تفسیری فنی بر یک تصویر جنجالی هستهای
۱) در اینجا من به تفسیر فنی اسلاید ادعایی نتانیاهو خواهم پرداخت. قبل از آنکه این رشتو شروع کنم اینرو بگم که،مطابق با عادت شخصی خودم این صرفا یک بررسی تحلیلی علمی-فنی و نه سیاسی. به جهت حساسیت در بحث هستهای من فقط اسلاید را به صورت فنی #رشتو
۱) در اینجا من به تفسیر فنی اسلاید ادعایی نتانیاهو خواهم پرداخت. قبل از آنکه این رشتو شروع کنم اینرو بگم که،مطابق با عادت شخصی خودم این صرفا یک بررسی تحلیلی علمی-فنی و نه سیاسی. به جهت حساسیت در بحث هستهای من فقط اسلاید را به صورت فنی #رشتو
۲) توضیح خواهم داد و به هیچ مورد دیگری نخواهم پرداخت. سعی کردهام مطلب را در سطح خواننده عمومی نگه دارم و ساده سازی های بسیاری انجام دادهام.
در ابتدا بگم هدف این مجموعه مثل اکثر ساختارهای سلاحهای هستهای متعارف این است که بتواند به درستی ماده شکافت پذیر را فشرده کند که در اینجا
در ابتدا بگم هدف این مجموعه مثل اکثر ساختارهای سلاحهای هستهای متعارف این است که بتواند به درستی ماده شکافت پذیر را فشرده کند که در اینجا
۳) اورانیوم ۲۳۵ است.
از بیرون به سمت داخل شروع میکنیم. لایه اول پوسته است که من در اینجا به اون نخواهم پرداخت.
توزیع کننده لایه بعدی است که بسیار مهم است و کار تحقیقاتی انفجاری و هیدرودینامیکی زیادی لازم داره. توزیع کننده ساختاری که قرار انفجار ابتدایی رو شروع کند و اون رو درست و
از بیرون به سمت داخل شروع میکنیم. لایه اول پوسته است که من در اینجا به اون نخواهم پرداخت.
توزیع کننده لایه بعدی است که بسیار مهم است و کار تحقیقاتی انفجاری و هیدرودینامیکی زیادی لازم داره. توزیع کننده ساختاری که قرار انفجار ابتدایی رو شروع کند و اون رو درست و
۴) به صورت متقارن در سطح لایه کروی توزیع کند. توزیع کننده در هر نیم کره این طراحی سلاح یک نقطه شروع دارد که انفجار ابتدایی از ان شروع میشود و با کانالهایی در سطح مواد انفجاری خرج اصلی توزیع میشه. دوستانی که مطالب قبلی رو خوندن میدونن که بارها از تکنیک لنز انفجاری نام بردم که در
۵) اون مواد انفجاری به صورت پوسته پوسته در سطح کره بمب توزیع میشه تا انفجار متقارنی رو رقم بزنه، این تکینیک پیچیده است. در پروژه منهتن ۳۲ نقطه باید به صورت همزمان به وسیله سیستم الکتریکی ولتاژ بالا منفجر میشدن که متقارن شازی این سیستم وقت و انرژی زیادی رو از پروژه منهتن گرفت.
۶) البته آمریکایی ها این نقاط رو به بالای ۹۰ و ۱۰۰ نقطه رسوندند که پیچیدهتر بود ولی بازدهی بمب رو به جهت تقارن بالاتر بسیار بیشتر میکرد. اما در اینجا به جای تکنیک لنز از ساختار توزیع کننده استفاده شده است و ساختارها و کانالهای متقارن با محاسبات درست هیدرودینامیکی این وظیفه را بر
۷) عهده دارند. تکنیک توزیع کننده در مینیاتوریزه کردن کلاهک هستهای نقش مهمی دارد و بسیار مهم تا درست طراحی و محاسبه بشه و ساختار مناسبی داشته باشد.
خرج اصلی بخشی است که وظیفه اصلی فشرده سازی کره اورانیومی را بر عهده دارد تا کره رو به حالت سوپر کریتیکال برساند. در این بخش از مواد
خرج اصلی بخشی است که وظیفه اصلی فشرده سازی کره اورانیومی را بر عهده دارد تا کره رو به حالت سوپر کریتیکال برساند. در این بخش از مواد
۸) شدید انفجار بهره گرفته میشود. این بخش در حدی مهم بود که دانشمندان پروژه منهتن مواد انفجاری نوینی برای این امر اختراع و استفاده کردن. احتمالا مادهای که در اینجا به کار خواهد رفت ماده شدید انفجار اکتل است که یک ماده انفجاری قابل ریختهگری است و کاربردهای نظامی مانند استفاده در
۹) خرجهای گود دارد. این ماده در واقع ترکیبی از دو ماده انفجاری HMX و TNT است. که حدودا از 70-75% HMX و 25-30% TNT تشکیل شده است. در کل بخش اصلی این ترکیب HMX است که سرعت انفجاری آن حدود 2000 متر بر ثانیه سریعتر از TNT است. در مواد انفجاری بمبهای هستهای معمولا نسبتهای مختلفی از
۱۰) مواد انفجاری استفاده میشود مثلا میتوان به جای HMX از ماده RDX استفاده کرد. اما برتری HMX بر ترکیبات RDX آن است که کمک بیشتری به کوچک ساز و مینیاتوریزه کردن ساختار میکند.
لایه بعدی صفحه پرنده است که از مهمترین موضوعات در بحث فشردهسازی مواد و فیزیک چگالی بالا و انرژیهای بالا
لایه بعدی صفحه پرنده است که از مهمترین موضوعات در بحث فشردهسازی مواد و فیزیک چگالی بالا و انرژیهای بالا
۱۱) است، به عنوان مثال در بحث مهم همجوشی هستهای به روش محصورسازی لختی بحث صفحه پرنده و توزیع درست موج انفجاری بحث مهمی است(البته محصورسازی لختی بحث پیچیدهای و بحثهای مختلفی داره).در اینجا طراحی احتمالا صفحه پرنده یک پوسته نازک فلزی است، کار صفحه پرنده این است که موج انفجاری که
۱۲) خرج اصلی به وجود میاورد را به صورت متقارن و با توزیع مناسب به کره اورانیومی منتقل کند و anomaly ها یا ناهنجاریهای انفجاری را کاهش دهد. به صورت معمول در یک طراحی مناسب، صفحه پرنده خود به صورت مستقیم بر روی نمونه(در اینجا اورانیوم) تاثیر نخواهد گذاشت.همین وسیله بسیار به افزایش
۱۳) بازدهی سلاح هسته ای کمک خواهد کرد، بدون تقارن مناسب انفجاری بازدهی بسیار کاهش خواهد یافت. فیزیکدانها معادلات تحلیلی رو برای تحلیل رفتاری موج انفجاری و صفحه پرنده به وجود آوردن.در مراحل تست میتوان از صفحه پرنده برای اندازهگیری معادلات "شوک هوگونیوت" بهره گرفت که در اینجا مطرح
۱۴) نخواهم کرد.
لایه بعدی فضای خالی است که با وجود خالی بودن نقش بزرگی ایفا میکند. بحث خیلی مهمی که در این طراحی شماتیک دیده شده است و به مینیاتوریزه کردن کلاهک کمک بسیار میکند بحث حفره شناور است که از فضای خالی که بین صفحه پرنده و کره اورانیوم وجود دارد میفهمیم که این نکته به
لایه بعدی فضای خالی است که با وجود خالی بودن نقش بزرگی ایفا میکند. بحث خیلی مهمی که در این طراحی شماتیک دیده شده است و به مینیاتوریزه کردن کلاهک کمک بسیار میکند بحث حفره شناور است که از فضای خالی که بین صفحه پرنده و کره اورانیوم وجود دارد میفهمیم که این نکته به
۱۵) خوبی رعایت شده است. این تکنیک کمک میکند تا موج انفجاری فرصت کافی برای شتاب گرفتن داشته باشه و با شدت بیشتری کره اورانیوم را فشرده کند، اگر این فضا وجود نداشته باشد موج انفجاری فرصت کمتری برای شدت گرفتن دارد در نتیجه نیاز به مواد انفجاری بیشتر ضروری میشود یا بازدهی کاهش خواهد
۱۶) یافت. با استفاده از تکنیک حفره شناور مثلا میتوان 25% ماده شکاف پذیر(مثلا اورانیوم) را کاهش داد یا با همان میزان ماده شکاف پذیر قدرت انفجار را تا دو برابر افزایش داد.به عنوان مثال در بمب مرد چاق که اولین بمب اتمی با روش رمبش انفجاری(فشرده سازی انفجاری) بود به جهت وقت کم و نبود
۱۷) مطالعات عملیاتی کافی این امر رعایت نشد، در نتیجه میزان بالایی ماده انفجاری(حدود ۲ تن) به کار گرفته شد و بازدهی هم مناسب نبود احتمالا ۲۰٪(البته دلایل دیگری هم داشت)، قطر این بمب حدود 1.5m بود که رقم زیادی است. ۳ سال بعد در سال ۱۹۴۸ آمریکاییها بمبی مشابه با مرد چاق طراحی کردند
۱۸) و در آن از تکنیک حفره شناور استفاده کردند که باعث شد قدرت انفجاری از 20 کیلوتن مرد چاق به ۴۹ کیلوتن افزایش یابد یعنی حدود ۲/۵ برابر افزایش قدرت که بهبود تکنیکی عمدهای بود. آمریکاییها یک دهه بعد در این تکنیک و تکنیکهای دیگر انقدر پیشرفت کردند که طراحی را از قطر ۱/۵ متری مرد
۱۹) چاق به ۰/۳ متر رساندند. پس به خوبی مشخص است که تکنیک حفره شناور چه تاثیر عمدهای در کوچک سازی و افزایش قدرت و بهینگی سلاح هستهای دارد.
قسمت بعدی کره اورانیوم ۲۳۵ است که مقدار مشخصی دارد. در بمب پسر کوچک که بر بروی هیروشیما انداخته شد حدود ۶۰ کیلوگرم اورانیوم با غنای ۸۰٪
قسمت بعدی کره اورانیوم ۲۳۵ است که مقدار مشخصی دارد. در بمب پسر کوچک که بر بروی هیروشیما انداخته شد حدود ۶۰ کیلوگرم اورانیوم با غنای ۸۰٪
۲۰) استفاده شد. این بمب به روش گان طراحی شده بود و در آن دو قطعه اورانیومی از طریق انفجار با سرعت به هم برخورد میکردند و به جهت جرم مناسب حاصل از ترکیب دو قطعه اورانیوم، جسم تشکیل شده به حالت سوپر کریتیکال میرفت و منفجر میشد،اما این بمب به هیچ وجه بهینگی مناسبی نداشت.فقط کشورهایی
۲۱) از این روش استفاده میکنند که میخواهند بدون تست هستهای با حاشیه اطمینان بالا بدانند که سلاح آنها کار خواهد کرد مانند بمب پسر کوچک که بر سر هیروشیما انداخته شد بدون اینکه یکبار هم آزمایش شود. آفریقای جنوبی که در زیر فشار دو ابر قدرت شرق و غرب بود این روش را انتخاب کرد که به
۲۲) جهت نیاز به اورانیوم بالا صرفا سالی یک بمب هستهای تولید میکرد(البته همه تولیدات صرف بمب نمیشد). اما در طراحی بالا از روش پیشرفتهتر رمبش انفجاری بهره گرفته شده است. در روش روش گان میتوان با ۴۰-۵۰ کیلوگرم اورانیوم بمب اتمی ساخت اما در روش رمبش با درجه پیشرفتگی معمولی می توان
۲۳) با ۱۵ کیلوگرم اورانیوم۲۳۵ به بمب هستهای رسید که بسیار بهینهتر است و در روشهای پیچیدهتر حتی میتوان با ۹-۱۲ کیلوگرم هم به سلاح هستهای اورانیومی رسید. با افزایش چگالی کره اورانیومی میتوانیم سلاح بصرفه تری بسازیم و تعداد بمب بیشتری با ماده کمتر تولید کنیم.من در اینجا اندازه
۲۴) این کره را با فرض جرم ۱۵kg محاسبه میکنم. چگالی اورانیوم حدود ۱۹/۱ kg/cm3 است، این عدد را تقسیم بر ۱۵ هزار گرم میکنیم تا حجم حساب شود به رقم ۷۸۵cm3 می رسیم با استفاده از فرمول حجم کره به قطر ۱۱/۵cm میرسیم که حداقل است زیرا چشمه را هم در میانه خواهیم داشت و tamper یا همان
۲۵) بازتابنده را در لایه خارجی کره اورانیوم خواهیم داشت. این لایه باعث میشود تا ساختار کلی کره تا زمان مناسبی حفظ شود و واکنش زنجیره بیشتری تا قبل از هم پاشی صورت گیرد کاربرد دیگر آن این است که از آن میتوان به عنوان منعکس کننده نوترونی برای برگرداندن مجدد نوترونهای خارج شده بهره
۲۶) گرفت. معمولا از فلزات سنگینی مانند خود اورانیوم برای اینکار بهره گرفته میشود ولی در اینجا تنگستن هم کفایت میکند. خود استفاده از tamper ها نیاز به تکنیکهای ریختهگری خاص به همراه اورانیوم دارند که در اینجا از آنها عبور میکنم.(در آینده بحث tamper را در یک رشتوی جداگانه توضیح
۲۷) خواهم داد).
قسمت آخر طرح شماتیک بخش پر سر و صدای چشمه یا به عبارت کاملتر چشمه نوترونی یا آغازگر نوترونی است که در مرکز سلاح هستهای قرار میگیرد و وظیفه آن این است که مطمئن شویم در کریتیکالیته ماکسیسمم نوترون کافی برای شروع واکنش زنجیرهای و بالابردن کیفیت فرآیند آن وجود دارد.
قسمت آخر طرح شماتیک بخش پر سر و صدای چشمه یا به عبارت کاملتر چشمه نوترونی یا آغازگر نوترونی است که در مرکز سلاح هستهای قرار میگیرد و وظیفه آن این است که مطمئن شویم در کریتیکالیته ماکسیسمم نوترون کافی برای شروع واکنش زنجیرهای و بالابردن کیفیت فرآیند آن وجود دارد.
۲۸) اما با وجود ظاهر ساده خود تکنیکهای خاص میطلبد، زیرا این مهم است که نوترون کافی در لحظه مناسب تولید شود. مثلا اگر این نوترونها با تعداد زیاد تولید شوند و واکنش زنجیره آغاز شود در حالی که هنوز کره اورانیومی به مقدار مناسبی فشرده نشده باشد مقدار مناسبی از اورانیوم ما در واکنش
۲۹) شرکت نمیکند درنتیجه بازدهی بمب کاهش خواهد یافت. در بمبهای اولیه، آمریکاییها از دو عنصر بریلیوم-۹ و پلونیوم-۲۱۰ برای تولید نوترون بهره میگرفتد، به این صورت که پلونیوم به عنوان یک عنصر بسیار رادیواکتیو از خود ذره آلفا ساطع میکند، ذره آلفا به بریلیوم-۹ برخورد میکند و در اثر ان
۳۰) نوترون تولید میشود. مشکل این بود که نیمه عمر پلونیوم تنها ۱۴۰ روز است و نیاز بود مرتب جایگزین شود و در صورت از کار افتادن راکتور هستهای تولید کننده آن بازدارندگی هستهای آمریکا به خطر میافتاد. از اینرو آنها به دنبال چشمههای نوترونی کارآمدتر رفتن. آمریکاییها ایران را متهم
۳۱) میکنند که ایران از تکنیک نوین چشمه نوترونی اورانیوم-دوترید (UD3) برای برنامه خود بهره گرفته است.عکسی بر روی جلد کتاب نوشته شده به وسیله دکتر عبدالقدیر خان وجود دارد که در آن طرح شماتیک بمب هستهای پاکستان به چشم میخورد که در آن از اورانیوم-دوترید (UD3) به عنوان اغازگر نوترونی
۳۲) استفاده شده است، این روش پیشرفته و غیر معمول را محققان مرکز تحقیقات هیدرودینامیک سلاحهای هستهای چین ابداع کردهاند و در سال ۱۹۸۹ در کنفرانس انجمن فیزیک آمریکا از آن رونمایی کردند، البته کشورهای صاحب نام در سلاحهای هستهای از روشهای دیگر برای چشمه نوترونی بهره میبرند. در این
۳۳) روش دوتریوم در ترکیب با اورانیوم به حالت جامد موجود است. به واسطه انفجار خرج اصلی فشار و گرما زیاد دوتریوم به حالت گاز و پلاسما در میاید، در اثر همجوشی نوترون مناسبی تولید میشود(به رشتوی من در رابطه با بمبهای شکافتی تقویت شده مراجعه شود البته اینجا متفاوت است)
۳۴) ۱۵۰) البته باید در نظر گرفت که این روش بر خلاف روش تقویت شده شکافتی باعث افزایش بازده سلاح هستهای نخواهد شد. این تکنیک پیچیدگیهای بسیار دارد و نیاز است که آزمایشات انفجاری-هیدرودینامیکی کافی برای آن صورت گیرد که به واسطه وجود اورانیوم میتواند آلودگی های رادیواکتیو در
۳۵) اتاقک تستهای انفجاری ایجاد کند. یک جایگزین برای فرار از آلودگی اورانیوم، استفاده از فلز تیتانیوم به جای اورانیوم میباشد. هر دو این فلزات، فلزات مقاومی هستن که این را تضمین میکنند که در لحظه مناسب و نه زودتر فرآیند شکل گیرد. برخی در این فرآیند ایجاد تردید کرده اند و
۳۶) عبدالقدیر خان را به گزافه گویی متهم کردهاند زیرا مشخص نیست این روش زمانبندی مهم چشمه نوترونی را برآورد کند یا اصلا بتوان با انفجار شیمیایی به این صورت به جریان نوترونی دست یافت.(شاید در آینده محتوای مقاله علمی چینی را به صورت راحت فهمتر در اینجا قرار دهم).
۳۷) در کل در طرح شماتیک بالا از ایدههای خیلی خوبی برای کوچکسازی هر چه بیشتر استفاده شده است.
شاید در فضای فارسی اینطور جز به جز به جز به مبحث سلاح هستهای پرداخته نشده باشد در هر صورت من از بسیاری از جزئیات بسیار عبور کردم.
شاید در فضای فارسی اینطور جز به جز به جز به مبحث سلاح هستهای پرداخته نشده باشد در هر صورت من از بسیاری از جزئیات بسیار عبور کردم.
۳۸) اگر بخواهم در مورد این اسلاید مطلب بنویسم احتمالا باید یک کتاب تالیف کنم زیرا پشت تک تک این این قسمتها تکنیکهایی بسیاری نهفته است.
<<مسئولیت هر گونه تفسیر سیاسی از نوشته فنی بالا بر عهده نویسنده نمیباشد>>
پایان
<<مسئولیت هر گونه تفسیر سیاسی از نوشته فنی بالا بر عهده نویسنده نمیباشد>>
پایان
جاري تحميل الاقتراحات...