سلاح هاي هسته اي

بمب هسته اي چگونه كار مي‌كند؟
شما احتمالاً در كتابهاي تاريخ خوانده‌ايد كه بمب هسته‌اي در جنگ جهاني دوم توسط آمريكا عليه ژاپن بكار رفت و ممكن است فيلم‌هايي را ديده باشيد كه در آنها بمب‌هاي هسته‌اي منفجر مي‌شوند. درحاليكه در اخبار مي‌شنويد، برخي كشورها راجع به خلع سلاح اتمي با يكديگر گفتگو مي‌كنند، كشورهايي مثل هند و پاكستان سلاح‌هاي اتمي خود را توسعه مي‌دهند.
ما ديده‌ايم كه اين وسايل چه نيروي مخرب خارق‌العاده‌اي دارند، ولي آنها واقعاً چگونه كار مي‌كنند؟ در اين بخش خواهيد آموخت كه بمب هسته‌اي چگونه توليد مي‌شود و پس از يك انفجار هسته‌اي چه اتفاقي مي‌افتد؟

فيزيك هسته‌اي
انرژي هسته‌اي به ۲ روش توليد مي‌شود:
۱- شكافت هسته‌اي: در اين روش هسته يك اتم توسط يك نوترون به دو بخش كوچكتر تقسيم مي‌شود. در اين روش غالباً از عنصر اورانيوم استفاده مي‌شود.
۲- گداخت هسته‌اي: در اين روش كه در سطح خورشيد هم اجرا مي‌شود، معمولاً هيدروژن‌ها با برخورد به يكديگر تبديل به هليوم مي‌شوند و در اين تبديل، انرژي بسيار زيادي بصورت نور و گرما توليد مي‌شود.

طراحي بمب‌هاي هسته‌اي:
براي توليد بمب هسته‌اي، به يك سوخت شكافت‌پذير يا گداخت‌پذير، يك وسيله راه‌انداز و روشي كه اجازه دهد تا قبل از اينكه بمب خاموش شود، كل سوخت شكافته يا گداخته شود نياز است.
بمب‌هاي اوليه با روش شكافت هسته‌اي و بمب‌هاي قويتر بعدي با روش گداخت هسته‌اي توليد شدند. ما در اين بخش دو نمونه از بمب هاي ساخته شده را بررسي مي كنيم:

بمب‌ شكافت هسته‌اي :
۱- بمب‌ هسته‌اي (پسر كوچك) كه روي شهر هيروشيما و در سال ۱۹۴۵ منفجر شد.
۲- بمب هسته‌اي (مرد چاق) كه روي شهر ناكازاكي و در سال ۱۹۴۵ منفجر شد.
بمب گداخت هسته‌اي : ۱- بمب گداخت هسته‌اي كه در ايسلند بصورت آزمايشي در سال ۱۹۵۲ منفجر شد.

 

بمب‌هاي شكافت هسته‌اي:
بمب‌هاي شكافت هسته‌اي از يك عنصر شبيه اورانيوم ۲۳۵ براي انفجار هسته‌اي استفاده مي‌كنند. اين عنصر از معدود عناصري است كه جهت ايجاد انرژي بمب هسته‌اي استفاده مي‌شود. اين عنصر خاصيت جالبي دارد: هرگاه يك نوترون آزاد با هسته اين عنصر برخورد كند ، هسته به سرعت نوترون را جذب مي‌كند و اتم به سرعت متلاشي مي‌شود. نوترون‌هاي آزاد شده از متلاشي شدن اتم ، هسته‌هاي ديگر را متلاشي مي‌كنند.

زمان برخورد و متلاشي شدن اين هسته‌ها بسيار كوتاه است (كمتر از ميلياردم ثانيه ! ) هنگامي كه يك هسته متلاشي مي‌شود، مقدار زيادي گرما و تشعشع گاما آزاد مي‌كند.
مقدار انرژي موجود در يك پوند اورانيوم معادل يك ميليون گالن بنزين است!
در طراحي بمب‌هاي شكافت هسته‌اي، اغلب از دو شيوه استفاده مي‌شود:

روش رها كردن گلوله:
در اين روش يك گلوله حاوي اورانيوم ۲۳۵ بالاي يك گوي حاوي اورانيوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد.
هنگامي كه اين بمب به زمين اصابت مي‌كند، رويدادهاي زير اتفاق مي‌افتد:
۱- مواد منفجره پشت گلوله منفجر مي‌شوند و گلوله به پائين مي‌افتد.

۲- گلوله به كره برخورد مي‌كند و واكنش شكافت هسته‌اي رخ مي‌دهد.
۳- بمب منفجر مي‌شود.
در بمب هيروشيما از اين روش استفاده شده بود. نحوه انفجار اين بمب در شكل زير نمايش داده شده است:
روش انفجار از داخل:
در اين روش كه انفجار در داخل گوي صورت مي‌گيرد، پلونيم ۲۳۹ قابل انفجار توسط يك گوي حاوي اورانيوم ۲۳۸ احاطه شده است.
هنگامي كه مواد منفجره داخلي آتش گرفت رويدادهاي زير اتفاق مي‌افتد:
۱- مواد منفجره روشن مي‌شوند و يك موج ضربه‌اي ايجاد مي‌كنند.
۲- موج ضربه‌اي، پلوتونيم را به داخل كره مي‌فرستد.
۳- هسته مركزي منفجر مي‌شود و واكنش شكافت هسته‌اي رخ مي‌دهد.
۴- بمب منفجر مي‌شود.

بمبي كه در ناكازاكي منفجر شد، از اين شيوه استفاده كرده بود. نحوه انفجار اين بمب، در شكل زير نمايش داده شده است.
بمب‌ گداخت هسته‌اي: بمب‌هاي شكافت هسته‌اي، چندان قوي نبودند!

بمب‌هاي گداخت هسته‌اي ، بمب هاي حرارتي هم ناميده مي‌شوند و در ضمن بازدهي و قدرت تخريب بيشتري هم دارند. دوتريوم و تريتيوم كه سوخت اين نوع بمب به شمار مي‌روند، هردو به شكل گاز هستند و بنابراين امكان ذخيره‌سازي آنها مشكل است. اين عناصر بايد در دماي بالا، تحت فشار زياد قرار گيرند تا عمل همجوشي هسته‌اي در آنها صورت بگيرد. در اين شيوه ايجاد يك انفجار شكافت هسته‌اي در داخل، حرارت و فشار زيادي توليد مي‌كند و انفجار گداخت هسته‌اي شكل مي‌گيرد.در طراحي بمبي كه در ايسلند بصورت آزمايشي منفجر شد، از اين شيوه استفاده شده بود. در شكل زير نحوه انفجار نمايش داده شده است.
اثر بمب‌هاي هسته‌اي:

انفجار يك بمب هسته‌اي روي يك شهر پرجمعيت خسارات وسيعي به بار مي آورد. درجه خسارت به فاصله از مركز انفجار بمب كه كانون انفجار ناميده مي‌شود بستگي دارد.
زيانهاي ناشي از انفجار بمب هسته‌اي عبارتند از :
– موج شديد گرما كه همه چيز را مي‌سوزاند.
– فشار موج ضربه‌اي كه ساختمان‌ها و تاسيسات را كاملاً تخريب مي‌كند.
– تشعشعات راديواكتيويته كه باعث سرطان مي‌شود.

– بارش راديواكتيو (ابري از ذرات راديواكتيو كه بصورت غبار و توده سنگ‌هاي متراكم به زمين برمي‌گردد)
در كانون زلزله، همه‌چيز تحت دماي ۳۰۰ ميليون درجه سانتي‌گراد تبخير مي‌شود! در خارج از كانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ايجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسيسات خراب مي‌شوند. در بلندمدت، ابرهاي راديواكتيو توسط باد در مناطق دور ريزش مي‌كند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محيط زندگي مي‌‌شود.
دانشمندان با بررسي اثرات مواد راديواكتيو روي بازماندگان بمباران ناكازاكي و هيروشيما دريافتند كه اين مواد باعث: ايجاد تهوع، آب‌مرواريد چشم، ريزش مو و كم‌شدن توليد خون در بدن مي‌شود. در موارد حادتر، مواد راديواكتيو باعث ايجاد سرطان و نازايي هم مي‌شوند. سلاح‌هاي اتمي داراي نيروي مخرب باورنكردني هستند، به همين دليل دولتها سعي دارند تا بر دستيابي صحيح به اين تكنولوژي نظارت داشته باشند تا ديگر اتفاقي بدتر از انفجارهاي ناكازاكي و هيروشيما رخ ندهد.

در سياره ما چه خبر است!
باران اسيدي:
وقتي به ابرها و آسمان آبي نگاه مي كنيم، ذرّات معلق در هوا را نمي بنيم. اما در هوا ذراتي وجود داردكه براي كرة زمين زيان آوراست. در اثر مصرف زغال سنگ براي توليد الكتريسيته در نيروگاهها و استفاده از بنزين به عنوان سوخت اتومبيلها، گازهاي نامرئي با هوا مخلوط مي شوند. بخشي از اين گازها نيز با آب تركيب مي شوند و مخلوطي اسيدي، شبيه آبليمو يا سركه، مي سازند. گاهي ممكن است كه اين گازها با نزديك شدن به ابرهاي باران زا، با باران و برف مخلوط شوند. در اين صورت، اسيدها همراه برف يا باران بر زمين مي بارند. به اين نوع باران، ‹‹باران اسيدي›› مي گويند.باران اسيدي براي درختان، رودخانه ها، درياچه ها و جانوراني كه در آنها زندگي مي كنند، بسيار زيان آور است. زيرا باعث از بين رفتن جنگلها و آلوده شدن آبهاي آشاميدني مي شود.وظيفة ما جلوگيري از توليد باران اسيدي است. استفادة محدودتر از اتومبيل، و مصرف كمتر از راه حلهاي كاهش باران اسيدي هستند. مثلاً در نيروگاههايي كه سوخت آنها زغال سنگ، نفت و يا گاز است، مصرف كمتر انرژي يعني مصرف كمتر زغال سنگ، نفت و يا گاز..

آلودگي هوا:
تا ۱۵۰ سال پيش،هواي كرة زمين خالص و تميز و براي تنفس مناسب بود. بتدريج صنعت وارد زندگي انسانها شد و ساختن كارخانه ها و راه انداختن توليدات گوناگون مانند اتومبيل، باعث آلودگي هوا شد. امروزه هواي بعضي از مناطق به قدري آلوده شده است كه قابل تنفس نيست. هواي بسياري از شهرهاي بزرگ جهان پر از مهي غليظ و دود آلود است. ميزان اين آلودگي به حدي رسيده كه آسمان آبي را به آسمان قهوه اي تبديل كرده است!

هواي آلوده نه تنها براي انسانهاو حيوانات، بلكه براي درختان و گياهان هم زيان آور است. حتي در برخي موارد به محصولات كشاورزي، كه غذاي ما را تشكيل مي دهند، نيز آسيب مي رساند. بنابراين ما بايد در شيوة زندگي خود تجديد نظر كنيم و به پاكسازي هوايي كه تنفس مي كنيم بپردازيم.
هر كسي مي تواند به نحوي در اين پاكسازي شركت كند، كارهايي مانند: كاشتن درخت، استفاده از دوچرخه به جاي اتومبيل، كتاب خواندن و يافتن راه حلهاي مناسب براي تميز نگهداشتن هوا…..
نابود شدن حيوانات:

روز به روز بر جمعيت كرة زمين افزوده مي شوند و همة اين انسانها به محلي براي زندگي كردن، نياز دارند. در نتيجه مكانهايي كه قبلاً به گياهان و حيوانات اختصاص داشته است نيز اشغال مي شوند. بدين ترتيب جنگلها از بين مي روندو نواحي دست نخورده به خانه ها و مغازه ها تبديل مي شوند. وقتي انسانها به سرزمين جديدي مهاجرت مي كنند، گياهان و حيوانات آن منطقه در معرض خطر قرار مي گيرند. در واقع چون مكاني براي آنها باقي نمي ماند، ازبين مي روند و براي هميشه از كرة زمين محو مي شوند.
همة ما از تصاوير و داستانهاي مربوط به دايناسورها، كه چندين ميليون سال قبل در كرة زمين زندگي مي كردند، لذت مي بريم. اما اكنون همة آنها از بين رفته اند و اگر مراقب نباشيم فيلها، آهوها و كبوترهاي چاهي و حتي جنگلهاي شمال ايران، سرنوشت بهتري نخواهند داشت.

وظيفة ما اين است كه تلاش كنيم تا كرة زمين، سبز سالم و پر از ميليونها موجود شگفت انگيز باقي بمانند.
چقدر زباله:
بسياري از چيزهايي را كه نمي خواهيم در سطل زباله مي اندازيم. كاميون حمل زباله نيز آنها را هرشب با خود مي برد و اين آخرين چيزي است كه ما مي بينيم. اما فكر مي كنيد كه بر سر زباله ها چه مي آيد؟ آيا آنها ناگهان ناپديد مي شوند؟ به هيچ وجه!

تقريباً همة زباله ها به محل دفن زباله برده مي شوند. كاميونها زباله ها را روي زمين مي ريزند و سپس روي زباله ها را به كمك بولدوزر با خاك مي پوشانند. بدين ترتيب بيشتر زباله ها مدفون مي شوند. امروزه آنقدر زباله توليد مي شود كه در بيشتر موارد جاي كافي براي دفن همة آنها وجود ندارد.

وظيفة ما اين است كه دست به كار شويم، و ميزان توليد زباله هايمان را به شدت كاهش دهيم. مطمئن باشيد كه مي توانيم اين كار را انجام دهيم. ما مي توانيم بازيابي و پيش باز يابي كنيم. بازيابي يعني استفاده دوباره از مواد، به جاي دور انداختن آنها، و پيش باز يابي يعني نخريدن وسيله اي مانند لفافها و بسته بندي هاي پلاستيكي، كه امكان استفاده دوباره از آنها وجود ندارد. در صورت اجراي باز يابي و پيش بازيابي، ميزان زباله را كاهش مي دهيم و به سبز ماندن سياره مان كمك مي كنيم. طرحهاي باز يابي خود مي تواند نوعي سرگرمي باشد.

اثر گلخانه اي:
گلخانه اتاقي شيشه اي است كه در آن مي توانيد گلها و ديگر گياهاني كه نياز به گرماي زيادي دارند، گلخانه بر اثر تابش آفتاب گرم مي شود و سقف و ديوارها از خارج شدن گرما از گلخانه جلوگيري مي كنند.
لايه اي از گازهاي نامرئي (مانند دي اكسيد كربن) كرة زمين را احاطه كرده است. اين گازها مانند سقف شيشه اي گلخانه عمل مي كنند: يعني لاية گازها، مانند سقف، گرماي حاصل از تابش خورشيد را در خود حفظ مي كند و آن را در مجاورت كرة زمين نگه مي دارد. اين عمل خوب است زيرا ما نمي توانيم بدون گرما زندگي كنيم.

كارخانه ها، نيروگاههاي برق، و اتومبيلها نيز مقدار زيادي گاز جديد توليد مي كنند. حتي هنگامي كه درختان بريده مي شوند، از آنها گاز توليد مي شود، و اين گاز هاي جديد گرماي خورشيد را بيشتر و بيشتر محبوس مي كنند كه به آن اثر گلخانه اي، يا گرم شدن جهان گفته مي شود. اگر درجة حرارت زمين فقط چند درجه بيشتر شود، تغييرات آب و هوايي چشمگيري در سراسر كرة زمين ايجاد مي شود. مناطقي كه آب و هواي گرم دارند گرمتر مي شوند، به حدي كه امكان زندگي در آن وجود نخواهد داشت و مناطق سرد، گرم خواهند شد. مناطقي كه بيشتر مواد غذايي ما را تامين مي كنند، به قدري گرم مي شوند كه ديگر امكاني براي رشد محصولات باقي نخواهد ماند.

هر كودكي مي تواند با كاشتن و حفاظت از درختان و نيز با مصرف كمتر انرژي به توقف اثر گلخانه اي كمك كند. در اثر باز يابي، كار شديد برخي از كارخانه ها نيز تعديل مي شود. البته تعديل در كار شديد كارخانه به معني كاهش توليد و كم كاري نيست.بازيابي به عدم مصرف سوخت و انرژي و ديگر ذخاير زيرزميني كمك مي كند و از ميزان گازهاي توليدشده مي كاهد. بازيابي و تعديل در كار شديد كارخانه، به معني توجه و نحوة مصرف سوخت و ساير انرژي هاست. زيرا استفادة نادرست و بي رويه از انرژي به توليد گازهايي منجر مي شود كه هم براي زمين زيان آورند و هم براي ساكنان زمين. توجه داشته باشيد كه صرفه جويي هميشه به معني كم مصرف كردن نيست، بلكه درست مصرف كردن است.

حفرة لاية ازون:
بالاي آسمان، بالاتر از هوايي كه ما تنفس مي كنيم، لايه اي از نوع گازي به نام ازون وجود دارد. اين لايه با جلوگيري از عبور پرتوهاي مضّرخورشيد و با عبور دادن پرتوهاي مفيد آن به ما كمك مي كند. در واقع لاية ازون از ما حفاظت مي كند.
اما اكنون لاية ازون با با گازهايي كه انسانها ساخته اند، صدمه ديده است. اين گازهاCFC ها، و هالون ها نام دارند. CFCها در كمپرسور يخچالها، تهوية مطبوع، فوم پلاستيكي، اسپري، صنايع اسفنج سازي و… استفاده مي شوند. هالون ها كه از CFC ها هم خطرناكتر و مخربتر هستند، بيشتر در دستگاههاي آتش نشاني براي خاموش كردن آتش سوزيها به كار مي روند. اين گازها بعد از صعود به بالاي جو يعني جايي كه لاية ازون قرار دارد شناور مي مانند، و ازون را به تدريج از بين مي برند. صدمه ديدن لاية ازون باعث كند شدن رشد گياهان، نابودي پلانكتونها، و گسترش بيماريهايي مانند آب مرواريد چشم و سرطان پوست مي شود
امروزه دانشمندان به شدت نگران لاية ازن هستند، زيرا مقدار زيادي از آن در همين سالهاي اخير از بين رفته است. بنبراين ياد گرفتن نكاتي در بارة لاية ازون، بسيار مهم است. ما همگي مي توانيم به توقف نابودي لاية ازن كمك كنيم! براي دستيابي به راهنماييهاي بيشتر در مورد چگونگي انجام آن، به خواندن ادامه دهيد.

آلودگي آب:
بيش از ۷۰ درصد سطح كرة زمين را آب پوشانده است. اقيانوسها بزرگترين بخش آن را تشكيل مي دهند. غير از آنها درياچه ها، رودها، نهرها، و حتي آبهاي زيرزميني هم وجود دارند. همة موجودات كرة زمين، از كوچكترين آنها مانند لارو حشرات، تا بزرگترين آنها مانند وال به آب وابسته اند. آب بسيار ارزشمند است. ولي ما چندان مواظب تميز نگه داشتن آبها نيستيم، به طوري كه آب بسياري از مناطق آلوده شده است. رودخانه ها و درياچه ها با زباله يا مواد شيميايي سمي، كه مستقيماً به درون آنها مي ريزند، آلوده شده اند. امكان آلودگي آبهاي زير زميني نيز با بنزين و ديگر مايعات زيان آور كه به درون زمين نفوذ مي كنند، وجود دارد. برخي كودهاي شيميايي يا حشره كشهاي مورد مصرف در مزارع يا چمنزارها هم به درون خاك راه مي يابند. از طرف ديگر اقيانوس، كه محل زندگي جانداران بي شماري است، مدتهاست كه به مكاني براي تخليه زباله

و سموم شيميايي تبديل شده است و دارد آلوده مي شود. وظيفه ما صرفه جويي در مصرف آب و سالم نگه داشتن آن است. چرا كه انسانها گياهان و حيوانات محتاج به نوشيدن و استفاده از آن هستند و ماهيها و ديگر جانوران به نيز به محلي براي زندگي نياز دارند. باز تكرار مي كنيم كه صرفه جويي فقط معني كم مصرف كردن نيست بلكه درست مصرف كردن است. يعني با استفادة صحيح از امكانات، مي توانيم مصرف را كاهش دهيم بدون آنكه مشكلي برايمان پيش بيايد. مثلاً مي توان دست و صورت خود را با باز كرن كمتر شير آب به همان تميزي شست كه بر روز با آب بيشتري مي شوييد.

گاز ازن
تعریف کلی
ازون (Ozone) کلمه یونانی است به معنی «بو» و بالاحض «بو تند» اطلاق می شود. اوزن مولکولی با اتم سه اتم اکسیژن است مولکول اکسیژن دارای دو اتم اکسژن است اما تفاوت در یک اتم اکسیژن در این دو مولکول تفاوتهای اساسی را در این دو مولکول بوجود آورده است.