جایگاهی برای ایده های علمی جدید
بمب کثیف
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 14:22

بمب کثیف

نوعی ماده منفجره است که به منظور پراکنده کردن مواد خطرناک رادیواکتیو در سطحی وسیع طراحی شده است. ممکن است شما هم مثل خیلی های دیگر، وقتی دو عبارت بمب و رادیواکتیو را می شنوید، ناخودآگاه به یاد یک جنگ هسته ای تمام عیار بیفتید. ولی قوی ترین قدرت تخریبی یک بمب کثیف، آسیب های ناشی از پرتوهای رادیواکتیو نیست، که ترس و اضطراب شدید است.
بمب کثیف بیشتر از آنکه شبیه به یک بمب هسته ای با قدرت تخریب بالا باشد، به یک بمب با مواد منفجره معمولی شبیه است، ولی ترس از ترکیبات آن می تواند مردم را به سر حد مرگ بکشاند، همانند خطر سیاه زخم در ایالات متحده که در سال ۲۰۰۱ روی داد وعلیرغم آنکه فقط تعداد اندکی از مردم مبتلا شدند، تمامی شهروندان ایالات متحده شرایطی پراضطراب و ترسناک را تجربه کردند.


بمب کثیف چگونه کار می کند؟


بمب کثیف یا بمب پخش کننده مواد رادیواکتیو از نظر تئوری بسیار ساده است: یک ماده منفجره معمولی مانند TNT که همراه با مواد رادیواکتیو در یک محفظه قرار گرفته اند. این بمب نسبت به یک بمب هسته ای بسیار ساده تر، ارزان تر و البته کم اثرتر است، والبته هنوز از قابلیت تخریب انفجاری و آسیب های تشعشعی برخوردار است.
مواد منفجره از طریق گاز بسیار داغی که به سرعت منبسط می شود، موجب آسیب های تخریبی فراوانی می شوند. ایده اصلی بمب کثیف هم این است که به جای آنکه از این قدرت انبساطی گاز در جهت تخریب استفاده شود، به عنوان پخش کننده مواد خطرناک رادیواکتیو در سطحی وسیع استفاده شود. هنگامی که انفجار پایان یافت، مواد رادیواکتیو به صورت ابری از غبار در فضا پخش می شود که همراه با وزش باد، در سطحی وسیع تر از محل انفجار پراکنده می شود. اثر تخریبی طولانی مدت بمب، تشعشع یونیزه کننده مواد رادیواکتیو است. اتمها را یونیزه کند و مجموعه ای از یونهای مثبت و منفی را درون سلولها ایجاد کند. این پدیده در بدن انسان بسیار خطرناک است، زیرا جریان الکتریکی ناشی از حرکت یونها می تواند واکنش شیمیایی غیر طبیعی را در سلولها آغاز کند. علاوه بر اینها، این یونها ممکن است مولکولهای DNA را که حاوی کدهای ژنتیکی انسان هستند، مورد حمله قرار داده و آن را بشکنند. سلولی که رشته DNA آن شکسته شد، یا می میرد و یا مولکول DNA خودش را به شکل دیگری ترمیم می کند که با شکل پیشین خود متفاوت است و به آن جهش ژنتیکی می گویند. اگر بسیاری از سلولها بمیرند، بدن دچار بیماری های مختلف می شود.
ولی اگر DNA جهش کند، سلول ممکن است سرطانی شود و سرطان در بدن پخش شود. تابش رادیواکتیو هم چنین می تواند در کارکرد سلول اختلال ایجاد کند که منجر به بروز علایمی می شود که از آن به بیماری تشعشع یاد می شود. بیماری تشعشع می تواند مرگ آور باشد، ولی مبتلایان به آن می توانند با درمان های پیشرفته از آن نجات پیدا کنند، بخصوص اگر پیوند مغز استخوان روی آنها صورت پذیرد.
تابش یونیز کننده از ایزوتوپ های رادیواکتیو ( رادیو ایزوتوپ ها ) ساطع می شوند. ایزوتوپ های رادیواکتیو، اتمهایی با هسته ناپایدار هستند که با گذشت زمان دچار واپاشی می شوند؛ به عبارت دیگر، آرایش پروتون ها و نوترون ها در هسته اتم و الکترونها در اطراف اتم به شکلی تغییر می کند که موجب می شود خصوصیات اتم تغییر کند. این واپاشی رادیواکتیو، انرژی فراوانی را در قالب تشعشع های یونیزه کننده آزاد می کند.
ما همیشه مقادیر اندکی از این تشعشع های یونیزه کننده را دریافت می کنیم که منشأ آنها طبیعی است: پرتوهای کیهانی که از فضا می آیند، ایزوتوپ های رادیواکتیو طبیعی، دستگاههای تابش X و مواردی از این دست. البته این تشعشع های طبیعی هم می توانند عامل بروز سرطان شوند، ولی احتمال ابتلا بسیار اندک است. چون ما در برابر مقادیر بسیار اندک آنها قرار داریم.
انفجار یک بمب کثیف، سطح این تشعشع را فراتر از مقدار معمول خود می برد و متناسب با آن، احتمال ابتلا به سرطان و بیماری تشعشع را افزایش می دهد. یک بمب کثیف بلافاصله تعداد زیادی از انسانها را نمی کشد، بلکه موجب می شود تعداد زیادی از انسانها در چند نسل به دلیل ابتلا به بیماری های لاعلاج جان بدهند.


انواع بمب های کثیف


طرح های مختلفی برای ساختن یک بمب کثیف وجود دارد. انواع مختلف مواد انفجاری در مقادیر متنوع، بمب هایی در ابعاد مختلف و با قابلیت های انفجاری متنوع پدید می آورند و انواع و مقادیر مختلف مواد رادیواکتیو، می تواند موجب آلودگی مناطق مختلف تا اندازه های مختلف شود. برخی از این طرح ها عبارتند از:
• یک بمب کوچک که شامل یک تکه دینامیت و مقدار بسیار کمی ماده رادیواکتیو است.
• یک بمب متوسط، همانند یک خودروی کوچک که پر از مواد منفجره و مقدار بیشتری ماده رادیواکتیو است.
• یک بمب بزرگ، همانند یک کامیون پر از مواد منفجره و مقادیر زیاد مواد رادیواکتیو.
• به دست آوردن مواد منفجره معمولاً کار سختی نیست، ولی دست یابی به مواد رادیواکتیو کار بسیار سختی است، زیرا فقط در مرکزهای حفاظت شده و اماکن تحقیقاتی وجود دراند. با این حال برخی منابع در سراسر جهان وجود دارند که از حفاظت خوبی بهره مند نیستند و ممکن است در آینده خطر ساز شوند.
۱- در بیمارستانها مقادیر بسیار اندکی از مواد رادیواکتیو وجود دارد که در پزشکی هسته ای کاربرد دارد، همانند سنریوم ۱۳۷
۲- در دانشگاهها، مقادیر اندکی از مواد رادیواکتیو وجود دارد که در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرند.
۳- مراکز پرتوتابی غذایی، از تابش های رادیواکتیو کبالت ۶۰ استفاده می کنند تا باکتری های مضر روی غذا را نابود کنند.
۴- معادن طبیعی اورانیوم در سراسر جهان وجود دارند و برخی از آنها که در آفریقا واقع شده اند، از حفاظت چندانی برخورد نیستند. اورانیوم طبیعی رادیواکتیو است، ولی غلظت آن در حدی نیست که مستقیماً در تهیه بمب های هسته ای مورد استفاده قرار گیرد.
۵- مقادیر نسبتاً زیادی از باتری های هسته ای مصرف شده در سطح کشورهای اتحاد جماهیر شوروی سابق پخش شده است این مولد های قابل حمل گرما الکتریکی از مقادیر قابل توجهی استرونسیوم ۹۰ برخوردار هستند که ایزوتوپ رادیواکتیو بسیار قدرتمندی است.
۶- سوخت های هسته ای مصرف شده در راکتورهای روسی قدیمی که معمولاً در زیر دریایی های قدیمی و از کار افتاده هسته ای یافت می شود.
۷- برخی مواد با رادیواکتیویته بسیار پایین هم در برخی وسایل زندگی روزمره یافت می شوند که جمع آوری آنها، می تواند نوعی تهدید به شمار آید. همانند مواد رادیواکتیو به کار رفته در حسگرهای هشدار دهنده رود.


آسیب های ناشی از بمب کثیف


جدای از این که بدانیم بمب کثیف چگونه تهیه می شود و خطر دست یابی سودجویان به آن چقدر زیاد است، پرسش مهم این است که اگر کسی چنین بمبی را منفجر کند، چه اتفاقی روی می دهد؟ پاسخ دقیقی برای این پرسش موجود نیست. شما می توانید از ده متخصص در این زمینه بپرسید و ده پاسخ متفاوت دریافت کنید. تعیین دقیق اثرات یک بمب کثیف کار پیچیده ای است، چرا که عوامل بسیاری در این راه دخالت دارند؛ حتی وزش باد هم در تأثیرات چنین بمبی دخالت دارد!
یک بمب کثیف معمولی را در نظر می گیریم که بین ۵/۴ تا ۲۳ کیلوگرم ماده منفجره در بر دارد و مقدار بسیار کمی از ماده رادیواکتیو رده پایین همانند کبالت ۶۰ یا سزیوم ۱۳۷ که در آزمایشگاههای یک دانشگاه می توان آنها را پیدا کرد. چنین بمبی قدرت تخریب وحشتناکی ندارد. هر گونه مرگ آنی یا تخریب اولیه فقط به خود ماده منفجره برمی گردد. البته ماده منفجره مواد رادیواکتیو را در فضا پخش می کند و احتمالاً سطحی به مساحت چند کیلومتر مربع را آلوده خواهد کرد. البته بمب هایی که از ضایعات رادیواکتیو نیروگاههای هسته ای یا ژنراتورهای هسته ای قابل حمل استفاده می کنند، آسیب های بیشتری وارد خواهند کرد، ولی کارکردن با این مواد به مراتب دشوارتر است؛ چرا که تابش این مواد به قدری شدید است که در طول زمان ساختن و حمل و نقل بمب، سازندگان را از پای در می آورد.
مقاله فیزیک - بمب کثیف

در شرایط انفجار یک بمب معمولی، اگر در طول یک روز از شر لباس های آلوده خلاص شویم، حمام بگیریم و منطقه را پاکسازی کنیم، احتمالاً هیچ مشکلی پیش نخواهد آمد. انفجار بمب میزان تابش رادیواکتیو را از حد مجاز بالاتر می برد، ولی مقدار آن خیلی نیست. بدن انسان می تواند در کوتاه مدت، به خوبی از عهده مقابله با این اثرات برآید. البته مردمی که خیلی به انفجار نزدیک بوده اند، احتمالاً به بیماری تشعشع مبتلا می شوند و نیاز به مراقبت های بیمارستانی دارند.
نگرانی اصلی در مورد تابش های بلند مدت است. بسیاری از ایزوتوپ های رادیواکتیو، با مواد دیگر بسیار خوب واکنش می دهند ( از جمله با بتن و فلزات ) و از این رو نمی توان بدون نابود کردن قطعات ساختمانی، تمامی مواد رادیواکتیو را پاکسازی کرد. حتی پس از آنکه گروههای پاکسازی بخش اعظم مواد مضر را جابجا کردند، باز هم بخش اندکی از این مواد باقی می مانند که می توانند تا سالها و بلکه دهها سال به تشعشع دهند. هر کس در چنین منطقه ای زندگی کند، به طور منظم و در دوره ای طولانی تحت اثر تابش های مضر قرار می گیرد و احتمالاً به سرطان مبتلا خواهد شد.
پرسشی که اکنون مطرح می شود، این است که آیا این مقدار اندک، می تواند خطر بسیار اندکی را متوجه مردم بکند، خطری به مراتب فراتر از عوامل فعلی ایجاد کننده سرطان؟ دانشمندان برای پاسخ به این پرسش، دو دسته می شوند: گروه نخست معتقد است که اگر دولت، چند هفته تا چند ماه را به پاکسازی منطقه بگذراند، آنگاه خطرات احتمالی قابل صرفنظر خواهد بود. اما گروه دوم، می گویند ممکن است شدت حمله بمب کثیف به قدری زیاد باشد که یک شهر را برای سالها و حتی دهها سال غیر قابل سکونت نماید.
این که کدامیک از این دو نظر درست است، چیزی است که نمی توان با قطعیت گفت. برای هر دو پاسخ نمونه هایی وجود دارد. هیروشیما و ناکازاکی که به دلیل انفجار بمب هسته ای در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار گرفتند، ولی امروزه کاملاً ایمن هستند. از سوی دیگر، مناطقی در اطراف نیروگاه هسته ای چرنوبیل وجود دارند که به دلیل تابش شدید رادیواکتیو هنوز ناامن محسوب می شوند
 

منبع : www.academist.ir - آکادمیست



:: موضوعات مرتبط: بمب کثیف، ،
:: برچسب‌ها: بمب, بمب کثیف, بمب شیمیایی, بمب میکروبی, سلاح میکروبی, سلاح شیمیایی, سلاح هسته ای,
بمب هسته ای چگونه کار می کند؟
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 22:9

شما احتمالاً در كتابهای تاریخ خوانده‌اید كه بمب هسته‌ای در جنگ جهانی دوم توسط آمریكا علیه ژاپن بكار رفت و ممكن است فیلم‌هایی را دیده باشید كه در آنها بمب‌های هسته‌ای منفجر می‌شوند. درحالیكه در اخبار می‌شنوید، برخی كشورها راجع به خلع سلاح اتمی با یكدیگر گفتگو می‌كنند، كشورهایی مثل هند و پاكستان سلاح‌های اتمی خود را توسعه می‌دهند.

ما دیده‌ایم كه این وسایل چه نیروی مخرب خارق‌العاده‌ای دارند، ولی آنها واقعاً چگونه كار می‌كنند؟ در این بخش خواهید آموخت كه بمب هسته‌ای چگونه تولید می‌شود و پس از یك انفجار هسته‌ای چه اتفاقی می‌افتد؟


فیزیك هسته‌ای


انرژی هسته‌ای به 2 روش تولید می‌شود:


1- شكافت هسته‌ای: در این روش هسته یك اتم توسط یك نوترون به دو بخش كوچكتر تقسیم می‌شود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده می‌شود.

2- گداخت هسته‌ای: در این روش كه در سطح خورشید هم اجرا می‌شود، معمولاً هیدروژن‌ها با برخورد به یكدیگر تبدیل به هلیوم می‌شوند و در این تبدیل، انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید می‌شود.

Click this bar to view the original image of 591x166px and 14KB.


در شكل زیر نمونه ای از شكافت هسته اتم اورانیوم نمایش داده شده است:

و در شكل زیر گداخت هسته‌ای اتم‌های هیدروژن و تبدیل آنها به هلیوم 3 و الكترون آزاد نمایش داده شده است:

طراحی بمب‌های هسته‌ای:

برای تولید بمب هسته‌ای، به یك سوخت شكافت‌پذیر یا گداخت‌پذیر، یك وسیله راه‌انداز و روشی كه اجازه دهد تا قبل از اینكه بمب خاموش شود، كل سوخت شكافته یا گداخته شود نیاز است.

بمب‌های اولیه با روش شكافت هسته‌ای و بمب‌های قویتر بعدی با روش گداخت هسته‌ای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمب های ساخته شده را بررسی می كنیم:

بمب‌ شكافت هسته‌ای :

1- بمب‌ هسته‌ای (پسر كوچك) كه روی شهر هیروشیما و در سال 1945 منفجر شد.

2- بمب هسته‌ای (مرد چاق) كه روی شهر ناكازاكی و در سال 1945 منفجر شد.

بمب گداخت هسته‌ای : 1- بمب گداخت هسته‌ای كه در ایسلند بصورت آزمایشی در سال 1952 منفجر شد.


بمب‌های شكافت هسته‌ای:


بمب‌های شكافت هسته‌ای از یك عنصر شبیه اورانیوم 235 برای انفجار هسته‌ای استفاده می‌كنند. این عنصر از معدود عناصری است كه جهت ایجاد انرژی بمب هسته‌ای استفاده می‌شود. این عنصر خاصیت جالبی دارد: هرگاه یك نوترون آزاد با هسته این عنصر برخورد كند ، هسته به سرعت نوترون را جذب می‌كند و اتم به سرعت متلاشی می‌شود. نوترون‌های آزاد شده از متلاشی شدن اتم ، هسته‌های دیگر را متلاشی می‌كنند.

زمان برخورد و متلاشی شدن این هسته‌ها بسیار كوتاه است (كمتر از میلیاردم ثانیه ! ) هنگامی كه یك هسته متلاشی می‌شود، مقدار زیادی گرما و تشعشع گاما آزاد می‌كند.

مقدار انرژی موجود در یك پوند اورانیوم معادل یك میلیون گالن بنزین است!

در طراحی بمب‌های شكافت هسته‌ای، اغلب از دو شیوه استفاده می‌شود:

روش رها كردن گلوله:


در این روش یك گلوله حاوی اورانیوم 235 بالای یك گوی حاوی اورانیوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد.

هنگامی كه این بمب به زمین اصابت می‌كند، رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد:

1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر می‌شوند و گلوله به پائین می‌افتد.

2- گلوله به كره برخورد می‌كند و واكنش شكافت هسته‌ای رخ می‌دهد.

3- بمب منفجر می‌شود.

در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود. نحوه انفجار این بمب در شكل زیر نمایش داده شده است:

روش انفجار از داخل:


 

ویدیو انفجار اتمی ناکازاکی




-انفجار اتمی ناکازاکی که در 9 آگوست 1945 در ساعت 11.02 دصبح به وقوع پیوست. نام این بمب مرد چاغ بود و قدرت انفجاری ای معادل 20 کیلوتن TNT داشت



در این روش كه انفجار در داخل گوی صورت می‌گیرد، پلونیم 239 قابل انفجار توسط یك گوی حاوی اورانیوم 238 احاطه شده است.

هنگامی كه مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد:


1- مواد منفجره روشن می‌شوند و یك موج ضربه‌ای ایجاد می‌كنند.

2- موج ضربه‌ای، پلوتونیم را به داخل كره می‌فرستد.

3- هسته مركزی منفجر می‌شود و واكنش شكافت هسته‌ای رخ می‌دهد.

4- بمب منفجر می‌شود.

بمبی كه در ناكازاكی منفجر شد، از این شیوه استفاده كرده بود. نحوه انفجار این بمب، در شكل زیر نمایش داده شده است.

بمب‌ گداخت هسته‌ای: بمب‌های شكافت هسته‌ای، چندان قوی نبودند!

بمب‌های گداخت هسته‌ای ، بمب های حرارتی هم نامیده می‌شوند و در ضمن بازدهی و قدرت تخریب بیشتری هم دارند. دوتریوم و تریتیوم كه سوخت این نوع بمب به شمار می‌روند، هردو به شكل گاز هستند و بنابراین امكان ذخیره‌سازی آنها مشكل است. این عناصر باید در دمای بالا، تحت فشار زیاد قرار گیرند تا عمل همجوشی هسته‌ای در آنها صورت بگیرد. در این شیوه ایجاد یك انفجار شكافت هسته‌ای در داخل، حرارت و فشار زیادی تولید می‌كند و انفجار گداخت هسته‌ای شكل می‌گیرد.در طراحی بمبی كه در ایسلند بصورت آزمایشی منفجر شد، از این شیوه استفاده شده بود. در شكل زیر نحوه انفجار نمایش داده شده است.

اثر بمب‌های هسته‌ای:

انفجار یك بمب هسته‌ای روی یك شهر پرجمعیت خسارات وسیعی به بار می آورد . درجه خسارت به فاصله از مركز انفجار بمب كه كانون انفجار نامیده می‌شود بستگی دارد.

زیانهای ناشی از انفجار بمب هسته‌ای عبارتند از :

- موج شدید گرما كه همه چیز را می‌سوزاند.

- فشار موج ضربه‌ای كه ساختمان‌ها و تاسیسات را كاملاً تخریب می‌كند.

- تشعشعات رادیواكتیویته كه باعث سرطان می‌شود.

- بارش رادیواكتیو (ابری از ذرات رادیواكتیو كه بصورت غبار و توده سنگ‌های متراكم به زمین برمی‌گردد)


دركانون زلزله، همه‌چیز تحت دمای 300 میلیون درجه سانتی‌گراد تبخیر می‌شود! در خارج از كانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ایجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسیسات خراب می‌شوند. در بلندمدت، ابرهای رادیواكتیو توسط باد در مناطق دور ریزش می‌كند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محیط زندگی می‌‌شود.

دانشمندان با بررسی اثرات مواد رادیواكتیو روی بازماندگان بمباران ناكازاكی و هیروشیما دریافتند كه این مواد باعث: ایجاد تهوع، آب‌مروارید چشم، ریزش مو و كم‌شدن تولید خون در بدن می‌شود. در موارد حادتر، مواد رادیواكتیو باعث ایجاد سرطان و نازایی هم می‌شوند. سلاح‌های اتمی دارای نیروی مخرب باورنكردنی هستند، به همین دلیل دولتها سعی دارند تا بر دستیابی صحیح به این تكنولوژی نظارت داشته باشند تا دیگر اتفاقی بدتر از انفجارهای ناكازاكی و هیروشیما رخ ندهد.



 


:: موضوعات مرتبط: بمب هسته ای چگونه کار می کند؟، ،
:: برچسب‌ها: بمب هسته ای, بمب اتمی, بمب هسته ای چگونه کار می کند؟, بمب اتمی چگونه کار می کند؟, بمب,

صفحه قبل 1 2 3 4 5 ... 171 صفحه بعد