نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.
سی پی اچ در ژورنالها
|
تاريخچه و آزمایشات هسته ای- بخش دو
|
|
براي توليد پلوتونيم مورد نياز ( عنصري كه به صورت طبيعي وجود ندارد ) ، سه راكتور بزرگ مقياس در هانفورد واشنگتن ساخته شد. دانشمندان پروژهي مـانـهـاتان استخراج پلوتونيم از ميلههاي سوخت راكتور هستهاي را طرح ريزي كردند. كوشش هاي فراواني براي بالا بردن قدرت خروجي راكتورهاي هانفورد تا چندين مگاوات نسبت به راكتور شيكاگو با قدرت خروجي 5/0 مگاوات، نياز بود. چون پلوتونيم عنصر متمايزي از اورانيوم است، آن را ميتوان به طريقهي شيميايي جداسازي كرد. كاركردن با پلوتونيم بسيار خطرناك است، چون كه اگر بلعيده شود يا استنشاق گردد، بسيار سمي است. روشهاي خاصي براي مهار اين فرايند توسعه يافته است. پلوتونيم استفاده شده در هر دو بمب ترينيتي ( Trinity ) و مرد چاق ( Fat Man ) در اين سايت توليد شدند. در هر روز چند صد گرم پلوتونيم در راكتورهاي هانفورد توليد ميشد. ü يكي از سه راكتور اصلي در هانفورد براي توليد پلوتونيم بمبهاي اتمي استفاده ميشد. هانفورد هنوز در حال كار است و يكي از آلودهترين مكانهاي هستهاي در سطح جهان به حساب ميآيد. سايت X : اكريدج سايت پروژهي مانـهاتان در اكـريـدج ايـالت تنسـي، بـه طـور ويـژه بـراي جـداسازي ايـزوتوپي اورانيوم -235 ( U –235 ) از اورانيوم 238 ( U-238 ) طرح ريزي شده بود. فرايند جداسازي با دو روش مختلف دنبال ميشد. روش اول جداسازي الكترومغناطيسي بود. در اين روش مغناطيس حلقوي شكلي وجود داشت كه U-235 را از U-238 جدا ميكرد. مقادير بزرگي الكتريسيته براي فرآيند جداسازي الكترومغناطيسي مورد نياز است. براي تأمين قدرت مورد نياز از Valley Authority تنسي استفاده شد. دليل اصلي انتخاب اين سايت در حقيقت همين مسأله بود. روش دوم، پخش گازي بود. در اين فرآيند اورانيوم به صورت تركيب گازي از ميان رشتهاي در حدود 4000 سلول پخش ميشود. به علت جرم پايينتر، U-235 تا اندازهاي سريعتر از U-238 پخش ميشود و بدين طريق جداسازي صورت ميگيرد. اين روش جايگزين روش جداسازي الكترومغناطيسي شد.
جداسازي الكترومغناطيسي كالوترن: تترافلوئوريد اورانيوم ( UF4 ) يـونيزه ميشـود و بـه داخل ميـدان مغناطـيسي كالـوتـرن شتاب داده ميشود. ايزوتوپ U-235 كمان كوچكتري نسبت به ايزوتوپ U-238 كه سنگينتر است ميسازد و ميتواند جداسازي شود. اين فرآيند چندين بار تكرار شده تا درجهي اورانيوم براي سلاح يا راکتور به دست آيد.
پخش گازي نمونهی جريان گاز: گاز هگزا فلوئوريد اورانيوم ( UF6 ) به سرعت از ميان جداساز نفوذپذير عبورميكند. چون كه U-235 پخش شده با سرعت بيشتر از جداساز نسبت به U-238 عبور ميكند، U235F 6 با گام 0043/1 % غني سازي ميشود. اين فرآيند نياز به حدود 4000 مرحلهی متصل شده به هم دارد كه روش بسيار پيچيدهاي جهت رسيدن به بيشترين درصد غني سازي است.
سايت Y : لوس آلاموس اين سايت در يك زمين هموار دورافتاده در شمال نيومكزيكو بنا شد، سايت Y خانهاي براي هزار دانشمند و خانوادهايشان شد. ناشناسي و گمنامي در آنجا قانون بود و اسامي معروف، مخفي و پنهان شده بود. انريكو فرمي، هنري فارمر و نيلز بوهر، نيكولاس بيكر ناميده شدند و نخستين مسألهي حاشيهاي گروه بمب اپنهايمر در لوس آلاموس به وجود آوردن جرم بحراني بود، در حالي كه از احتراق زود هنگام يا واكنش زنجيرهاي كند بايد جلوگيري ميشد. اين گروه دو نوع طراحی بمب را توسعه دادند: طرح نوع تفنگي و طرح نوع انفجاري. طرح نوع تفنگي محض براي طراحي بمب اورانيومي استفاده شد. طرح انفجاري براي بمـب پـلوتونيمي استفاده شد، چون كه ميزان شكافت خودبخودي مانع استفاده از طرح نوع تفنگي میشد
پروژهي بمب آلمان وقتي كه ارتش متفقين از دو طرف به سمت پاريس حمله كردند ، يك گروه ويژه كه آلسوس ( ALSOS ) نام داشت، از پشت عقبه را محاصره كردند. در نوامبر 1944، گروه آلسوس وارد استراسبورگ، محل پروژهي بمب آلمان شدند. پايگاه پروژهی بمب آلمانها به طور قطعي آشكار گرديد. ساموئل گلداسميت ( Samuel Goldsmit )، فيزيكدان هلندي تيم آلسوس را همراهي ميكرد. طبق مطالعهي اسناد به دست آمده، او اظهار كرد كه، نتايج غير قابل ترديد است … . آلمان بمب اتمي و هر شكل مناسب ديگري در اختيار ندارد. آنها دو سال از پروژهي مانهاتان عقب هستند. در واقع، آنها كارخانه و تأسيساتي براي توليد اورانيوم و پلوتونيم مورد نياز براي بمب، در اختيار نداشتند . پس از شكست در نبرد Bulge در اواخر سال 1944، بديهي بود كه سقوط آلمان چند ماهي بيشتر طول نمیكشد. بنابراين مشخص بود كه نتيجهي كار پـروژه اگر بـمب اتمي باشد، نه عـليه آلمان بلكه عليه ژاپن استفاده ميشود.
ترديدات به وجود آمده كار پروژه بدون ترديد و با پشتکار ادامه داشت. در 30 سپتامبر 1944، در واقع چند ماه قبل از اينكه از كار بمب اتمی اطمينان حاصل شود، جيمز كانانت ( James Conant ) و وانوار بوش ( Vannevar Bush ) نامهاي هشدار آميز براي وزير جنگ، استيمسون ( Henry Stimson ) فرستادند. آنها خواستار اين نکته شدند كه آمريكا نخستين بمب را قبل از آنكه عملاً آنرا عليه ژاپن استفاده نمايد، آشكار كند. اين ترديد بعد از مي 1945، زماني كه آرتور كامپتون رئيس آزمايشگاه متالوژي بيانيهاي به مافوقش ارائه كرد، مجدداً به وجود آمد. نخستين نكتهی مهم در اين نامه، ترديد در مورد اينكه نخستين بمب هستهاي چگونه استفاده شود، بود .… در آن نامه، ترديد در مورد كشتار جمعي واقعي براي اولين بار در تاريخ مطرح شده بود. در ژولاي 1944، نيلز بـوهـر نـامـهاي غير رسمي براي رئيس جمهور آمريکا فرستاد. در آن نامه پدر فيزيك اتمي، آيندهي عصر اتمي را بررسي كرده بود. او مخصوصاً خبر داده بود كه هر مزيتي بمب اتمي ممکن است داشته باشد؛ ولی مهمتر، تهديد هميشگي براي امنيت بشري است.
كميتهي موقت كار كميتهي موقت بهواسطهي پيشنهاد استيمسون در مي 1945 براي مطالعهي تمام كاربردهاي بمب اتمي آغاز شد. كـميته در برگيرندهي هنري استيمسون، جرج هاريسون ( George Harrison ) معاون وزير جنگ، جيمز بايرنز ( James Byrnes ) ( نماينده ي ترومن )، رالف بارد ( Ralph Bard ) از نـيـروي دريـايـي، ويليام كلايـتون ( Wiliam Clayton ) از وزارت خارجه، وانوار بوش و جيمز كانانت بود. اين کميته، با هيئت علمي مركب از متخصصين فيزيك اتمي متشكل از آرتور كـامـپـتـون، انريكو فـرمي، ارنست اُ . لارنس ( Ernest O.Lawrence ) و جي . روبرت اپنهايمر ( شکل 6 ) كامل شدند. كميتهی موقت از 9 مي تا 19 ژولاي 1945، هشت بار تشكيل جلسه داد. مكان جلسهي سرنوشت ساز در 31 مي در پنتاگون در نظر گرفته شد. در اين روز، جلسهي كميته با چهار مرد علمي هيئت مشورتي بود. آنها گزارش دادند كه: نظر كارشناسي دانشمندان همكار در مورد استفاده از اينگونه سلاحها منفي است ( متفق القول نيست ). آنها در مورد آشکار سازی ( اثبات ) فني طرح ( كاربرد نظامي )، براي وادار كردن به تسليم ژاپن متفق القول شدند. كساني كه از آشکار سازی فني طرح طرفداري ميكردند؛ خواستار ممنوع كردن استفاده از سلاحهاي اتمي شدند و از اين كه اگر هم اكنون اينگونه سلاحها استفاده شود واهمه داشتند؛ چون به موقعيتشان در مذاكرات آينده صدمه ميزد.
شکل ۶. جی. روبرت اپنهایمر
درخواست شيكاگو در 12 ژوئن 1945، كميتهی موقت درخواست هفت دانشمند اتمي را در شيكاگو دريافت كرد. اين گروه كه توسط برندهي جايزهي نوبل، جيمز فرانك هدايت ميشد، استدلال كردند كه به زودي و بدون اطلاع قبلي به ژاپن حمله ميشود كه اين امر به صلاح نیست. آنها اعلام کردند كه اگر ايالات متحده اولين دولتي باشد كه اينگونه سلاحهاي جديد را كه ويراني نامشخص براي بشر دارد، استفاده كند؛ پشتيباني جهاني را از دست خواهد داد و موجب مسابقهي تسليحاتي ميشود و به آيندهي كنترل بين المللي بمبهاي اتمي صدمه ميزند. اين درخواست به گزارش فرانك معروف شد. در اين گزارش پيشنهاد شده بود كه آشكار كردن ( اثبات تجربي ) سلاح بهترين خدمت به آيندهي منافع ايالات متحده است؛ ولي بر اميدهاي متوقف كردن استفاده از بمب خط بطلان كشيده شد؛ چون كه كميتهي موقت پيشنهادات زير را عرضه كرد: 1) بمب بايد هرچه زودتر عليه ژاپن استفاده شود. 2) بمب بايستي براي دو هدف استفاده شود. اين دو هـدف تأسيسات نظامـي يا كارخانـههاي توليد تجهيزات جنگي ميباشد كـه خـانـههاي نزديك و سـايــر ساختمانهاي مـجاور كـه مستعد بيشترين خسارت هستند را در برميگيرد. 3) بمب بايد بدون اخطار قبلي استفاده شود. نيروي دريايي زير نظر بارد از قراردادش به علت اين سه نكته صرف نظر كرد. او احساس كرد كه چنين اقدامي ننگين ميباشد و نيروي دريايي سهمي در آن ندارد. اسزيلارد و آنهايي كه مخالفت ميكردند معتقد بودند كه استفاده از بمب باعث پيروزي نميشود. آنها اعتراض خود را نسبت به استفادهي قريبالوقوع بمب اتمي ادامه دادند. شصدوهشت دانشمند در اكريدج توصيه كردند كه قبل از اينكه سلاح بدون محدوديت در جنگ فعلي استفاده شود، قدرت سلاح به قدر كافي توصيف و آشكار شود و ملت ژاپن نيز بايد فرصت بررسي نتيجه را قبل از اين كه از تسليم امتناع كند را داشته باشد. براي رسيدگي به رأي دانشمندان كه در 12 ژولاي اتفاق افتاده بود، كوشش فراوان شد. وقتي كه دكتر فارينگتون دانيل ( Farrington Daniels )، مدير آزمايشگاه متالوژي، از 150 دانشمند كارمند در پروژهي بمب اتمي، به منظور به دست آوردن نظراتشان در مورد اين كه چگونه بمب استفاده شود، نظرسنجي كرد؛ اكثريت از آشکار سازی بخشی از طرح طرفداري كردند.
آزمايش ترينيتي ( Trinity ) در ژولاي 1945، دانشمندان به خـانـهي مـزرعــهاي قـديـمـي در حــدود 100 مـايـلي جـنـوب لـوس آلامـوس ( Los Alamos ) ـ اين سـفـر، سفر مـرگ ( Jornada del Moerto ) نـامـيـده شد ـ در صـحـراي آلاموگوردو ( Alamogordo Desert ) در جنوب نيومكزيكو اسباب كشي كردند. به علت اين كه پلوتونيم ميزان بيشتري شكافت خودبخودي نسبت به اورانيوم ايجاد ميكند، روشهاي مختلفي براي به دست آوردن جرم بحراني از آن پايه گذاري شده است. ست ندرماير (Seth Neddermeyer ) و جيمز تـاك ( James Tuck ) ايدهي استفادهي انفجار در به دست آوردن جرم بحراني از پلوتونيم را توسعه دادند. دانشمندان از طرح انفجاريشان مطمئن نبودند و نياز به آزمايش داشتند. گجت ( Gadget ) ( توسط فيزيكدانان در لوس آلاموس ناميده شد ) در سايتي بر روي برجي به بلندي 100 فوت قرار داده شد ( شکل 7 ). اپنهايمر آزمايش را ترينيتي لقب داد.
شکل ۷. طرح Gadget که دز صحرای آلاموگوردو منفجر شد
در 16 ژولاي 1945، در ساعت 5:29:45 قبل از ظهر، نوري كه هزاران بار درخشانتر از نور خورشيد بود به صورت درهاي بالا آمد، ابر قارچي شکلی به آسمان صعود كرد ( شکل 8)
شکل ۸. ابر قارچی آزمایش
Trinity گجت بازدهي معادل 19 كيلوتن T.N.T داشت. بازدهي مرد چاق، بمبي كه در ناگازاكي منفجر شد، با بازدهي گجت يكسان بود. نظر به اين كه طرح ترينيتي در بالاي برج منفجر شد، گوي آتشين با زمين تماس پيدا كرد و مقادير بزرگي از خاك را پراكنده نمود. ذرات سنگين و راديواكتيو به سرعت ته نشين میشود، كه اينها به وجود آورندهي مقادير معلوم ريزش منطقهاي ميباشد. انفجار گودالي با عمق ده فوت و پهناي 5/0 مايل به وجود آورد و لايهي نازكي از راديواكتيو به ضخامت شيشه را باقي گذاشت. با اين تفاسير، كوششهايي براي به وجودآوردن مكان ثابتي به عنوان پارك ملي شده است، سايت ترينيتي در كنترل نظامي ( ارتش ) باقي مانده است و فقط در اولين شنبه اكتبر هر سال براي عموم باز ميشود.
آمادگي هاي نهايي: با موفقيت آزمايش ترينيتي، آمادگيهاي نهايي براي استفادهي بمب در ژاپن به وجود آمده بود. يک سال قبل از آزمايش، گروه بمب 509 تحت فرماندهي سرهنگ پاؤل تيبتس ( Col Paul Tibbets ) براي مأموريت در يک پايگاه هوايي مجزا در وندوور ايالت يوتا ( Wendover Utah ) مستقر شدند. به سبب آثار بمب اتمي براي بمب افكن كه توانايي اجتناب از موج شوك را پيدا كند به صورت وسيع آزمايش و تمرين انجام شد. در اول آگوست 1944، جزيرهي مرجاني تينيان (Tinian ) در نظر گرفته شد. اين جزيره در 1500 مايلي جنوب شرقي ژاپن قرار دارد. اين پايگاه به سرعت پايگاه هوايي اصلي براي تعقيب حملات هوايي در ژاپن شد. در دهم ژوئن 1945، گروه بمب 509 و بمب افكنهاي جديد B -29 وارد جزيرهي تينيان شدند. آن پايگاه به خاطر مسير طولاني انتخاب شده بود؛ چون كه اين بمب افكنها داراي بار سنگيني هستند، پس نياز به پرواز طولاني دارند. اجزاء ( تركيبات ) حساس ( بحراني ) بمبهاي اتمي كه مرد چاق ( Fat Man ) و پسر كوچك (Littl Boy ) لقب گرفته بودند از طريق كشتي آمريكايي ايندياناپوليس ( U.S.S.Indianapolis ) روانهي جزيرهي تينيان شدند. اين دو بمب در تينيان اسمبل شدند. با اسمبلي نهايي پرواز انجام گرديد.
تاريخچه و آزمايشات هسته ای - بخش یک تاريخچه و آزمايشات هسته ای - بخش دو تاريخچه و آزمايشات هسته ای - بخش سه
منبع: اطلاعات هسته ای
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 |
|
Sub quantum space and interactions from photon to fermions and bosons |
|
نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی |
آرشیو موضوعی
|
|
از آغاز کودکی به پدیده های فیزیکی و قوانین حاکم بر جهان هستی کنجکاو بودم. از همان زمان دو کمیت زمان و انرژی بیش از همه برایم مبهم بود. می خواستم بدانم ماهیت زمان چیست و ماهیت انرژی چیست؟