ما هي القنبلة الذرية

نفسر ما هي القنبلة الذرية وأنواعها واختراعها وكيف تعمل. أيضا ، قنابل هيروشيما وناجازاكي.

عندما تنفجر القنبلة الذرية تولد سحابة دخان على شكل عيش الغراب.

ما هي القنبلة الذرية ؟

القنبلة الذرية ، وتسمى أيضًا الأسلحة النووية ، هي نوع من الأجهزة المتفجرة تعمل على أساس سلسلة من التفاعلات النووية . يتم استخدامه ، مثل جميع الأسلحة من هذا الحجم ، لأغراض عسكرية بحتة.

هذه الأنواع من القنابل هي أكثر القطع الأثرية تدميراً وفتكاً التي اخترعتها البشرية على الإطلاق . وهي مصنفة على أنها أسلحة دمار شامل ، يخضع استخدامها الآن لاتفاقيات وبروتوكولات دولية صارمة .

يمكن أن تختلف القنبلة الذرية في قدرتها التدميرية وفي المواد التي تصنع منها ، والتي تتعرض لتفاعل طارد للحرارة عنيف للغاية ، ولكن عند تفجيرها عادة ما تولد سحابة ضخمة من الدخان على شكل عيش الغراب ، يمكن التعرف عليها بشكل كبير.

تم إلقاء قنبلتين ذريتين فقط على أهداف مدنية في التاريخ . كانت نتيجتها كارثية من حيث الموت والدمار والآثار المتبقية.

هذا الأخير يرجع إلى حقيقة أن هذه الأنواع من القنابل لا تنتج تأثيرًا فوريًا فحسب ، بل تنشر أيضًا عناصر ذرية غير مستقرة (أي المواد المشعة) في كل مكان. وبالتالي، فإنها يغير بشكل دائم الكيمياء الحيوية من الكائنات الحية من حولهم ، وذلك بسبب التسمم الإشعاعي.

وفقًا لمكوناتها وطريقة عملها ، يمكن أن تكون القنابل الذرية من الأنواع التالية:

• قنبلة يورانيوم. يتكون النوع الأول من القنبلة الذرية التي تم اختراعها ، خلال الحرب العالمية الثانية ، من نظائر انشطارية (أي قابلة للكسر من خلال إجراءات فيزيائية محددة) لعنصر كيميائي يسمى اليورانيوم (U) ، مثل U ²³⁵ . من هذا النوع كانت القنابل التي ألقيت على هيروشيما وناجازاكي ، تعادل مئات الأطنان من مادة تي إن تي التي انفجرت في انسجام تام.
• قنبلة بلوتونيوم. مجهزة بتصميم أكثر تعقيدًا من تصميم اليورانيوم ، تستخدم هذه النسخة من القنبلة كمية من البلوتونيوم (Pu) بحجم كرة التنس ، وتحيط بها متفجرات بلاستيكية قوية ، عند تفجيرها ، تضغط المعدن إلى حجم الرخام. ، مما ينتج عنه تفاعل انشطاري نووي غير متحكم فيه يدمر كل شيء في الجوار ويطلق كميات هائلة من الإشعاع المؤين.
• قنبلة هيدروجينية. وتسمى أيضًا القنبلة H أو القنبلة الاندماجية أو القنبلة الحرارية النووية ، وهي تختلف عن غيرها من حيث أنها تستخدم المبدأ المادي المعاكس: بدلاً من انشطار العناصر الثقيلة ، فإنها تدمج العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين (H). لهذا ، من الضروري أن يكون لديك نظائر محددة لهذا العنصر ، مثل الديوتيريوم ( ² H) أو التريتيوم ( ³ H) ، والتي تخضع للطاقة الأولية لقنبلة انشطارية ذرية أصغر ، وبالتالي إنتاج تفاعل متسلسل يدمج نوى الهيدروجين، والإفراج عن أجزاء كبيرة من الطاقة و الحرارة . باستخدام هذا النوع من المضخات ، يمكن تحقيق درجات حرارة عالية مثل تلك الموجودة في قلب الشمس للحظة. (15 مليون درجة مئوية).
• قنبلة نيوترونية . تُشتق القنابل النيوترونية ، المعروفة باسم القنابل N أو القنابل الإشعاعية المباشرة المتزايدة ، من نفس H أو القنبلة الهيدروجينية ، مما يتسبب في تفاعل انشطاري أولي أقل (التفاعل الأولي) واندماج أكبر للعناصر (التفاعل الثانوي). هذه النتائج في القنبلة التي تنتج الدمار المادي المنخفض، ولكن ما يصل إلى سبعة أضعاف النشاط الإشعاعي في فترة قصيرة من الوقت ، من القنبلة الهيدروجينية أقوى. هذا يعني أنه أكثر فتكًا بالكائنات الحية .

كيف تعمل القنبلة الذرية؟

تخضع القنابل الذرية لمبادئ التفاعل الذري ، أي بقوانين الفيزياء المتعلقة بسلوك النوى الذرية.

معناه العام هو إطلاق تفاعل متسلسل يؤثر على جميع ذرات المادة القابلة للاحتراق ، وبالتالي إطلاق كمية هائلة من الطاقة في بضع ثوانٍ ، نتاج تحول ذرة إلى أخرى.

يمكن أن يحدث هذا بطريقتين ، وقد نظرنا إليهما بالفعل في البداية:

• الانشطار النووي. إنه ، ببساطة ، يكسر نواة الذرة ، خاصة نواة المواد الثقيلة ، التي تحتوي على نوى ضخمة مليئة بالطاقة. يتم تحقيق ذلك عن طريق قصفها بالنيوترونات الحرة ، لزعزعة استقرار التركيب النووي وتعزيز تمزق النواة ، وتوليد ذرات غير مستقرة تبدأ عملية طويلة من الاضمحلال ، حتى تصبح عناصر مستقرة مثل الرصاص .
• الاندماج النووي. في هذه الحالة نتحدث عن عملية ضد الانشطار ، والتي تتكون بالتالي من اتحاد نواتين ذريتين لتشكيل نواة جديدة أكبر وأثقل من عنصرين خفيفين. تطلق هذه العملية طاقة أكثر بكثير من الانشطار ، وهي نفسها التي تحدث داخل النجوم ، والتي تُرى على هذا النحو ، انفجارات نووية ضخمة في الفضاء . وتجدر الإشارة ، مع ذلك ، إلى أن الاندماج النووي لم تتم إدارته بنفس قدرة الانشطار ، لا في القنابل ولا في المفاعلات الذرية ، لذا فإن القنابل الاندماجية هي في الواقع قنابل انشطارية / اندماجية ، لأنها تتطلب انفجارًا أوليًا كمحفز الانصهار.

في كلتا الحالتين ، تعتمد القنابل الذرية على تفاعل متسلسل ، حيث تتفاعل ذرة واحدة وتطلق الطاقة والنيوترونات السائبة التي يمكن أن تجعل الذرة المجاورة تتفاعل ، مما يكرر العملية وما إلى ذلك ، بشكل أسرع وأسرع وأسرع.

من اخترع القنبلة الذرية؟

قاد روبرت أوبنهايمر مشروع مانهاتن.

مثل العديد من الاختراعات البشرية العظيمة (والرهيبة) ، ليس للقنبلة الذرية مؤلف واحد ، ولكنها نتيجة لسلسلة متنوعة من الجهود والبحث . وقع العديد منها في إطار الحرب العالمية الثانية (1939-1945).

ومع ذلك ، غالبًا ما يتم تسمية اثنين من علماء الفيزياء النظرية ، أحدهما ألماني والآخر أمريكي ، على أنهما العقل المدبر لهما: ألبرت أينشتاين (1879-1955) وروبرت أوبنهايمر (1904-1967).

وضع أينشتاين ، المؤلف الشهير للفيزياء النسبية ، الأسس النظرية لما أدى لاحقًا إلى القنبلة الذرية ، مع نظريته النسبية الخاصة ، التي نُشرت عام 1905 ، وخاصة مع صيغته المعروفة E = mc ² ، أي أن الطاقة تساوي الكتلة مضروبة في تربيع سرعة الضوء .

سمحت هذه الصيغة بتحويل الكتلة إلى طاقة وطاقة إلى كتلة ، وهو ما يحدث أساسًا في تفاعلات القنبلة النووية: “تنكسر” الذرة ويتحول جزء منها إلى طاقة حرة.

في وقت لاحق من القرن العشرين ، قام فيزيائيون مختلفون في ألمانيا النازية بتنمية معرفتهم بالنوى الذرية. كان من بينهم الفيزيائي نيلز بور ، الذي ابتكر نظريًا الانشطار النووي ، وكذلك أوتو هانز وليز مايتنر ، اللذان طورا قصف النوى الذرية بالنيوترونات ، سعياً لاكتشاف عناصر أثقل من اليورانيوم.

اضطر العديد من هؤلاء العلماء إلى الفرار من بلادهم ، لكونهم يهودًا من أصل. وهكذا وصلت هذه المعرفة إلى الولايات المتحدة ، حيث يمكن لعلماء آخرين مثل إنريكو فيرمي وريتشارد فاينمان وجون فون نيومان أن يساهموا أيضًا في ما يسمى بمشروع مانهاتن: المحاولة الأمريكية لتطوير قنبلة ذرية قبل النازيين .

قاد مشروع مانهاتن ، على وجه التحديد ، أحد أكثر العقول العلمية امتيازًا في الولايات المتحدة: روبرت أوبنهايمر. كانت موجودة في صحراء لوس ألاموس ، في نيو مكسيكو ، حيث تم تفجير أول قنبلة ذرية في تاريخ البشرية في 16 يوليو 1945 ، تحت الاسم الرمزي للأداة (“قطعة أثرية”).

يُقال إن أوبنهايمر نفسه ، إدراكًا لما حققوه ، استدعى آيات الكتاب المقدس للهندوسية ، البهاغافاد غيتا : “الآن أصبحت موتًا ، مدمرًا للعوالم.

قنابل ذرية لهيروشيما وناجازاكي

في هيروشيما ، تم الحفاظ على قبة جينباكو في حالة خراب كنصب تذكاري.

كانت القنابل الذرية الوحيدة التي ألقيت على السكان المدنيين هي تلك التي ألقتها حكومة الولايات المتحدة على مدينتي هيروشيما وناغازاكي اليابانيتين في 6 و 9 أغسطس 1945 ، على التوالي.

الملقب بـ “ليتل بوي” و “الرجل السمين” ، قتلت هذه القنابل على الفور 140.000 و 80.000 شخص في كل مدينة ، من بينهم 15٪ إلى 20٪ بسبب التسمم الإشعاعي ، والذي ترك أيضًا عواقب وراثية وراثية في السكان.

كان القصد من القصف إجبار الحكومة اليابانية على الاستسلام دون قيد أو شرط ، بعد هزيمة حلفائها الألمان والإيطاليين.

قررت حكومة الولايات المتحدة مهاجمة السكان المدنيين ، لإنقاذ نفسها من الخسائر في الأرواح البشرية التي تعني محاربة اليابان على جبهة المحيط الهادئ ، في ما كان بالفعل حربًا قاسية ومكلفة للعالم بأسره. سواء كانت مبررة أم لا ، فإن الولايات المتحدة حتى الآن هي الدولة الوحيدة التي أسقطت سلاحًا نوويًا على السكان الأعداء.