاصل از این انفجار به ۵ کیلومتر رسید. جزیره الوگالب تقریبا تبخیر شد و حفره‌ای به عمق ۸۰۰ متر و شعاع دهانه ۳ کیلومتر برجای ماند.
عراق در سال ۱۹۷۷ شروع به ساخت رآکتور هسته‌ای اوسیراک (معروف به تموز۱) نمود تا بتواند در جنگ خود با ایران به برتری هسته‌ای دست یابد ولی طی حملات هوایی ایران این رآکتور آسیب جبران‌ناپذیری دید و کارشناسان فرانسوی حاضر در رآکتور را ترک کردند، و سپس توسط حمله هوایی اسرائیل به‌طور کامل نابود شد.
نکاتی درباره 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 بوجود می‌آید و هر چیزی، از فلز گرفته تا انسان و حیوان، در این درجه حرارت آتش نمی‌گیرد بلکه بخار می‌شود.
آثار زیانبار 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 به چندی آهن‌پاره تبدیل کند و همه آن‌ها را از کار بیندازد.
اینها همه آثار ظاهری و فوری بمب‌های هسته‌ای است. پس از انفجار تا سال‌های طولانی تشعشعات زیانبار رادیواکتیو مانع ادامه حیات موجودات زنده در محل‌های نزدیک به انفجار می‌شود.
پرتو رادیو اکتیو از پرتوهای آلفا، بتا، گاما و تابش نوترونی تشکیل شده‌است. نوع آلفای آن بسیار خطرناک است ولی توان نفوذ اندکی دارد. این پرتو در بافت زنده تنها کمتر از ۱۰۰ میکرون نفوذ می‌کند اما برای آن ویرانگر است.
پرتوی گاما از دیوار و سنگ نیز عبور می‌کند. هر ۹ میلی‌متر سرب یا هر ۲۵ متر هوا شدت تابش آن را نصف می‌کند. 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 دیوکسی ریبوز نوکلوئیک 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. برای جلوگیری از نفوذ تابش گاما به حدود ۱۰ سانتی‌متر دیواره سربی نیاز است.
بمب اتمی نوع A
ساخت این نوع بمب اتمی بسیار ساده می‌باشد و تنها به مقدار کافی اورانیوم با خلوص مناسب که به روش مناسبی قالب‌گیری شده باشد (فرم نیم کروی) احتیاج دارد. در این روش اورانیوم قالب‌گیری شده توسط تفنگ ساده‌ای مورد هدف قرار می‌گیرد. 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. برخورد دو قطعه اورانیوم باعث انفجار هسته‌ای می‌شود. بعلت اینکه دو قطعه اورانیوم همدیگر را دفع می‌کنند روش قالب‌گیری نیم کروی مهمترین بخش این کار می‌باشد.
تعداد بمب‌های اتمی موجود در جهان
کشورهایی که دارای سلاح هسته‌ای هستند اما به‌طور گسترده آن را تولید نکرده‌اند
بر اساس گزارش بولتن دانشمندان اتمی امروزه باور بر این است که روسیه دارای بیشترین تسلیحات هسته‌ای در جهان (۴۳۰۰سلاح) و آمریکا با داشتن ۴۰۰۰ سلاح دومین دارنده تسلیحات هسته‌ای است. از حدود ۱۵۰۰۰ سلاح هسته‌ای ۹۴۰۰ عدد آن کاربرد ارتشی دارند. بقیه سلاحها از رده خارج شده‌اند و در حال نابود شدن هستند. تقریبا ۴۰۰۰ سلاح اتمی آماده کار موجود است که ۱۸۰۰ عدد از آنها قابل استفاده فوری هستند.
کشورهای دارای جنگ‌افزار هسته‌ای
ردیف
کشور
دستیابی به بمب
تعداد حدودیکلاهک هسته‌ای
وضعیت در معاهده‌های بین‌المللی
توضیحات
ان‌پی‌تی
سی‌تی‌بی‌تی
۱
آمریکا
۱۹۴۵
~۷،۷۰۰
امضاکننده
امضاکننده
عضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو)
۲
روسیه
۱۹۴۹
~۸،۵۰۰
امضاکننده
اجراکننده
عضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو)
۳
بریتانیا
۱۹۵۲
~۲۲۵
امضاکننده
اجراکننده
عضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو)
۴
فرانسه
۱۹۶۰
~۳۰۰
امضاکننده
اجراکننده
عضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو)
۵
چین
۱۹۶۴
~۲۵۰
امضاکننده
امضاکننده
عضو دائم شورای امنیت (دارای حق وتو)
۶
هند
۱۹۷۴
۹۰ تا ۱۱۰
عدم امضا
عدم امضا
۷
پاکستان
۱۹۹۸
۱۰۰ تا ۱۲۰
عدم امضا
عدم امضا
۸
کره شمالی
۲۰۰۶
کمتر از ۱۰
خروج
عدم امضا
اسرائیل
نامشخص
~۸۰
عدم امضا
امضاکننده
اسرائیل دارا بودن بمب اتمی را رسما اعلام نکرده‌است
انواع بمب اتمی
بمب حاصل از شکافت (A-Bomb)
بمب حاصل از همجوشی (H-Bomb)
بمب نوترونی (N-Bomb)
پدافند 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 و آلودگی محیط
تهدید طرف مقابل و تحت فشار گذاشتن طرف مقابل برای قبول خواسته‌ها
تغییر توازن قدرت درجنگ
وسعت شعاع تخریب و خسارات هنگفت
استفاده سریع در هر شرایط
نفوذ اثرات تخریبی آن در تاسیسات
البته با وجود این قابلیت‌ها کشورها و دولتهای دارنده سلاح هسته‌ای با مشکلاتی رو به رو اند به شرح زیر:
مخالف اذهان عمومی جهان است.
عمده تجهیزات و تاسیسات را نابود می‌سازد که خود دشمن نیز ممکن است به آن نیاز پیدا کند.
آلودگی شدید هسته‌ای که باعث عدم استفاده از منطقه می‌گردد.
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 تاثیر 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.
میزان دما با دور شدن از کانون انفجار کم می‌شود.
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.
بتا
هسته به یک پروتون، یک الکترون و یک آنتی نوترون تبدیل می‌شود. الکترون رها شده ذره بتا است.
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
یک هسته به دو قسمت شکافته می‌شود. نوترون‌های خارج شده می‌توانند اشعه‌های نوترونی ساطع کنند.
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. اثر تخریبی آن در موجودات زنده بیشتر است تا اشیاء. در صورت انفجار بسیار کشنده خواهد بود.
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 شده‌است. تنها یک بمب از این نوع ساخته و در تاریخ ۳۰ اکتبر سال ۱۹۶۱ در مجمع‌الجزایر نوایا زملیا آزمایش شد.
استفاده از جنگ‌افزار هسته‌ای
(جستارهای وابسته:بمباران اتمی هیروشیما و ناگازاکی)
ایالات متحده آمریکا، تنها کشوری است که به صورت عینی از جنگ‌افزار هسته‌ای استفاده کرده‌است. نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا در گرماگرم جنگ جهانی دوم، یعنی روزهای ششم و نهم اوت ۱۹۴۵، دو بار از جنگ‌افزار هسته‌ای برای تسلیم کردن مردم ژاپن استفاده کرده‌است. تلفات این جنایت جنگی، بیش از ۸۰،۰۰۰ نفر بوده‌است.
Sipri
جنگ‌افزارهای هسته‌ای