بمب هیدروژنی
دید کلی
همجوشی هستهای بنیاد اصلی بمب هیدروژنی را تشکیل میدهد. همانطور که از شکافته شدن هستههای سنگین (شکافت هستهای) ، مقدار عظیمی انرژی
حاصل میشود. از پیوند هستههای سبک نیز انرژی بیشتری بدست میآید. در هر
یک از دو حالت هستههایی با جرم متوسط تشکیل میگردد، که جرم آنها کمتر از
جرم اولیهای است که برای تشکیل آنها بکار رفته است. در حالی که در روش
شکافتن ، ماده اولیه منحصر به اورانیوم و توریم است. در روش پیوند هستهای از هر اتم سبکی مثلا اتم هیدروژن میتوان استفاده نمود.
[tr]
[td]
[/td]
[/tr]
هیدروژن مورد نیاز در واکنش همجوشی هستهای
هیدروژن موجود در تمامی آبهای اقیانوسها یکی از مواد اولیه روش پیوند
هستهها را تشکیل میدهد. هیدروژن سنگین که نسبت به هیدروژن معمولی فوق
العاده نایاب است برای پیوند بسیار نامناسب بوده و با وجودی که در هر 6400
اتم هیدروژن ، فقط یک اتم آن هیدروژن سنگین میباشد، بنابراین مقدار
هیدروژن موجود در اقیانوسها بسیار کافی است.
شرایط لازم برای انجام پیوند هستهای
برای اینکه پیوند هستهای انجام گیرد چه شرایطی لازم است؟
[ul][li]برای انجام عمل پیوند با هسته دو اتم را به شدت به هم بزنیم،
تا به هم پیوند خورده و در هم ذوب شوند. اما دافعه الکترواستاتیکی هسته ،
مانع بزرگی در این راه جلوی پای ما گذاشته است. در فواصل بینهایت نزدیک این
دافعه فوق العاده زیاد است. البته راه حل سادهای به نظر میرسد، بدین
معنی که بایستی به هستهها آنقدر سرعت دهیم که از این مانع رد شوند.
میدانیم که سرعت ذرات در هر گازی بستگی به درجه حرارت آن گاز دارد. پس
کافی است درجه حرارت را آنقدر بالا ببریم تا سرعت لازم برای عبور از این
مانع بدست آید.
[/li][/ul]
[tr]
[td]
[/td]
[/tr]
[ul][li]درجه حرارت لازم برای این کار چندین میلیون درجه سانتیگراد است و چنین حرارتی در کره زمین وجود ندارد. اما اگر یک بمب اتمی در وسط تودهای از هستههای سبک منفجر شود، حرارت فوق العادهای که از انفجار بمب حاصل میشود، حرارت هستههای سبک را به قدری بالا میبرد که پیوند آنها را امکانپذیر سازد. این موضوع اساس ساختمان بمب حرارتی و هستهای (ترمونوکلئور) میباشد.
[/li][li]همانطوری که در کبریت عادی برای آتش گرفتن ابتدا فسفر موجود در آن
بر اثر مالش محترق میشود و آنگاه گوگرد را روشن میسازد، در بمبهای
(حرارتی و هستهای) نیز ابتدا یک بمب اتمی معمولی منفجر میشود و در نتیجه
انفجار تودهای از اجسام سبک را به حرارت فوق العادهای میرساند، بطوری که
هستههای آنها به هم میپیوندند و آنگاه انفجار مهیبتری انجام میگیرد.
[/li][/ul]بمبهای هیدروژنی
بعد از انفجار یک بمب اتمی معمولی ، عمل سرد شدن به سرعت انجام
میگیرد. بنابراین ، باید فعل و انفعالاتی را در نظر گرفت که در آنها عمل
پیوند به سرعت انجام گیرد. اگر یک بمب اتمی را در مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم
محصور کرده و مجموعه را در یک محفظه با مقاومت مکانیکی زیاد قرار دهیم، پس
ازانفجار بمب اتمی محیط مساعدی برای یک فعل و انفعال ترمونوکلئور (فعل و
انفعال هستهای گرمازا) بوجود میآید و در اثر آن عمل پیوند هستهها انجام
شده و هلیوم بوجود میآید.
همجوشی هستهای بنیاد اصلی بمب هیدروژنی را تشکیل میدهد. همانطور که از شکافته شدن هستههای سنگین (شکافت هستهای) ، مقدار عظیمی انرژی
حاصل میشود. از پیوند هستههای سبک نیز انرژی بیشتری بدست میآید. در هر
یک از دو حالت هستههایی با جرم متوسط تشکیل میگردد، که جرم آنها کمتر از
جرم اولیهای است که برای تشکیل آنها بکار رفته است. در حالی که در روش
شکافتن ، ماده اولیه منحصر به اورانیوم و توریم است. در روش پیوند هستهای از هر اتم سبکی مثلا اتم هیدروژن میتوان استفاده نمود.
[tr]
[td]
[/td]
[/tr]
هیدروژن مورد نیاز در واکنش همجوشی هستهای
هیدروژن موجود در تمامی آبهای اقیانوسها یکی از مواد اولیه روش پیوند
هستهها را تشکیل میدهد. هیدروژن سنگین که نسبت به هیدروژن معمولی فوق
العاده نایاب است برای پیوند بسیار نامناسب بوده و با وجودی که در هر 6400
اتم هیدروژن ، فقط یک اتم آن هیدروژن سنگین میباشد، بنابراین مقدار
هیدروژن موجود در اقیانوسها بسیار کافی است.
شرایط لازم برای انجام پیوند هستهای
برای اینکه پیوند هستهای انجام گیرد چه شرایطی لازم است؟
[ul][li]برای انجام عمل پیوند با هسته دو اتم را به شدت به هم بزنیم،
تا به هم پیوند خورده و در هم ذوب شوند. اما دافعه الکترواستاتیکی هسته ،
مانع بزرگی در این راه جلوی پای ما گذاشته است. در فواصل بینهایت نزدیک این
دافعه فوق العاده زیاد است. البته راه حل سادهای به نظر میرسد، بدین
معنی که بایستی به هستهها آنقدر سرعت دهیم که از این مانع رد شوند.
میدانیم که سرعت ذرات در هر گازی بستگی به درجه حرارت آن گاز دارد. پس
کافی است درجه حرارت را آنقدر بالا ببریم تا سرعت لازم برای عبور از این
مانع بدست آید.
[/li][/ul]
[tr]
[td]
[/td]
[/tr]
[ul][li]درجه حرارت لازم برای این کار چندین میلیون درجه سانتیگراد است و چنین حرارتی در کره زمین وجود ندارد. اما اگر یک بمب اتمی در وسط تودهای از هستههای سبک منفجر شود، حرارت فوق العادهای که از انفجار بمب حاصل میشود، حرارت هستههای سبک را به قدری بالا میبرد که پیوند آنها را امکانپذیر سازد. این موضوع اساس ساختمان بمب حرارتی و هستهای (ترمونوکلئور) میباشد.
[/li][li]همانطوری که در کبریت عادی برای آتش گرفتن ابتدا فسفر موجود در آن
بر اثر مالش محترق میشود و آنگاه گوگرد را روشن میسازد، در بمبهای
(حرارتی و هستهای) نیز ابتدا یک بمب اتمی معمولی منفجر میشود و در نتیجه
انفجار تودهای از اجسام سبک را به حرارت فوق العادهای میرساند، بطوری که
هستههای آنها به هم میپیوندند و آنگاه انفجار مهیبتری انجام میگیرد.
[/li][/ul]بمبهای هیدروژنی
بعد از انفجار یک بمب اتمی معمولی ، عمل سرد شدن به سرعت انجام
میگیرد. بنابراین ، باید فعل و انفعالاتی را در نظر گرفت که در آنها عمل
پیوند به سرعت انجام گیرد. اگر یک بمب اتمی را در مخلوطی از دوتریوم و تریتیوم
محصور کرده و مجموعه را در یک محفظه با مقاومت مکانیکی زیاد قرار دهیم، پس
ازانفجار بمب اتمی محیط مساعدی برای یک فعل و انفعال ترمونوکلئور (فعل و
انفعال هستهای گرمازا) بوجود میآید و در اثر آن عمل پیوند هستهها انجام
شده و هلیوم بوجود میآید.