ماذا تفعل القنبلة النووية في الواقع؟

أود أن أعرف ما الذي تفعله القنبلة النووية في الواقع – رافائيل ، 11 عامًا ، ملبورن

مرحبا رافائيل!

قنبلة نووية ، مثل أي قنبلة أخرى ، تحدث انفجارًا من خلال إطلاق كمية هائلة من الطاقة دفعة واحدة. تستخدم القنابل النووية عملية مختلفة عن القنابل الأخرى.

ربما سمعت عن الذرات. هذه هي الجسيمات فائقة الصغر التي تشكل المادة – والتي بدورها تصنع كل شيء من حولنا (ونحن).

تعمل القنابل النووية عن طريق تغيير نوى الذرات لتحويلها إلى أنواع أخرى من الذرات. تطلق هذه العملية الكثير من الطاقة الحرارية ، والتي تتحول بسرعة إلى موجة ضغط كبيرة: انفجار!

ما هي النوى؟

تطلق القنابل النووية طاقة أكثر بكثير من القنابل العادية التي تستخدم مواد كيميائية مثل مادة تي إن تي. هذا لأن نوى الذرات متماسكة بقوة شديدة. لكن قبل الخوض في ذلك ، اسمحوا لي أن أشرح بعض الأساسيات.

تتكون الذرات نفسها من جسيمات أصغر تسمى البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. تحيط سحابة من الإلكترونات بنواة داخلية صغيرة مكونة من البروتونات والنيوترونات. يسمى هذا اللب بالنواة ، ويطلق على أكثر من نواة اسم النوى.

تحدث التفاعلات الكيميائية عند إعادة ترتيب الإلكترونات ، بينما تحدث التفاعلات النووية عند إعادة ترتيب البروتونات والنيوترونات داخل النواة.

هناك نوعان من القنابل النووية. في حالة القنابل “الانشطارية” ، يتم تقسيم النوى التي تحتوي على الكثير من البروتونات والنيوترونات – مثل تلك الموجودة في معدن كثيف جدًا يسمى اليورانيوم – عن بعضها.

في نوع آخر من القنبلة النووية يسمى “القنبلة الاندماجية” ، تلتصق نواتان صغيرتان جدًا – مثل نوى ذرتين من الهيدروجين – معًا.

لكن القنابل الانشطارية أبسط وأكثر شيوعًا ، لذلك دعونا نتحدث عنها.

سلسلة من ردود الفعل

بعض النوى لا تستهلك الكثير من الطاقة على الإطلاق للانقسام ، مثل تلك الموجودة في بعض أنواع ذرات اليورانيوم أو البلوتونيوم (البلوتونيوم هو معدن كثيف آخر يحتوي على 94 بروتونًا في نواته).

تنشطر هذه النوى في بعض الأحيان حتى عندما تكون جالسة فقط. عندما تنشطر نواة ، فإنها تتحول إلى نواتين أصغر وتطلق بعض النيوترونات.

ومع ذلك ، فإن نواة واحدة تفعل هذا ليست مشكلة كبيرة. للقيام بانفجار ، يجب أن يكون لديك كمية معينة من اليورانيوم معًا في مكان واحد.

على سبيل المثال ، تستخدم القنبلة الانشطارية عادة كرة نقية جدًا من اليورانيوم تزن حوالي 52 كجم. حتى هذا يجب أن يستخدم أنواعًا معينة من اليورانيوم تحتوي الذرات فيها على عدد معين من النيوترونات.

إذا كان لديك ما يكفي من هذه الذرات معًا في بقعة واحدة ، فإن النيوترونات التي يتم بصقها أثناء الانشطار ستضرب نوى أخرى ، والتي بدورها تنشطر أيضًا وتخرج المزيد من النيوترونات – وهكذا تستمر في تفاعل متسلسل يؤدي إلى انفجار هائل.

عادةً ما تحتوي القنبلة الانشطارية غير المنفجرة على قطع منفصلة من اليورانيوم (أو البلوتونيوم) أصغر من أن تبدأ التفاعل المتسلسل من تلقاء نفسها. يتم استخدام المتفجرات الكيميائية لتحطيم القطع معًا – مما يؤدي إلى التفاعل المتسلسل الذي يؤدي إلى انفجار القنبلة.

يسقط

بعد حدوث الانشطار ، تكون النواتان الأصغر المتبقيتان مشعة. يمكن أن يكون وجود ما يكفي منها في مكان واحد ضارًا جدًا بصحة الإنسان.

هذه البقايا بعد انفجار نووي تسمى “تداعيات”. إلى جانب الحجم الهائل للانفجار نفسه ، فإن التداعيات على وجه الخصوص هي التي تجعل القنابل النووية أكثر خطورة من القنابل الأخرى. تعد التكنولوجيا المستخدمة في صنع الأسلحة النووية من أكثر المعلومات سرية في العالم.

لم يتم استخدام القنابل النووية إلا مرتين. تم تفجير هاتين القنبلتين خلال الحرب العالمية الثانية من قبل الولايات المتحدة ضد اليابان. يعمل الأشخاص في جميع أنحاء العالم بجد للتأكد من عدم استخدامها مرة أخرى.