[خالد الغامدي]

بسم الله الرحمن الرحيـــم
الســلام عليكم ورحمة الله وبركــاته


قبل الشروع في الحديث عن القنبلة النوويه نشرع في الحديث عن الأحداث التاريخية...

القنبلـــة الذريـــة

- تطوير أول قنبلة ذرية:

في الثاني من اغسطس سنة 1939 وقبل بداية الحرب العالمية الثانية مباشرة، كتب ألبرت أينشتاين للرئيس فرانكلين روزفلت.

وكان أينشتاين وعدة علماء آخرين قد أخبروا روزفلت عن المجهودات التي قام بها النازيون في ألمانيا من أجل تنقية اليورانيوم 235 أو U-235 والذي يمكن أن يؤدي إلى بناء القنبلة الذرية.

وكان بعدها وبوقت قليل بدات حكومة الولايات المتحدة الأمريكية بإجراءات جدية عرفت بمشروع منهاتان.

[GLINT]وكان هذا المشروع ببساطة يهدف لعملية تطوير أبحاث من أجل إنتاج قنبلة ذرية حقيقية[/GLINT].

إن أعقد شيء كان يجب انجازه هو انتاج كميات معقولة من اليورانيوم المشبع من نوع 235 كي يحافظ على استمرارية التفاعل أو الإنشطار الذري.
في ذلك الوقت كان من الصعب جدا استخراج اليورانيوم نوع 235.

وفي الواقع، فإن نسبة التحويل من خام اليورانيوم المستخرج من الطبيعة إلى معدن اليورانيوم هو 500 إلى 1 ناهيك أمرا سلبيا آخر هو أن جزءا واحدا من من اليورانيوم الذي تمت تنقيته من خام اليورانيوم يحتوي على أكثر من 99% يورانيوم من نوع 238(U-238)، والذي يعتبر من ناحية عملية غير ذي فائدة للقنبلة الذرية.

ولكي تتعقد الأمور أكثر فإن كل من اليورانيوم U-238و U-235متشابهين في تكوينهما الكيماوي.
وهذا يعني تصعيب عملية الفصل أكثر.

يمكن تمثيل الأمر بصعوبة فصل محلول السكروز من محلول الجلوكوز.

لا توجد طريقة فصل كيماوية يمكن أن تفصل هذين النظيرين.

وحدها الطريقة الميكانيكية هي ذات الفعالية القادرة على فصل U-235من U-238. وقد أمكن علماء عديدون من جامعة كولومبيا من حل هذه المعضلة.

تم انشاء وحدة تخصيب اليورانيوم في منطقة أوك ريدج في ولاية تينيسي.

وابتدع devised إتش سي أوري مع مجموعة من زملاءة ومساعدين له نظام يعمل على أسس gaseous diffusion.

تبع هذه العملية أن إرنست لورنس وهو مخترع السيكلوترون Cyclotron من جامعة كاليفورنيا في بيركلي استخدم عملية تتضمن الفصل المغناطيسي للنظيرين isotopes.

تبع هاتين العمليتين استعمال طريقة الطرد المركزي الغازي gas centrifuge وذلك من أجل فصل المزيد من اليورانيوم U-235 الأخف من اليورانيوم U-238 الأكثر وزنا وغير القابل للإنشطار وذلك بواسطة الفرق في كتلة كل منها.

بمجرد أن اكتملت الإجراءات، كل ما كان مطلوبا عمله هو أن تضع الأفكار والطرق المذكورة كلها تحت الإختبار من أجل القيام بالإنشطار الذري، مزيد من التفصيلات حول تلك الطرق سنأتي إليها لاحقا.

وخلال فترة عمل استغرقت ست سنوات بدأت منذ سنة 1939 وحتى سنة 1945، فإن أكثر من 2 مليون دولار صرفت على مشروع مانهاتان.

إن المعادلات والقواعد الخاصة بتنقية اليورانيوم ووضع مكونات القنبلة الذرية معا لجعلها في حيز الوجود قد تم تطويرها وإيجادها كما رأيناها وذلك بواسطة عقول عظيمة في هذا الزمن.

من ضمن هؤلاء الذين أطلقوا العنان لعقولهم لإيجاد هذه القنبلة هو جي روبيرت أوبنهايمر.

[GLINT]أوبينهايمر[/GLINT] كان القوة الأساسية خلف مشروع ماناتان.وقد أدار هذا المشروع بكل حرفيته، مستفيدا من العقول الأخرى معه والتي جعلها تعمل بأقصى طاقة لها.

لقد تابع المشروع كاملا من بدايته وحتى اكتماله.

وأخيرا جاء اليوم الذي وجد فيه الجميع في لاس ألاموس ما إذا كانت تلك "الأداة" التي يقومون بتصنيعها عملاق القرن العشرين الفارغ والعديم القيمة أم لربما تقوم بإنهاء الحرب العالمية. حتى جاء ذلك الصباح القاتل في منتصف صيف م1945.

في الساعة 5:29:45 حسب التوقيت المحلي لمنطقة الجبال أيام الحرب، في يوم السادس عشر من يوليو 1945، امتدت كتلة نار بيضاء من حوض جبال "جيميز" في شمال "نيو ماكسيكو" إلى عنان السماء التي كانت لا تزال مظلمة لتعلن تلك "الأداة" الدخول إلى عصر الذرة.

إن ضوء التفجير تحول بعدها إلى برتقالي حيث بدأت كرة النار الذرية تندفع بشدة للأعلى وبسرعة 360 قدما في الثانية، ثم بدأ لونها في الإحمرار ثم بدأ اللون يتقطع حيث بدأت النار تبرد. وظهرت غيمة على شكل مشروم مكونة من بخار مشع بارتفاع ثلاثون ألف قدم. وتحت الغيمة فإن كل ما تبقى من تراب مكان التفجير هو قطع زجاجية ذات نشاط إشعاعي ولها لون أخضر. وكل هذا نتج بفعل الحرارة الشديدة الناجمة عن هذا الفعل

لقد اخترق ذلك الضوء الناجم عن التفجير سماء ذلك الصباح الباكر بلمان غاية في الشدة لدرجة أن ساكني المناطق المجاورة والواقعة بعيدا عن مكان التفجير يمكن أن يحلفوا لك بأن الشمس قد اتت مرتين في ذلك اليوم. وقد كان من أشد الأمور غرابة أن فتاة عمياء رأت الوميض من على بعد 120 ميلا.

ومن مراقبة ذلك التفجير فإن رد الفعل لدى العلماء الذي أوجدوه كان مختلطا.

إزيدور رابي شعر بأن توازن الطبيعة قد اختل، وكأن الجنس البشري قد أصبح شيئا مهددا لكل قاطني العالم.

جي روبرت أوبينهيدر ومن خلال بهجته بنجاح المشروع، ذكر ما قاله بهاجفاد جيتا: "أنا أصبحت الموت" "محطم العالم" أما كين بينبريدج وهو مدير التجارب فقد قال لأبينهايمر " الآن فنحن جميعا أولاد كلبة"

كثير من العلماء والمشاركين في هذا المشروع وبعد أن شاهدوا النتائج، وقعوا على التماسا لإزالة ذلك الموحش الذي أوجدوه، ولكن اعتراضاتهم لم تلق إلا أذنا طرشاء. بعدها لم يكن موقع التجارب المميت في نيو ماكسيكو هو آخر المواقع على الكرة الأرضية التي تجرى فيها التجارب الذرية.

يتبــــــع....

[خالد الغامدي]

بســـم الله وعلى بــركة الله


التفــجيــر الـــذري

1- هيروشيما: وكما يعلم معظم الناس، فإن القنبلة الذرية قد استعملت مرتين.
التفجير الأول والأكثر شهرة كان في مدينة هيروشيما.

فقد أسقطت قنبلة يورانيوم تزن أكثر من 4.5 طن وأخذت اسما هو "ليتيل بوي" على هيروشيما في السادس من أغسطس سنة 1945. وقد أختير جسر أيووي وهو واحد من 81 جسرا تربط السبعة أفرع في دلتا نهر أوتا ليكون نقطة الهدف.
وحدد مكان الصفر لأن يكون على ارتفاع 1980 قدما. وفي الساعة الثامنة وخمس عشر دقيقة تم إسقاط القنبلة من إينولا جيي. وقد أخطأت الهدف قليلا وسقطت على بعد 800 قدم منه.

في الساعة الثامنة وست عشر دقيقة وفي مجرد ومضة سريعة كان 66000 قد قتلوا و69000 قد جرحوا بواسطة التفجير المتكون من 10 كيلو طن.
كانت الأبخرة الناجمة عن التفجير ذات قطر يقدر بميل ونصف. وسبب التفجير تدميرا بالكامل لمساحة قطرها ميل. كما سبب تدميرا شديدا لمساحة قطرها ميلين.

وفي مساحة قطرها ميلين ونصف احترق تماما كل شيء قابل لأن يحترق. ما تبقي من منطقة التفجير كان متوهجا أو محمرا من الحرارة الشديدة. اللهب كان ممتدا لأكثر من ثلاثة أميال قطرا.



2- ناجازاكي: في التاسع من اغسطس سنة 1945، تمت معاملة مدينة ناجازاكي مثل مدينة هيروشيما، مع الفرق هذه المرة بأن قنبلة بلوتونيوم هي التي أسقطت عليها.

أطلق على القنبلة إسم "فات مان". وحتى هذه المرة فقد أخطأت هدفها بمقدار ميل ونصف. ومع ذلك فقد كان في وسط المدينة تقريبا.

وفي جزء من الثانية فقد انخفض عدد سكانها من 422 ألفا إلى 383 ألفا. إن 39 ألفا قتلوا، و 25ألفا جرحوا. كان هذا التفجير اقل قليلا من 10 كيلو طن. التقديرات من الفيزيائيين الذين درسوا كل من التفجيرين قدروا بأن القنابل التي سقطت قد استخدمت فقط 1من عشرة من واحد في المائة من قدرتها التفجيرية.




3- المنتجات الثانوية للتفجيرات الذرية: وبينما مجرد التفجير الذري هو قاتل بما فيه الكفاية، إلا أن قدرته التدميرية لا تتوقف عند ذلك.

فالغبار الذري المتساقط يخلق مخاطر أخرى أيضا.
إن المطر الذي يعقب أي تفجير ذري يكون محملا بجزيئات ذات نشاط إشعاعي. إن كثير ممن بقوا على قيد الحياة من انفجار هيروشيما وناجازاكي استسلموا للتسمم بالإشعاع الناجم عنه.

الإنفجار الذري أيضا له مفاجئات خفية قاتلة وذلك بتأثيره على الأجيال المستقبلية التابعة للذين عايشوه. سرطان الدم أو اللوكيميا يعتبر ضمن أعظم بلاء ينتقل لأبناء هؤلاء الذين بقوا على قيد الحياة بعد الإنفجار.

وبينما السبب الرئيسي خلف القنبلة الذرية واضح، فإن هناك مخلفات جانبية اصبح لها إعتبارها عند استعمال الأسلحة الذرية.

فبمجرد قنبلة ذرية صغيرة فإن منطقة ضخمة بما فيها من مواصلات واتصالات ومعدات وغيرها قد أصبحت فجأة ميتة تماما، وهذا راجع بسبب إحداث نبضات كهروماغناطيسية تم إشعاعها من التفجير الذري من إرتفاع عال. وهذا النوع من التفجيرات من مستوى عال تقوم بإحداث نبضات كهروماغناطيسية بما يكفي لإتلاف أي شيء إلكتروني إبتداء من أسلاك الكهرباء أو أي جهاز الكتروني وأي نوع من معالجات.

يتبــــع...

[خالد الغامدي]

بسم الله وعلى بركـــة الله

الإنشطار النووي/ الإندماج النووي Nuclear Fission/Nuclear Fusion


الإنشطار Fission (القنبلة الذرية(A-Bomb))

و


الإندماج Fusion (القنبلة الهيدروجينية(H-Bomb))

هناك نوعين

من الإنجارات الذرية يمكن أن انجازها بواسطة اليورانيوم 235 "U-235" وهي الإنشطار والإندماج.

الإنشطار ببساطة هو التفاعل النووي الذي فيه تنقسم نواة الذرة إلى شظايا، وعادة تكون إثنتين ذات كتل متساوية، مع نشوء حوالي 100 مليون إلى عدة مئات من ملايين فولتات الطاقة. هذه الطاقة تنقذف متفجرة وبعنف شديد في القنبلة الذرية.

الإندماج هو تفاعل يبدأ بثبات بتفاعل إنشطاري، ولكن بخلاف الإنشطار الذري فإن الإندماج (القنبلة الهيدروجينية) تستمد قوتها من اندماج أنوية النظائر المختلفة للهيدروجين لتكوين نواة هيليوم.

وكون القنبلة في هذا القسم هي بالتحديد ذرية، فإن المكونات الأخرى من القنبلة الهيدروجينية ستكون موضوعة جانبا في هذا الوقت.
إن القوة الهائلة خلف التفاعل في القنبلة الذرية ينتج من القوى التي تجعل الذرة متماسكة مع بعضها. هذه القوى مماثلة ولكن ليست تماما للمغناطيسية.

الذرات تتألف من ثلاث أجزاء على أقل. البروتونات وكلستر النيوترونات معا تكونان النواة (الكتلة المركزية) الخاصة بالذرة، بينما الإلكترونات تدور حول النواة، وهي تشبة في ذلك الكواكب حول الشمس.
ن هذه المكونات هي التي تحدد الثبات في الذرة.
إن معظم عناصر الطبيعة لها ذرات ذات ثبات كبير، وبالتالي فإنه من المستحيل أن تنقسم إلا بواسطة قصفها بواسطة الجزيئات الحافزة. ولجميع الأغراض العملية، فإن العنصر الحقيقي الذي يمكن لذرته أن تنشطر بتساو وسهولة هو معدن اليورانيوم.
ذرات اليورانيوم على غير العادة كبيرة الحجم، ولهذا السبب فإن من الصعب عليها أن تبقى معا بثبات. وها يجعل اليورانيوم 235 هو الشئء المناسب تماما للإنشطار النووي.


اليورانيوم معدن ثقيل وهو أثقل من الذهب، وليس فقط له أكبر الذرات حجما منأي معدن طبيعي آخر، فأيضا الذرات التي يتكون منها اليورانيوم بها نيوترونات أكثر بكثير من البروتونات.

وهذا لا يحفز قدرتها للإنشطار ولكن يعطيها احتمالا أكثر أهمية في قدرتها لتسهيل الإنفجار.
ه

هناك نظيرين لليورانيوم. إن اليورانيوم الطبيعي يتكون غالبا من النظير 238، والذي به 92 بروتون و146 نيوترون "92+146=238". وتجد ممزوجا مع هذا النظير نسبة 0،6% من اليورانيوم نوع نظير 235، والمحتوي فقط على 143 نيوترونا. هذا النظير، بخلاف اليورانيوم 238 له ذرات يمكن أن تنشطر، ولهذا يطلق عليه مصطلح قابل للإنشطار، ومفيد في صنع القنابل الذرية. وحيث أن اليورانيوم U-238 هو ذو النيوترون الثقيل، فإن ذلك يعكس النيوترونات بدلا أن يمتصها مثل ما يفعل أخيه النظير U-235.

اليورانيوم من نوع U-238لا يخدم أي عمل في مهمات التفاعل الذري، ولكن خصائصه تجعله يزودنا بغلاف واقي ممتاز لليورانيوم U-235وذلك عند إنشاء القنبلة كعاكس للنيوترونات. وهذا يساعد في الوقاية من تصادف حدوث سلسلة تفاعل بين اليورانيوم 235 ذو الكتلة الأكبر ورصاصتها المتممة لها داخل القنبلة.

لاحظ أيضا أنه بينما اليورانيوم 238 لا يخدم التفاعل المتسلسل، فإنه يمكن أن يكون المادة المشبعة بالنيوترونات لإنتاج البلوتونيوم (Pu-239).

والبلوتونيوم مادة قابلة للإنشطار ويمكن أن تستعمل في مكان اليورانيوم 235 (وإن يكن مع نوع آخر من المفجرات) في القنبلة الذرية.

إن كل من نوعي اليورانيوم مشع بطبيعته. وذراتهما الثقيلة تتحلل على مدى فترة زمنية. وإذا ما أعطيا فترة كافية من الزمن ( أكثر بكثير جدا من مئات الألوف من السنين) فإن اليورانيوم في الواقع يفقد أجزاء كثيرة منه للدرجة أنه سيتحول إلى معدن آخر هو الرصاص..

ومع ذلك فإن عملية الإنحلال يمكن تسريعها بالعملية المعروفة بإسم التفاعل التسلسلي chain reaction.

الذرات تجبر على الإنشطار بواسطة النيوترونات التي تأخذ طريقها بقوة إلى النواة. إن ذرة اليورانيوم 235 تكون غير مستقرة لدرجة أن صدمة من نيوترون واحد كاف لأن يقسمها وبالتالي يتسبب في حدوث التفاعل المتسلسل (بسبب تحرر نيوترونات أكثر). وهذا يمكن أن يحدث حتى عندما (نسبيا أقل) تتواجد كتل حرجة.

عندما يحدث هذا التفاعل المتسلسل، فإن ذرة اليورانيوم تنشطر إلى ذرتين أصغر من عناصر مختلفة مثل الباريوم والكريبتون.

عندما تنقسم ذرة اليورانيوم 235، فإنه ينتج عنها طاقة بشكل حرارة وإشعاع من نوع جاما، والذي يعتبر هو أقوى شكل من أشكال الإشعاع وأكثرها إماتة. وعندما يحدث هذا التفاعل، ف‘ن الذرة المنقسمة ستعطي أيضا أثنين أو ثلاثة من نيوتروناتها "الزائدة"، والتي لا يحتاج إليها لعمل الباريوم أو الكريبتون. هذه النيوترونات الزائدة تطير خارجا بقوة كافية كي تشطر ذرات أخرى تصادفها في طريقها. (أنظر إلى الرسم في الأسفل). ونظريا فإنه من الضروري القيام بشطر ذرة يورانيوم واحدة كي تقوم النيوترونات المنفصلة منها بشطر الذرات الأخرى، والتي هي بالتالي تخرج منها نيوترونات لشطر ذرات أخرى وهكذا. إن هذه المتوالية لا تتم في الواقع حسابيا ولكن بتوال هندسي. إن كل هذا سيحدث خلال جزء من مليون من الثانية.

إن أقل كمية كي تبدا التفاعل المتسلسل كما تم وصفه يعرف بالكتلة الحرجة العظمى SuperCritical Mass. والكتلة الفعلية التي يحتاج إليها لتسهيل هذا التفاعل المتسلسل تعتمد على نقاوة المادة، ولكن بالنسبة لليورانيوم 235 النقي فإن هناك حاجة لخمسون كيلوجراما، ولكن لأنه لا يوجد يورانيوم نقي للغاية ولهذا ففي الواقع هناك حاجة لكمية أكبر.

يتبـــع...

[خالد الغامدي]

بســم الله وعلى بركـــة الله


اليورانيوم 235 (U-235) و اليورانيوم 238 (U-238) و البلوتونيوم (po-293)

ليس اليورانيوم هو المادة الوحيدة المستعملة في صنع القنابل الذرية. هناك مادة أخرى هي عنصر البلوتونيوم، في النظير Pu-239.

البلوتونيوم لا يوجد طبيعيا (عدا آثارضئيلة للغاية)، ويتم دائما صنعه من اليورانيوم.

إن الطريقة الوحيدة لإنتاج البلوتونيوم من اليورانيوم هي القيام بمعالجة اليورانيوم 238(U-238) من خلال المفاعل النووي.

وبعد فترة من الزمن، فإن النشاط الإشعاعي المكثف يتسبب في جعل المعدن يأخذ جزيئات إضافية، وبالتالي فإن ذرات أكثر وأكثر تتحول إلى البلوتونيوم.

البلوتونيوم لن يبدأ التفاعل المتسلسل السريع بنفسه، ولكن هذه الصعوبة يمكن حلها بإيجاد مصدر نيوترونات، هذا المصدر يكون ذو نشاط إشعاعي عال بحيث يعطي هو النيوترونات أسرع من البلوتونيوم نفسه.

وفي أنواع معينة من القنابل، فإن مزيج من عناصر البريليوم والبلوتونيوم يستعمل لإيجاد هذا التفاعل. ويحتاج فقط لقطعة صغيرة منه.

المادة ليست قابلة للإنشطار بنفسها ولكن تعمل كمجرد عامل مساعد للتفاعل الأعظم.

يتبــــع.....

[خالد الغامدي]

بســـم الله وعلى بركــة الله


ميكانيكية القنبلة النــووية

المفجـــر بالضغط الجوي:

المفجر بالضغط الجوي يمكن أن يكون في غاية التعقيد من ناحية ميكانيكية، ولكن لكل الأغراض العملية فإنه يستعمل موديل بسيط.

في الإرتفاعات العالية، يكون الهواء أقل ضغطا.

وكلما انخفض الإرتفاع فإن ضغط الهواء يزداد.

إن قطعة بسيطة رقيقة جدا من معدن ممغنط يمكن استعمالها كمفجر بالضغط الجوي.

وكل ما هو يحتاج إليه هو أن يكون شريط المعدن على شكل فقاعة معدنية غاية في قلة السمك موجودة في المركز وأن يتم وضعها مباشرة تحت أداة الإتصال الكهربية، والتي ستحرك زنادا لمفجر متفجرات عادية.

وقبل أن يتم وضع هذا الشريط في مكانه، يتم دفع الفقاعة وبالتالي تعكس وضعها. وبمجرد أن يصل الضغط الجوي للمستوى المطلوب، فإن الفقاعة المغناطيسية ستنقذف للخلف إلى مكانها الأصلي ويبدأ فجأة الإتصال، وبهذا تكتمل الدائرة الكهربية لتقوم بعملية التفجير.

رأس التفجير:

رأس التفجير (أو رووس التفجير، حيث يتوقف ذلك على ما إذا كانت قنبلة يورانيوم أم بلوتونيوم هي المستعملة) ذلك الذي يوضع في شاحن التفجير المعتاد هو مشابه للرأس المفجر العادي.

ونادرا ما يعمل كعامل مساعد وذلك لإنتاج التفجير الضخم. ومعايرة هذه الأداة أمر هام.

إن رأس التفجير الصغير سينتج عنه تفجير ضخم عديم القيمة وسيقوم بمضاعفة الخطر حيث أن أحدا عليه أن يقوم بتفكيكه وإعادة تركيب القنبلة برأس تفجير آخر.

( يضاف لهذا الخطورة التي تأتي إذا علمنا بأن المتفجرات العادية يمكن أن تكون قد انفجرت بقوة غير كافية للحم المعدن المشع. وهذا سينتج عنه كتلة حرجة للغاية يمكن أن تنفجر في أي لحظة).

رأس التفجير سيصله شحنة كهربية إما من المفجر بالضغط الجوي أو المفجر باستعمال رادار قياس الإرتفاع، ويعتمد على أي نوع من الأنظمة هي المستعملة.

شركة دو بونت تصنع رؤوس تفجير ممتازة والتي يمكن تعديلها بسهولة لتلائم المواصفات المطلوبة.

شاحن التفجير المعتاد Conventional Explosive Charge:

هذا المتفجر يستعمل لتقديم ( ولحم) الكمية القليلة من اليورانيوم للكمية الأكبر داخل المكان المتواجد فيه بالقنبلة.

(كمية الضغط المطلوبة لإحداث ذلك غير معروفة ويمكن أن تكون من الأسرار الحكومية لأسباب أمنية).

متفجرات البلاستيك تعمل أفضل ما تكون لهذا الغرض حيث يمكن معالجتها يدويا لكي تمكن كل من قنبلة اليورانيوم وكذلك البلوتونيوم من التفجير.

وأحد المتفجرات الممتازة هو نترات اليوريا.

وتعليمات كيفية صناعة نترات اليوريا هي كالآتي:

--المكونات --

كوب من محلول مركز من حمض اليوريك (C5 H4 N4 O3(uric acid.

1/3 (ثلث) كوب من حمض النيتريك nitric acid.

4 أوعية حاويات زجاجية مقاومة للحرارة.

4 مرشحات (مثل فلاتر القهوة).

طريقة العمــل:

قم بترشيح محلول حمض اليوريك من خلال المرشح وذلك كي تزيل الشوائب.

ثم وببطء أضف 1/3 (ثلث) كوب من حمض النيتريك للمحلول واترك المزيج يرتاح مدة ساعة.

قم بعملية الترشيح مرة ثانية. اغسل البلورات بواسطة صب الماء عليها وهي لا تزال في المرشح.

إزل البلورات من المرشح واتركها مدة 16 ساعة كي تجف.

إن هذا المتفجر يحتاج إلى رأس تفجير كي ينفجر.

قد يكون من الضروري عمل كمية أكبر من تلك المذكورة في اللائحة هنا وذلك لإنتاج تفجير كبير كاف لأن يقوم بلحم قسمي اليورانيوم ببعضها لعمل الوحدة الساحقة.

يتبـــــــــــــــــع...

[خالد الغامدي]

بســـم الله وعلى بركــة الله


الـيورانيوم والبلـوتـونيـوم

ليورانيوم 235 يعتبر استخلاصه صعب جدا.

وفي الحقيقة، فإن من كل 25.000طن من خام اليورانيوم المأخوذة من المناجم في الطبيعة فإن 50 طنا فقط من معدن اليورانيوم يمكن تنقيتها منها. كما أن 99.3% من هذا المعدن هو يورانيوم 238 والذي يعتبر إلى حد كبير معدن ثابت من أجل استعماله كعامل في التفجير الذري.

ولجعل الأمور أكثر تعقيدا، ل توجد هناك طريقة كيماوية عادية يمكنها فصل النظيرين حيث أن اليورانيوم 235 و238 يمتلكان خصائص كيماوية متماثلة تماما.

الطرق الوحيدة التي يمكن أن تكون فعالة لفصل اليورانيوم 235 من اليورانيوم 238 هي طرق ميكانيكية.

اليورانيوم 235 هو قليلا وفقط قليلا أخف من اليورانيوم 238.

يستعمل نظام الإنتشار الغازي gaseous diffusion ليبدأ عملية الفصل ما بين النظيرين.

في هذا النظام، اليورانيوم يتحد مع الفلورين لتكوين غاز هيكسافلورايد اليورانيوم.

هذا المزيج يدفع مروحيا بواسطة مضخة منخفضة الضغط خلال سلسلة من الحواجز ذات المسامات الضيقة للغاية. ولأن ذرات اليورانيوم 235 أخف وبالتالي تمر أسرع من ذرات اليورانيوم 238 وتستطيع أن تنفذ من الحواجز بسرعة أكبر.

وكنتيجة لذلك فإن تركيز اليورانيوم 235 يصبح بالتالي أكبر كلما مر خلال كل حاجز.

وبعد أن يمر خلال عدة آلاف من الحواجز فإن هيكسافلورايد اليورانيوم يحتوي نسبيا على تركيز أعلى من اليورانيوم 235 ...

في وقود المفاعل يكون 2% يورانيوم 235 نقي. وإذا ما دفع يمكن من ناحية نظرية أن نحصل على 95% يورانيوم 235 نقي وذلك للإستعمال في القنبلة الذرية.

وبمجرد إنتهاء عملية الإنتشار الغازي، فيجب أن تتم تنقية اليورانيوم مرة أخرى.

الفصل المغناطيسي للمستخلص من عملية الإخصاب السابقة تستعمل بعدها وذلك من أجل المزيد من تنقية اليورانيوم.

وهذا يتضمن غاز تيتراكلورايد اليورانيوم المشحون كهربيا وتوجيهه ليمر على مجال الكتروماغناطيسي ضعيف. وحيث أن جزيئات اليورانيوم 235 الأخف في مجرى الغاز تتأثر بعد أول خطوتين، فإن عملية إخصاب ثالثة يتم تطبيقها على المستخلص من العملية الثانية.

يتضمن اسلوب هذه العملية، احداث عملية طرد مركزية غازيةgas centrifuge من أجل مزيد من الفصل لليورانيوم 235 الأخف من نظيره الأثقل.

القوة الطاردة المركزية تفصل النظيرين مستخدمة الفرق بين كتلة كل منها.

وبمجرد أن تكتمل كل هذه الإجراءات، فإن كل ما يراد عمله هو تشكيل اليورانيوم 235 في قوالب مناسبة لوضعها داخل رأس حربي يمكنه تسهيل التفجير الذري.

حددت الكتلة الحرجة العظمى لليورانيوم 235 على أساس 50 كيلوجراما من اليورانيوم النقي.

وحسب طريقة أو طرق التنقية المستخدمة عند تنقنية اليورانيوم 235، وكذلك مع تصميم ميكانيكية الرأس الحربي والإرتفاع الذي سينفجر عليه، فإن قوة التفجير في القنبلة الذرية يمكن أن يترواح من أي شيء بين 1 كيلو طن (وهي تساوي ألف طن من التي إن تي) إلى 20 ميجا طن (وهي تساوي 20 مليون طن من التي إن تي—والتي بالمناسبة تعتبر كأصغر رأس حربي نووي استراتيجي تمتلكه الدول العظمى اليوم.

(ونذكر هنا بأن غواصة نووية واحدة تحمل قوة تفجير تعادل 25 مرة قوة الحرب العالمية الثانية)).

وبينما يعتبر اليورانيوم مادة مثالية الإنشطار، فإنها في الواقع ليست الوحيدة.

البلوتونيوم يمكن أن يستعمل في القنبلة الذرية ايضا.

وعند ترك اليورانيوم 238 داخل المفاعل الذري لمدة أطول من الزمن، فإن اليورانيوم 238 يلتقط جزيئات إضافية (خاصة التيوترونات) وتدريجيا يتحول إلى عتصر البلوتونيوم.

البلوتونيوم قابل للإنشطار ولكن لا ينشطر بسهولة اليورانيوم.

وبينما اليورانيوم يمكن أن ينفجر بواسطة أداة بسيطة من النوع مزدوج الإطلاق part-2 gun-type device، فإن البلوتونيوم يجب أن يتم تفجيره بواسطة أكثر من 32 قسم معقد لغرف التحفيز مضاف إليها متفجر قوي من الأنواع المعروفة. وسرعة الضربة الكبيرة وميكانيكية الزناد المتزامنه لهذه المتفجرات. ويأتي مع هذه المتطلبات المهمة الإضافية لتقديم مزيج دقيق من البريليوم والبولونيوم لهذا المعدن أثناء حدوث كل هذه الأعمال.

وقدد حددت الكتلة العظمى الحرجة للبلوتونيوم على أساس 16 كيلوجرام. وهذه الكمية التي يحتاج إليها يمكن تخفيضها إلى 10 كيلوجرام وذلك بإحاطة البلوتونيوم بلاف من اليورانيوم 238.

يتبــــع...

[خالد الغامدي]

بســــم الله وعلى بركــة الله

مــاهو الفرق بين مفجر اليورانيوم من النوع القاذف Uranium gun-type detonator و مفجر البلوتونيوم نوع Plutonium implosion detonator:

مفجر اليورانيوم: Uranium Detonator

يتكون من جزئين.

كتلة كبيرة الحجم بيضاوية الشكل ومقعرة.

والكتلة الصغيرة الحجم هي تماما ذات حجم وشكل الجزء المفقود في الكتلة الكبيرة.

وحسب طريقة التفجير الخاصة بالمتفجرات العادية، فإن الكتلة الصغرى تحقن وتلتحم بقوة شديدة وعنف في الكتلة الكبرى.

يحصل بالتالي الوصول إلى الكتلة الحرجة، يتبع ذلك التفاعل المتسلسل والذي يتم خلال جزء بسيط جدا من الثانية.

مفجر البلوتونيوم: Plutonium Detonator

يتكون من 32 قسم كل منها بشكل الفطيرة ذات ال45 درجة، متكونة من البلوتونيوم التي يحيط بها مزيج من البريليوم والبلونيوم.

الأقسام ال32 تكون بمجموعها الشكل المحدب.

جميع هذه الأقسام يجب أن تحتوي على كميات متساوية بدقة من الكتلة (والشكل) مثل بعضها البعض.

إن شكل المتفجر يشبه كرة القدم.

وحسب المتفجرات التي هي من الأنواع التقليدية، فإن كل من ال32 قسما يجب أن تلتحم مع المزيج المذكور خلال جزء من عشرة ملايين من الثانية.

تعـــالوا بنا نتعرف على:

1) غلاف الرصاص الحاجب:

غرض هذا الغلاف المتكون من معدن الرصاص هو لمنع النشاط الإشعاعي المصاحب لمحتوى القنبلة من التداخل مع ميكانيكيات القنبلة الأخرى.

إن التدفق المتواصل للنيوترونات من الحمولة الداخلية هي قوية لدرجة أنها قد تقدر على قصر الدائرة الكهربية الداخلية والتسبب في تفجير عرضي مفاجيء وقبل موعده.

2) الفيوزات أو الفتيل:

تستخدم الفيوزات أو الفتيل كوسيلة حماية أخرى لمنع أي تفجير عرضي في كل من المتفجرات التقليدية المألوفة والحمولة النووية في القنبلة.

هذه الفيوزات أو فتيل التفجير يتم وضعها قرب سطح مقدمة القنبلة وذلك من أجل أن يتم تركيبها بسهولة عندما تكون القنبلة جاهزة لتبدأ التفجير.

يجب أن يتم تركيب الفيوزات فقط قبل أن يبدأ تفجيرها.

وتركيبها قبل هذا الموعد قد ينتج عنه حادثة مفجعة.

3) حارف النيوترون:

يتكون حارف النيوترونات فقط من اليورانيوم 238.

ولا يعتبر اليورانيوم 238 غير ثابل للإنشطار فقط ولكن أيضا له قدرات فريدة لكي يعكس النيوترونات ثانية لمصدرها.

حارف النيوترونات اليورانيوم 238 يمكن أن يخدم غرضين.

ففي قنبلة اليورانيوم، يقوم حارف اليورانيوم بالخدمة كحارس كي يحافظ على عدم نشوء أي حوادث عارضة وذلك بإرجاع النيوترونات الشاردة مما يمكن أن نسمية الرصاصة في نظير كتلة اليورانيوم، وبعيدا عن الكتلة الأكبر لليورانيوم، والعكس بالعكس.

حارف النيوترون في قنبلة البلوتونيوم في الواقع تساعد قطع البلوتونيوم في المحافظة على نيوتروناتها بواسطة عكس الجزيئات ثانية لمركزها.

انتهــــ( لا تبخـــلوا علينــا بالفائدة)ـــــــــــــــى




اللهم صل على محمد وآل محمد كما صليت على إبراهيم وآل إبراهيم إنك حميد مجيد

[خلف الجميلي]

رائع جدا

الله يعطيك العافية

[ناصر اللحياني]

الله يزيدك من فضله

وجزيت خيرا

[فيزيائي%]

شكرا لك أحسنت كثيرا