اختر منطقتك 
في عام 1938 ، اكتشف الفيزيائي الإيطالي إنريكو فيرمي ، الذي فر إلى نيويورك للهروب من الفاشية ، مادة حدثت فيها عملية من هذا النوع: اليورانيوم. خوفًا من أن يكتشف النازيون أيضًا قدرة هذا العنصر على إنتاج سلسلة من التفاعل ، وُلد مشروع مانهاتن في عام 1940 ، وهو برنامج سري لتطوير الأسلحة النووية بقيادة آرثر كومبتون. شكلت شركة Compton مجموعة أبحاث ، شملت أيضًا Fermi و Szilard ، والتي ستستمر في إجراء تجارب على تفاعلات السلسلة النووية. كان الفيزيائي النظري يوليوس روبرت أوبنهايمر أيضًا جزءًا من الفريق.
في 2 ديسمبر 1942 ، تم إجراء أول تجربة فعلية تحت ملعب كرة القدم بجامعة شيكاغو ؛ في محكمة الاسكواش ، قام الفيزيائيون ببناء مفاعل يطلق عليه اسم “شيكاغو كومة 1” حقق أول رد فعل نووي مستدام من أي وقت مضى أنشأه البشر ، مما يوفر تأكيدًا لفكرة Szilard. في عام 1943 ، أصبح أوبنهايمر مدير مشروع في مختبرات لوس ألاموس في نيو مكسيكو ، حيث سيتم تصميم أول جهاز نووي حقيقي في التاريخ. في 16 يوليو 1945 ، قامت الولايات المتحدة بتفجيرها في صحراء نيو مكسيكو. بعد عشرين يومًا ، في 6 أغسطس ، سقطت قنبلة مماثلة على مدينة هيروشيما اليابانية ، وفي 9 أغسطس في مدينة ناغازاكي ، مما أدى إلى استسلام اليابان بعد عدة أيام ونهاية الحرب العالمية الثانية.
مسألة نوى
كما نتعلم جميعًا في المدرسة ، تتكون الذرات من نواة من النيوترونات والبروتونات ، التي تدور حولها الإلكترونات. يمكن أن تتحد النوى الذرية لتشكيل ذرات أكبر ، أو شظية لتشكيل ذرات أصغر. تسمى الحالة الأولى في الانصهار النووي ، وهي العملية التي تحدث في النجوم ، والتي يحاول الباحثون اليوم إعادة إنشائها في المختبر كوسيلة لإنتاج الطاقة. تحت الحرارة والضغط الجهنمي ، تندمج الذرات معًا لتشكيل ذرات أثقل. على سبيل المثال ، في نجم مثل الشمس ، فتيل نوى الهيدروجين لتشكيل نوى الهيليوم. تطلق هذه العملية الطاقة ، التي تشع إلى النظام الشمسي ، مما يخلق ظروفًا صالحة للعيش على الأرض.
ومع ذلك ، عندما تنقسم النواة ، نسميها الانشطار النووي ، والتي نستغلها بطريقة خاضعة للرقابة في محطات الطاقة النووية وبطريقة غير مكتوبة بشكل متعمد في القنابل النووية. في هذه الحالة ، يتم تجزئة الذرات الثقيلة غير المستقرة إلى ذرات أخف ، وهي عملية تطلق الطاقة أيضًا. بالإضافة إلى الطاقة ، يتم إطلاق النيوترونات الزائدة أيضًا ، مما يؤدي بالتحديد إلى تفاعل سلسلة الانشطار التي تصورها Szilard. ومع ذلك ، يجب أن تصل المادة المتفوقة إلى الأهمية – وهي حالة حيث يتم إطلاق ما يكفي من النيوترونات ويضربون ذرات أخرى لمواصلة تشغيل المزيد من الذرات للانقسام. في مفاعل نووي ، فإن تحقيق الأهمية هو الهدف ؛ في قنبلة ذرية ، يجب تجاوزها ، حيث يؤدي رد فعل واحد إلى تفاعلات متعددة ويتسبب في تصاعد العملية.
من الانشطار إلى الانصهار
تلك الأسلحة التي تمت مناقشتها حتى الآن هي قنابل ذرية “كلاسيكية” ، بناءً على الانشطار. عادةً ما يتم تشغيل قنبلة ذرية بواسطة انفجار كيميائي ، والذي يضغط كتلة من اليورانيوم أو البلوتونيوم حتى يتجاوز الأهمية. التطورات اللاحقة في هذا المجال من البحث ، ومع ذلك ، أدت إلى نوع آخر من الأجهزة النووية ، تسمى قنبلة الانصهار. وتسمى هذه القنابل النووية الحرارية ، حيث يحدث تسلسل من اثنين من الانفجار. الانفجار الأساسي يعادل قنبلة الانشطار ، مع التسلسل المذكور أعلاه للانفجار الكيميائي وسلسلة الانشطار. تؤدي الطاقة التي تصدرها الانفجار الأساسي بعد ذلك إلى انفجار ثانوي ، وتستخدم لإحداث اندماج ذرات الهيدروجين. أقوى جهاز من هذا النوع المصمم واختباره هو قنبلة القيصر الشهيرة ، التي تم تفجيرها في القطب الشمالي في عام 1961 من قبل الاتحاد السوفيتي.
كيف يحدث الانفجار
لدينا جميعًا صورة سحابة الفطر في أذهاننا. ولكن كيف تنشأ؟ بمجرد انفجار قنبلة ذرية ، في غضون الثانية الأولى ، هناك إطلاق مفاجئ للطاقة في شكل نيوترونات حرة وأشعة جاما. يظهر الانفجار بمثابة مجال ناري يتوسع إلى عشرات الكيلومترات من نقطة الزناد. هذا الانفجار الناري ، الذي يرتفع إلى الجو ، يخلق شكل الفطر النموذجي. يحدث فلاش حراري. يمكن أن تبدأ الحرارة المنبعثة من الحرائق وتسبب حروقًا حتى على بعد كيلومترات من وسط الانفجار (اعتمادًا على قوة القنبلة).
التوسع بسرعة كبيرة ، يخلق الانفجار موجة صدمة ، وهو تغيير مفاجئ في الضغط الجوي الذي يخلق الكثير من الدمار المرتبط بالقنابل الذرية. ومع ذلك ، فإن خصوصية القنابل الذرية هي التداعيات المشعة: دش من منتجات الانشطار التي تنتشر في المنطقة المحيطة بالانفجار والتي يمكن أن تلوثها بعناصر مشعة لعقود.
ظهرت هذه القصة في الأصل على سلكية إيطاليا وترجمت من الإيطالية.
