بخش دوم- بمب گداختي (fusion bomb)
انرژي در بمب شکافتي بر اثر واکنش زنجيره اي شکافت هسته هاي عناصر شکافا توليد ميشود. انرژي بستگي هر نوکلئون(ذره هسته اي) در ماده شکافا بيشتر از انرژي بستگي در مواد حاصل از شکافت است و همين انرژي اضافه است که پس از شکافته شدن هسته آزاد ميشود. در فرآيند انفجار ماده شکافا به صورت جرم بحراني در ميآيد و پس از انفجار در حاليکه واکنش زنجيره اي ادامه ميابد فشار دروني بخش مرکزي بمب انبساط سريعي در ماده شکافت پذير ايجاد ميکند و جرم را از حالت بحراني خارج ميکند و واکنش را متوقف ميکند.
اين محدوديت ها در بمب گداختي وجود ندارد. در بمب گداختي ادغام يا همجوشي هسته هاي دو ايزوتوپ، مثلا دوتريوم (H2) و تريتيوم (H3) تشکيل يک ايزوتوپ هليوم(He4 ) را ميدهد.(H2+H3--->He4+n1+Energy)
انرژي بستگي هر نوکلئون در هسته هاي سبکي مانند دوتريوم و تريتيوم کمتر از انرژي بستگي هر نوکلئون در فرآورده ي گداخت يعني هليوم است. هر چه دوتريوم و تريتيوم بيشتري در دسترس باشد، بمب قدرتمندتر است. از آنجايي که اين بمب بر اساس همجوشي هسته هاي دوتريوم و تريتيوم ايزوتوپهاي هيدروژن عمل ميکند، بمب را بمب هيدروژني مي نامند.
براي اينکه واکنش گداخت صورت گيرد، انرژي جنبشي هسته هاي شرکت کننده بايد به اندازه اي باشد که آنها بتوانند بر دافعه الکترواستاتيکي بين پروتونهاي درون دوتريوم و تريتيوم غلبه کنند. همين باعث ميشود که نيروهاي جاذبه قوي تر ولي کوتاه-برد هسته اي نقش برتر را بر عهده بگيرند. انرژي جنبشي مورد نياز متناظر با دماي 10e8 کلوين است که به سهولت در انفجار بمب شکافتي قابل حصول است. دماي زياد اگرچه لازم است، اما کافي نيست. در صورتي که فشار فوق العاده زيادي بر مخلوط دوتريوم-تريتيوم اعمال نشود نتيجه حاصل را که بمب شکافتي تقويت شده مي نامند حاصل نخواهد شد. انبساط عامل اصلي در متلاشي شدن مخلوط دوتريوم-تريتيوم است. مشکل ايجاد همزمان دماي زياد و فشار زياد؛ مانع عمده اي بر سر راه اختراع بمب گداختي بود. در سال 1951 پس از چند اقدام ناموفق، استنيسلاو آلام رياضي دان و ادوارد تلر فيزيک دان با همکاري يکديگر توانستند اين معما را حل کنند. در حالي که برخي از جزئيات اين مسئله هنوز شديداً سري باقي مانده است ، خصوصيات کلي بمب هيدروژني کاملا شناخته شده است.
اجزاي سازنده بمب هيدروژني را ميتوان به دو بخش عمده تقسيم کرد: بخش اوليه شکافتي و بخش ثانويه گداختي. بخش اوليه ي شکافتي، چيزي جز يک بمب شکافتي تقويت شده نيست که با فن آوري جديد تقريباً به اندازه يک توپ فوتبال است. انرژي انفجار اين بمب شکافتي به دو صورت در مي آيد: تابش الکترومغناطيسي که عمدتاً به صورت پرتوهاي x با سرعت نور در پيشاپيش موج انفجار انتشار مي يابد و امواج حرارتي که با سرعت صوت منتشر مي شود.
در زماني که گوي آتشين درست در آستانه انبساط است و موج انفجار هنوز به حرکت درنيامده است، پرتوهاي x ناشي از پوسته اورانيوم بيروني (U238) در اسفنج پلاستيکي صلب و چگالي که بخش ثانويه را محاصره ميکند پراکنده ميشود.اين پرتوهاي x حامل تقريباً 3 درصد انرژي کل بمب شکافتي (که براي بمب اوليه 40 کيلوتني معادل بيش از انرژي انفجار 1 کيلوتن TNT ميشود) است.اين سيل انرژي پرتوي X اسفنج پلاستيکي را آناً تبخير ميکند و آن را به پلاسماي بسيار داغ و پرفشاري تبديل ميکند . بر اثر اين فشار يکنواخت و زياد، بخش ثانويه به کسري از حجم ابتداي اش متراکم ميشود.
بخش ثانويه استوانه اي شکل از اجزا زير تشکيل ميشود: پوسته بيروني از جنس U238 که در ابتداي يورش بي امان پرتوهاي X ناشي از بمب اوليه را به پلاستيک اطراف برميگرداند. لايه بعدي از ليتوم - دوتريوم (6Li2H) تشکيل ميشود. درست در مرکز بمب ثانويه استوانه اي از جنس Pu239 قرار دارد که گاهي آنرا شمع ميگويند. براساس فشار فوقالعاده زياد پلاسماي بسيار داغ استوانهی Pu239 دستخوش شکافت مي شود. برخي از نوترونهاي حاصل، يونهاي ليتيوم را به دوتريوم تبديل ميکنند که آن هم به علت فشار و دماي زياد با يونهاي دوتريوم ادغام ميشود. نوترونهايي که به اين ترتيب آزاد ميشوند به کمک يونهاي ليتيوم، تريتيوم بيشتري توليد ميکنند و بر واکنش گداخت مي افزايند. در اين دماها رگبار نوترونهاي آزاد شده براي شکافت U238 معمولي از انرژي کافي برخوردار است، در حالي که نوترونهاي حاصل از بمب شکافتي معمولي قادر به شکافت اورانيوم 238 معمولي نيست. در واقع نيمي از انرژي کل و بيشتر فروريزه هاي پرتوزاي بمب گداختي از شکافت پوسته U238 حاصل ميشود و به همين دليل است که بعضا آنرا بمب شکافتي-گداختي-شکافتي مينامند. تمامي اين فرآيندهاي بمب ثانويه در مدت زماني کمتر از زمان لازم براي رسيدن موج انفجار از بمب اوليه به بخش ثانويه رخ ميدهد.
در بخش بعدي در رابطه معروفترين انفجارات هسته اي صحبت خواهيم كرد
