الأساس الكيميائي التي تقوم عليه كل من القنبلتين “النووية والهيدروجينية”

2002 في رحاب الكيمياء

الدكتور نزار رباح الريس , الدكتورة فايزة محمد الخرافي

KFAS

القنبلتين النووية والهيدروجينية الكيمياء

هل أتاك حديث المدينتين … هيروشيما ونجازاكي … هاتان المدينتان اليابانيتان اللتان تعرضتا للقصف بأول قنبلتين نوويتن صنعهما الإنسان ، مما أدى إلى هلاك الأغلبية العظمى من سكانهما .. أما من نجا فقد عانى طويلاً من الأمراض والآلام التي سببتها الإشعاعات المنتشرة فيهما . 

لقد حدث هذا في السادس والتاسع من شهر آب / أغسطس عام 1945 .  وما زال الناس هناك يعانون من آثار هاتين القنبلتين رغم مضي ما يزيد على نصف قرن .

وعلى الرغم من القوة التدميرية الهائلة للقنبلة النووية .. فقد جرى فيما بعد إنتاج نوع آخر من القنابل الهيدروجينية التي تفوق الأولى في طاقتها التدميرية .. فما قصة هاتين القنبلتين ؟

 

يعتبر  الانشطار النووي الأساس الذي بنيت عليه القنبلة النووية .  ويتم في هذا التفاعل انشطار نواة ثقيلة لتكون نوى اصغر منها إضافة إلى نيوترون واحد أو أكثر ، ويصاحب هذا الانشطار تولد كمية هائلة من الطاقة.

وعلى الرغم من إمكانية انشطار العديد من النوى الثقيلة إلا أن انشطار نواة اليورانيوم 235 الذي يوجد في الطبيعة ونواة البلوتونيوم 239 المصنع هما الانشطاران الوحيدان اللذان اكتسبا أهمية تطبيقية .

ولقد استخدم الانشطار النووي في صناعة أول قنبلة نووية ، ويعتبر تعيين الكتلة الحدية للقنبلة النووية عاملاً حاسماً في تصميمها .  ذلك أن الطاقة التدميرية لقنبلة نووية صغيرة تعادل الطاقة التدميرية لعشرين ألف طن من مادة ثلاثي نتروتولوين (ت. ذ. ت) المتفجرة . 

 

ولقد وجدوا أن طناً من هذه المادة المتفجرة يولد طاقة مقدارها 10  جول وبذلك فإن عشرين طناً منها تولد كمية من الطاقة تبلغ 10 x 8 جول .  وبعملية حسابية بسيطة يتضح أن كمية الطاقة التي يولدها عشرون طناً من متفجرات ثلاثي نتروتولوين يمكن توليدها من انشطار كيلوغرام واحد من اليورانيوم 235 . 

ويلاحظ أن اليورانيوم 235- قد استخدم في صناعة القنبلة النووية التي ألقيت على مدينة هيروشيما باليابان وأن البلوتونيوم 239 استخدم في صناعة القنبلة الذرية الأخرى التي ألقيت على مدينة نجازاكي.

أما القنبلة الهيدروجينية فقد بنيت على أساس من تفاعل "الإندماج النووي" وهو على عكس الانشطار النووي ، يعتمد على اندماج نوى صغيرة لتكون نوى أكبر منها وأكثر ثباتاً . 

 

ويرافق عملية الإندماج هذه، تكون كمية كبيرة من الطاقة .  ولما كان مثل هذا الاندماج يتطلب كمية كبيرة من الطاقة ، فقد أطلق عليها التفاعلات النووية الحرارية .

وتتميز القنبلة الهيدروجينية ، والتي تسمى أيضاً بالقنبلة النووية الحرارية بأنها اقل تعقيداً من القنبلة النووية من ناحية مشكلات التصميم .  ولا تحتوي القنبلة الهيدروجينية على غاز الهيدروجين أو غاز الدوتيريوم (الهيدروجين الثقيل) ولكنها تحتوي على دوتيريد الليثيوم الصلب . 

ويتم تفجير القنبلة الهيدروجينية على مرحلتين ، تتكون أولاهما من تفاعل انشطاري يقوم من خلال ما يطلق من طاقة بتحريض التفاعل الاندماجي .  وهكذا فإن الحرارة المطلوبة للاندماج يتم الحصول عليها من قنبلة نووية صغيرة ضمن القنبلة الهيدروجينية . 

 

وحالما تنفجر القنبلة النووية فإن هذا يؤدي إلى الاندماج المطلوب الذي يطلق بدوره كميات هائلة من الطاقة المدمرة .  

وتوصف القنبلة الهيدروجينية بأنها قنبلة "نظيفة" لقلة ما تنتجه من نظائر مشعة وهو عكس ما يحدث في القنبلة النووية التي تكون كميات كبيرة من المواد المشعة .  تنتشر على مساحات شاسعة مسببة الدمار والخراب والهلاك ولفترة زمنية طويلة .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]