|
علوم و فنون -
فیزیک
|
|
نوشته شده توسط mili
|
|
چهارشنبه ، 8 ارديبهشت 1389 ، 05:17 |
بمب اتم ؟!؟
آنچه خداوند در طبیعت به ودیعه نهاده است، اگر بصورت صحیح و در جهت درست مورد استفاده قرار گیرد، وسایل رفاه و آسایش بیشتر را تأمین خواهد کرد.اما اگر این امکانات خدادادی در جهت نادرست ونامشروع مورد بهره برداری قرار گیرند، نه تنهاوسیلهای برای آرامش و آسایش او نخواهد بود، بلکه بلای جان او شده و وسیلهای برای تهدید هستی او تبدیل خواهد شد. یکی از این منابع طبیعی سنگ معدن اورانیوم است که اگر بصورت درست مورد استفاده قرار گیرد، بسیار مفید بوده و به تعداد فوقالعادهای میتواند انرژی برق مورد استفاده بشر را تأمین کند، اما متأسفانه استفادههای نادرست سبب شده است که این عنصر خدادادی ماده اولیه سلاحهای مرگبار باشد که بمب اتمی یکی از این نمونهها میباشد.
بمب اتمی چیست؟بمب اتمی در اصل یک راکتور هستهای کنترل نشده است که در آن یک واکنش هستهای بسیار وسیع در مدت یک میلیونیم ثانیه در سراسر ماده صورت میگیرد. بنابراین ، این واکنش با راکتور هستهای کنترل شده تفاوت دارد. در راکتور هستهای کنترل شده ، شرایط به گونهای سامان یافته است که انرژی حاصل از شکافت بسیار کندتر و اساسا با سرعت ثابت رها میشود. در این راکتور ، ماده شکافت پذیر به گونهای با مواد دیگر آمیخته میشود که بطور متوسط ، فقط یک نوترون گسیل یافته از عمل شکافت موجب شکافت هسته دیگر میشود، و واکنش زنجیری به این طریق فقط تداوم خود را حفظ میکند. اما در یک بمب اتمی ، ماده شکافتپذیر خالص است، یعنی یک متعادل کننده آمیخته نیست و طراحی آن به گونهای است که تقریبا تمام نوترونهای گسیل یافته از هر شکافت میتواند در هستههای دیگر شکافت ایجاد کند.
آیا اینشتین مقصر بود؟آلبرت اینشتین اولین کسی بود که نظر داد کوچکترین ذره هر ماده یعنی اتم ممکن است دارای مقدار زیادی انرژی باشد. وی در سن 26 سالگی در حالی که در دنیای علم را کسی او را نمیشناخت "تئوری مخصوص نسبیت" را در یک مجله فیزیک به چاب رساند. فرضیه او امروزه مشهورترین معادله علمی جهان است (انرژی مساوی است با جرم در مربع سرعت نور)
این معادله نشان داد که اگر انرژی یک پرتو از هر مادهای آزاد شود قدرت حاصله برابر است با نیروی انفجار هفت میلیون تن ماده منفجر تن ان تی است، گر چه این معادله نگاه بشر را نسبت به جهان هستی کاملا دگرگون کرد ولی تعداد اندکی از فیزیکدانهای آن زمان به اهمیت واقعی آن پی بردند.
سالیان سال E = mC2 عنوان روز و شبها بود و بعد با انفجار بمب اتمی در هیروشیما این معادله تبدیل به حقیقی دهشت آور شد.
انرژی اتمی اکنون منبع بسیار مهمی از انرژی است و بسیاری از کشورها به منظور تولید الکتریسیته ، پایگاههای انرژی اتمی ایجاد کردهاند. متاسفانه همین انرژی برای ساختن بمبهایی با قابلیت تخریب فوقالعاده بکار میرود. امروزه سلاحهای هستهای زیادی در سراسر جهان برای انهادام سیاره ما تولید شدهاند. اگر آلبرت اینشتین الان زنده بود در این مور چه نظری داشت؟ او که تا سال 1955 در قید حیات بود خود را فردی صلح طلب میدانست و از روشهایی که از انرژی اتمی استفاده میشد سخت نگران و مضطرب میشد، شاید اکنون بزرگترین اشتباه تاریخ را شکافتن ذره اتم میدانست.
پیشگامان ساخت بمب اتمیهانري بكرل نخستين كسي بود كه متوجه پرتودهي عجيب سنگ معدن اورانيم گرديدبس ازان در سال 1909 ميلادي ارنست رادرفوردهسته اتم را كشف كردوي همچنين نشان دادكه پرتوهاي راديواكتيودر ميدان مغناطيسي به سه دسته تقيسيم مي شود( پرتوهاي الفا وبتا وگاما)بعدها دانشمندان دريافتند كه منشاء اين پرتوها درون هسته اتم اورانيم مي باشد .
در سال 1938 با انجام ازمايشاتي توسط دو دانشمند ا لماني بنامهاي ا توها ن و فريتس شتراسمن فيزيك هسته اي پاي به مرحله تازه اي نهاد اين فيزيكدانان با بمباران هسته اتم اورانيم بوسيله نوترونها به عناصر راديواكتيوي دست يافتندكه جرم اتمي كوچكتري نسبت به اورانيم داشت او براي توصيف علت ايجاد اين عناصرليزه ميتنرو اتو فريش پديده شكافت هسته رادر اورانيم تو ضيح دادندودر اينجا بود كه نا قوس شوم اختراع بمب اتمي به صدا در امد .
u235+n->fission+2or3n+200Mev
زيرا همانطور كه در شكل فوق مي بينيد هر فروپاشي هسته اورانيم0 ميتوانست تا 200 مگاولت انرژي ازاد كند وبديهي بود اگر هسته هاي بيشتري فرو پاشيده مي شد انرژي فراواني حاصل مي گرديد.
بعدها فيزيكدانان ديگري نيز در اين محدوده به تحقيق مي پرداختند يكي ازانان انريكو فرمي بود( 1954 - 1901) كه بخاطر تحقيقاتش در سال 1938 موفق به دريافت جايزه نوبل گرديد. اولين تلاشها در جهت ساخت بمب اتمي در آلمان نازي آغاز گشت. در اين دوران، شيميداني به نام پل هارتک از اساتيد دانشگاه هامبورگ به توان بالقوه نيروي اتمي براي کاربردهاي نظامي پي برد. وي در 24 فوريه 1939 امکان استفاده از انرژي هستهاي به عنوان يک سلاح با توان تخريبي نا محدود را طي نامه اي به وزارت جنگ در برلين اطلاع داد. بدنبال اين امر گروهي براي تحقيق در اين رابطه تشكيل شد و وارنرهايزنبرگ فيزيکدان برجسته آلماني به طور غير رسمي سرپرست تيم تحقيقاتي آلمان براي ساخت بمب هستهاي گشت.
در سال 1939 يعني قبل از شروع جنگ جهاني دوم در بين فيزيكدانان اين بيم وجود داشت كه المانيهابه كمك فيزيكدانان نابغه اي مانند هايزنبرگ ودستيارانش بتوانند با استفاده از دانش شكافت هسته اي بمب اتمي بسازندبه همين دليل از البرت انيشتين خواستند كه نامه اي به فرانكلين روزولت رئيس جمهوروقت امريكا بنويسددر ان نامه تاريخي از امكان ساخت بمبي صحبت شد كه هر گز هايزنبرگ ان را نساخت.
چنين شدكه دولتمردان امريكا براي پيشدستي برالمان پروژه مانهتن را براه انداختندو از انريكو فرمي دعوت به عمل اوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمي را فراهم سازد سه سال بعددر دوم دسامبر 1942 در ساعت 3 بعد از ظهر نخستين راكتور اتمي دنيا در دانشگاه شيكاگو امريكا ساخته شد
انریکو فرمی و همکارانش در دانشگاه شیکاگو پس از ساخت نخستین راکتور هستهای جهان به امید آنکه از راکتور هستهای تنها در اهداف صلح آمیز استفاده شود، و دنیا عاری از سلاحهای اتمی گردد، در این زمینه گام برداشتند.
یکی از پیشگامان ساخت بمب اتمی لیزه متینر می باشد.
ليزه در سال 1878 در يك خانواده هشت نفري بدنيا امد وي سومين فرزند خانواده بود باو جود تمامي مشكلاتي كه بر سر راه وي بخاطر زن بودنش بود در سال 1901 وارد دانشگاه وين شد و تحت نظارت بولتزمن كه يكي از فيزيكدانان بنام دنيا بود فيزيك را اموخت . ليزه توانست در سال 1907 به درجه دكتر نايل گردد و سپس راهي برلين گرديد تا در دانشگاهي كه ماكس پلا نك رياست بخش فيزيك ان را بر عهده داشت به مطالعه و تحقيق بپردازد بيشتر كارهاي تحقيقاتي وي در همين دانشگاه بود وي هيچگونه علاقه اي به سياست نداشت و لي به علت دخالتهاي روزن افزون ارتش نازي مجبور به ترك برلين گرديد ودر سال 1938 به يك انستيتو در استكهلم رفت . ليزه ميتنر به همراه همكارش اتو فريش اولين كساني بودند كه شكافت هسته را توضيح دادند انان در سال 1939 در مجله طبيعت مقاله معروف خود را در مورد شكافت هسته اي دادند وبدين ترتيب راه را براي استفاده از انرژي گشودند به همين دليل پس از جنگ جهاني دوم به ميتنر لقب مادر بمب اتمي داده شد ولي چون وي نمي خواست از كشفش بعنوان بمبي هولناك استفاده گردد بهتر است به ليزه لقب مادر انرژي اتمي داده شود.
انفجار هیروشیما در ژاپنروز ششم اوت سال 1945 میلادی مطابق با پانزدهم مرداد ماه 1324 هجری شمسی در ساعت هشت و ربع صبح ، 3 فروند هواپیمای متفقین که حامل وحشتناکترین و مخربترین سلاحهای تا آن زمان نوع بشر را در اختیار داشت، یکی از این بمبها را با چتر پرتاب کردند، که یک انفجار هولناکی انجام گرفت. تنها تعداد کشته شدگان طبق آمار شهرداری هیروشیما که روز دوم فوریه سال 1946 منتشر گردید، 270000 نفر بودند .
دهها هزار نفر دیگر به شدت زخمی و مجروح شدند تمام خانههای چوبی و سنگی واقع در داخل مدار یک کیلومتری مرکز انفجار کاملا سوختند. از 75 هزار خانه هیروشیما 55 هزار خانه به کلی سوخت، 2600 خانه نیم سوز شد، 6820 خانه منهدم و 3750 خانه نیمه خراب گردید. در کل 90% شهر تخریب شد، درجه حرارت منطقه تحت پوشش انفجار به قدری بود که قشر خارجی آجرها و سنگهای عمارات تا مساحت بیش از یک کیلومتری ذوب شده بودند .
انفجار ناکازاکیسه روز بعد بمب دیگری در ساعت یازده و نیم که قویتر از بمب هیروشیما بود، روی بندر ناکازاکی انداخته شد و نابودی و مرگ برای چند صد هزار نفر مردم به ارمغان آورد. این دو فاجعه بزرگ سبب هلاکت ، سوختگی ، شکستگی ، زخمهای عمیق ، جنون و انواع بیماریهای مهلک و غیر قابل علاج توده وسیعی از مردم ژاپن گردید و همین فاجعهها به جنگ بین آمریکا و ژاپن خاتمه داد. تعداد مرده و زخمی در یک لحظه چند صد هزار نفر بود، از 170 پزشک شهر هیروشیما فقط 50 نفر سالم ماندند.
دو هفته بعد از انفجارخونریزی جلدی و زیر جلدی و علائم دیگر تشعشع هستهای ظاهر گردید و 50% بیماران پس از چند هفته تلف شدند. بیماری مرگبار جدیدی به نام آتم در این دو شهر به سرعت پیشرفت کرد.
علائم حمله بیماری آتمریزش مو ، خونریزی زیر جلد و مخاط و اعضای درونی ، لوکوپنی زخمهای داخل دهان ، تب و اسهال و ... علم پزشکی روز از معالجه بیماران عاجز ماند و تلفات انسانی شدیدی صورت گرفت.
پس از پايان جنگ دوم جهاني دانشمندان در آمريكا به تحقيق در رابطه با تسليحات هستهاي ادامه دادند. اگرچه اين تصور وجود داشت كه هيچ كشوري ديگري در دنيا نميتواند تا پيش از سال 1955 به فنآوري ساخت سلاح هستهاي دست يابد، اما كلاوس فيوكس يكي از فيزيكدانان آلماني كه در رابطه با مواد فوق انفجاري (High Explosive) با تيم اوپنهايمر همكاري ميكرد، طرحها و جزئيات طراحي بمب آزمايش شده در ترينيتي را در اختيار جاسوسان شوروي قرارداد. به اين ترتيب در 29 آگوست 1949 اتحاد جماهير شوروي سوسياليستي اولين آزمايش اتمي خود را با موفقيت انجام داد و غرب را در وحشت فرو برد. اين انفجار اثر زيادي در تسريع جنگ سرد گذارد و موجب ايجاد رقابت تسليحاتي بين آمريكا و شوروي گرديد.
پس از آن ايالات متحده جهت حفظ برتري تسليحاتي خود ، تحقيق در رابطه با ساخت بمب گداختي(يا هيدروژني) يا به عبارت دقيقتر ، تسليحات گرما-هستهاي (Termo- Nuclear) را آغاز كرد.پيش از اين اوپنهايمر به دليل اتخاذ مواضعي بر عليه ساخت تسليحات هستهاي از سرپرستي پروژه كنار گذارده شد و ادوارد تلر هدايت عملي پروژه ساخت بمب هيدروژني را برعهده گرفت. نخستين آزمايش يك وسيله گرما-هستهاي با اسم رمز مايک در نوامبر سال 1952 در جزيره کوچکي به نام الوگالب در مجاورت اني وتاک در جزاير مارشال انجام شد.وزن تجهيزات به کار رفته در اين انفجار شامل دستگاه هاي تبريد به بيش از 65 تن ميرسيد. از آنجايي که در اين سيستم مستقيما از ايزوتوپهاي دوتريوم و تريتيوم مايع استفاده ميشد، به آن لقب بمب خيس(wet bomb) داده بودند .پيش بيني ميشد که قدرت اين انفجار معاد يک يا دو مگاتن تي ان تي باشد. اما برخلاف انتظار شدت انفجار معادل 10.4 مگاتن تی ان تی بود. نتايج انفجار بسيار هراسناک بود. قطر گوي آتشين حاصل از اين انفجار به 5 کيلومتر رسيد. جزيره الوگالب تقريبا تبخير شد و حفره اي به عمق 800 متر و شعاع دهانه 3 کيلومتر برجاي ماند.
انرژی اتمی خوب یا بد؟البته اکثر مردم جهان انرژی اتمی را منحصرا یک نوع سلاح جنگی میدانند، در صورتیکه این تصور با واقعیت خیلی فاصله دارد، زیرا در روز دوم دسامبر سال 1945 که بشر برای نخستین بار در دانشگاه شیکاگو به این منبع بیکران دست یافت تا به امروز انرژی اتمی خدمات ارزندهای را برای بهبود زندگی بشر انجام داده است و در حال حاضر اکثر رشتهها از علم و صنعت نا محدود انرژی اتمی بهره میبرند.
به عنوان مثال:
1-ساخت نیروگاههای برق جهت تولید انرژی الکتریکی بوسیله کورههای اتمی
2-در بیمارستانها و کلینیکها برای تسکین آلام و درد بیماران از این انرژی استفاده میشود.
3-پایه عمده صنعت روی این انرژی بنا شده است که از جمله از انها انرژی اتمی در مسائل حمل ونقل و کشتیها و ماشینها ی اتمی و زیر دریا یی های اتمی که بدون نباز به تجدید سوخت هزاران کیلو متر در اعماق اقیانوسها حرکت میکنند.
4-هواپیماهای اتمی ، موشکهای قاره پیما ، سفینههای فضایی و راکتها که میزان وزن سوخت اهمیت فوق العادهای در طراحی و ساخت این سیستمها دارد. به همین دلیل راکتورهای هستهای که میتوانند با سوخت بسیار کم مسافت بسیار زیادی را طی نمایند، برای مسافرتهای فضایی مورد استفاده قرارگرفته است.
5-در پزشکی از اشعه هستهای با میزان کم برای تشخیص و با میزان زیاد برای درمان استفاده میشود.
|
|
LAST_UPDATED2 |
علوم و فنون
فرهنگ و هنر
تاریخ و جغرافیا
تحلیل و تفسیر
دین و احکام
بهداشت و سلامت
آموزشی
اجتماعی
اقتصادی
فلسفه
مشاوره
دانستنی ها
