بمب اتمی چگونه عمل می کند؟

بمب اتمی سلاحی است که نیروی آن از انرژی اتمی و بر اثر شکاف هسته (فیسیون ) اتمهای پلوتونیوم یا اورانیوم ایجاد می شود .در فرآیند شکافت هسته ای ، اتمهای ناپایدار شکافته و به اتمهای سبکتر تبدیل می شوند . نخستین بمب از این نوع ، در سال 1945 م در ایالات نیو مکزیکو در ایالات متحده آمریکا آزمایش شد . این بمب ، انفجاری با قدرت 19 کیلو تن ایجاد کرد ( یک کیلو تن برابر است با انرژی اتمی آزاد شده 190 تن ماده منفجره تی . ان . تی ) انفجار بمب اتمی موج بسیار نیرومند پرتوهای شدید نورانی ، تشعشعات نفوذ کننده اشعه گاما و نوترونها و پخش شدن مواد رادیو اکتیو را همراه دارد . انفجار بمب اتمی چندین هزار میلیارد کالری حرارت را در چند میلیونیوم ثانیه ایجاد می کند . این دمای چند میلیون درجه ای با فشار بسیار زیاد تا فاصله 1200 متری از مرکز انفجار به افراد بدون پوشش حفاظتی صدمه می زند و سبب مرگ و بیماری انسان و جانوران می شود . همچنین زمین ، هوا آب و همه چیز را به مواد رادیو اکتیو آلوده می کند . بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند که این نیروها هسته یک اتم را به ویژه اتم هایی که هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یک اتم وجود دارد: 1- شکافت هسته ای: می توان هسته یک اتم را با یک نوترون به دو جزء کوچک تر تقسیم کرد. این همان شیوه ای است که در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم 235 و اورانیوم 233) به کار می رود.

برای تولید یک بمب اتمی موارد زیر نیاز است:

یک منبع سوخت که قابلیت شکافت یا همجوشی را داشته باشد.

دستگاهی که همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.

راهی که به کمک آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنکه انفجار رخ دهد دچار شکافت یا همجوشی کرد.

در اولین بمب های اتمی از روش شکافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می کنند.بمب های شکافتی (فیزیونی): یک بمب شکافتی از ماده ای مانند اورانیوم 235 برای خلق یک انفجار هسته ای استفاده می کند. اورانیوم 235 ویژگی منحصر به فردی دارد که آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می کند. اورانیوم 235 یکی از نادر موادی است که می تواند زیر شکافت القایی قرار بگیرد.اگر یک نوترون آزاد به هسته اورانیوم 235 برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب کرده و بی ثبات شده در یک چشم به هم زدن شکسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبک تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود که تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شکسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم 235 دارد. دو اتم جدید به محض اینکه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می کنند. درباره این نحوه شکافت القایی سه نکته وجود دارد که موضوع را جالب می کند.

1 - احتمال اینکه اتم اورانیوم 235 نوترونی را که به سمتش است، جذب کند، بسیار بالا است. در بمبی که به خوبی کار می کند، بیش از یک نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید که خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شکافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.

2 - فرآیند جذب نوترون و شکسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیکو ثانیه (12-10 ثانیه) رخ می دهد.

3 - حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شکسته شدن هسته آزاد می شود. انرژی آزاد شده از یک فرآیند شکافت به این علت است که محصولات شکافت و نوترون ها وزن کمتری از اتم اورانیوم 235 دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است که به واسطه فرمول معروف mc2= E محاسبه می شود. حدود نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده به کار رفته در یک بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یک توپ تنیس دارد. در حالی که یک میلیون گالن بنزین در مکعبی که هر ضلع آن 17 متر (ارتفاع یک ساختمان 5 طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار کمی اورانیوم 235 را متصور شد.برای اینکه این ویژگی های اروانیوم 235 به کار آید باید اورانیوم را غنی کرد. اورانیوم به کار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم 235 باشد.در یک بمب شکافتی، سوخت به کار رفته را باید در توده هایی که وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این کار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای که در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یک ماده با قابلیت شکافت که برای رسیدن به واکنش شکافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشکلات زیادی را برای طراحی یک بمب شکافتی با خود به همراه می آورد که باید حل شود.

همه چیز درباره نجوم

علم نجوم چیست ؟

نجوم مطالعه مواد است و مقدمه ایست درباره فرایند بوجود آمدن آنچه در آنسوی جو زمین است که این جهان ، آسمان و گوی آسمان را از اتم های کوچک تا گیتی وسیع شامل می شود . منجمان اجرام آسمانی مانند سیارات ، ستاره ها ،ستاره های دنباله دار ، کهکشانها، سحابیها و مواد بین کهکشانها را مطالعه می کنند . برای اینکه چگونگی تشکیل شدن ، چگونگی بوجود آمدن و منسب هر کدام را مشخص می کنند و اینکه چگونه بر یکدیگر تاثیر می گذارند و چه اتفاقی ممکن است برای آنها بیفتد .
بخشی از جهان ما ، زمین وانچه در آن اتفاق می افتد اختر شناسی را شامل می شود ،در واقع زمین آزمایشگاه ماست و هرچه که درباره جهان می دانیم از آنچه از زمین می توانیم ببینیم و دریابیم ویا تصور کنیم سرچشمه گرفته است.

چگونه علم نجوم بوجود آمد؟

قبل از اختراع تلسکوپ ، در نزدیکی قرن هفدهم ،نجوم بر مبنای مشاهده با چشم غیر مسلح پایه گذاری شده بود. در ابتدا مردم از محل ستاره ها و سیارات در آسمان نقشه تهیه می کردند . متمدن ترین ها برای نقشه برداری آسمان نظام داشتند و ما می دانیم که امروزه نجوم از نظریات یونانیان باستان سرچشمه می گیرد . در سال 150 میلادی یک منجم و ریاضیدان یونانی به نام کلودیوس بطلمیوس یک رساله در باره علم نجوم نوشت . او در آن 48 گروه ستارهای که صورت فلکی نامیده می شدند را فهرست کرد ، مانند جبار ، برساووش و....که بیشتر از اسامی اساطیر گرفته شده اند . همانطور که ما هنگام نگاه کردن به ابرها ، آنها را به اشکالی از اجسام آشنا تصور می کنیم ،همانگونه بطلمیوس در گروهبندی ستارگان اشکال آشنا را مشاهده کرد. همچنین بطلمیوس متوجه شد که به نظر ستارگان در سر تاسر آسمان حرکت می کنند او گفت که تمام اجرام آسمانی به دور زمین که مرکز جهان بی حرکت ایستاده حرکت می کنند . این نظریه علمی برای قرنها پذیرفته شده بود . تئوری بطلمیوس راجع به جهان طرح زمین مرکز نامیده شد زیرا در آن زمین در مرکز عالم قراردارد.

چه موقع کشف شد که زمین بدور خورشید می چرخد ؟

قبول این واقعیت مدت ها طول کشید . در سال 1543 میلادی یک منجم لهستانی به نام نیکلاس کوپرنیک De Revolutionibus را منتشر کرد که مشخص می کرد سیارات به دور خورشید گردش می کنند اما نظریه او با تعلیمات کلیسای کاتولیک مغایرت داشت و کلیسا قدرتمندترین سازمان اجتماعی و سیاسی آن زمان بود . عقیده هایی مانند طرح خورشیدمرکزی که در جهان تفکر بدیع بودند سزاوار کیفر مرگ بودند . بنابراین اگرهم تعدادی دیگر ازمنجمان طرح کپرنیک را می پذیرفتند از تصدیق کردن آن هراس داشتند . در سال1632 گالیلئو گالیله ، یکی از برجسته ترین منجمان در طول تاریخ ، سرانجام یک کتاب در حمایت از نظریه کپرنیک منتشر کرد . کلیسای کاتولیک روم گالیله را برای محاکمه به خاطر بدعت گذارن احضار کرد و این منجم برای برگشتن از حرفش یا مرگ حق انتخاب داشت . گالیله دست از عقیده خود کشید اما کلیسا از پذیرفته شدن طرح خورشید در عرف نمی توانست جلوگیری کند(در سال 1992کلیسای کاتولیک روم رسما با گالیله و کپرنیک موافقت کرد.)

چطور منجمان سریعایک ستاره را از دیگران تشخیص می دهند؟

منجمان علاوه بر نقشه موقعیت ستارگان در آسمان تعیین کردند که کدام ستاره از دیگر ستارگان پرنورتر است . یک منجم یونانی به نام هیپارکوس جد بطلمیوس ابتدا ستارگان را بر اساس روشنایی اشان طبقه بندی کرد . ا وشش طبقه روشنایی را با قدر شان لیست کرد (قدر یعنی درخشش یک ستاره که بر روی زمین نمایان می شود . قدر یک ستاره تا حد زیادی در تعیین اینکه چقدر از زمین فاصله دارد موثر است ) هیپارکوس 20 ستاره از قدر اول را طبقه بندی کرد و ستارگان ضعیف یعنی آنهایی که با چشم غیر مسلحدیده می شوند را در شش قدر طبقه بندی کرد.

سالروز درگذشت نابغه حساب احتمالات، یاکوب برنولى

وقتیکه دانش آموزان دبیرستانى در حال سر و کله زدن با محاسبات دیفرانسیل و انتگرال میباشند، زمانیکه مهندسان، میزان تحمل بار ساختمانهاى خود را حساب میکنند یا موقعیکه قماربازان قهار "سیستم" بازى خود را براى برد حتمى خویش در نظر میگیرند، همه و همه، از یک ابزار محاسبه اى استفاده میکنند، که یک ریاضیدان سوئیسى بنام یاکوب برنولى آنرا با یارى برادرش یوهان، کشف، یا به عبارتى تکمیل کرد. ما امشب در سالگرد درگذشت یاکوب برنولى، یعنى شانزدهم اوت سال ۱۷۰۵ میلادى، شما را با بخشى از زندگى این دانشمند نابغه آشنا میکنم. یاکوب برنولى که در ششم ژانویه سال ۱۶۵۴ میلادى، در شهر بال کشور سوئیس بدنیا آمد و امروز دقیقآ ۳۰۰ سال از تاریخ فوت او میگذرد، ابتدا به تحصیل در رشته هاى الهیات و فلسفه پرداخت. اما علاقه واقعى او، که پدرش، یکى از بازرگانان معروف ادویه در شهر بال، موفق نشد، او را از پرداختن به آن بازدارد، علوم ریاضیات و نجوم بودند. یاکوب، اسرار این علوم را بیشتر به تلاش خود یاد گرفت. او در عین حال برادر جوانترش یوهان، که ۱۲ سال از او کوچکتر بود را نیز، با اسرار این درک علمى آشنا ساخت.برنولى پس از پایان دوره تحصیلى خود در رشته الهیات، به عنوان معلم سرخانه در ژنو آغاز بکار کرد. او طى این دوره، گذارش به کشورهاى فرانسه، هلند و انگلیس افتاد و در همه جا، در تلاش تماس با سران و دانشمندان علوم طبیعى بود. او از جمله موفق به دیدار شاگرد رنه دکارت فیلسوف فرانسوى، یعنى پژوهشگر انگلیسى روبرت بویل شد، که در زمینه خواص گازها به مطالعه مشغول بود. برنولى، پس از بازگشتش به سوئیس از سال ۱۶۸۳ در دانشکده بال به تدریس علم مکانیک پرداخت. ۴ سال پس از آن، او در همین دانشگاه پرفسور رشته ریاضیات شد.از طریق مطالعه نشریه تخصصى "Acta Eruditorum" که در شهر لایپزیگ چاپ میشد، براى نخستین بار توجه برادران برنولى، به طرحهاى ریاضیدان آلمانى گوتفرید ویلهلم لایبنیتز درباره محاسبات دیفرانسیل و انتگرال جلب شد. این ۲ برادر مطالعات خود را در این زمینه تشدید کردند، تا این تئورى جدید را درک کنند و آنها با سیستماتیزه و تکمیل نمودن آن، این روش محاسبه را قابل تدریس و قابل فهم نمودند. لایبنیتز در نامه نگاریهاى خود با آنها، بارها از این زحمات برادران برنولى، قدردانى کرده است.اما متاسفانه روابط بین دو برادر رو به وخامت گذاشتند. یوهان، براى رسیدن به سمت پرفسور ریاضیات دانشگاه بال، با برادرش به رقابت پرداخت و یاکوب، برادر جوانتر خود را به سطحى بودن متهم ساخت. اطرافیان آنها، شاهد بودند که این مناقشات، اغلب لحنى نفرت برانگیز بخود میگرفتند.پس از درگذشت یاکوب برنولى، در سال ۱۷۱۳ میلادى اثرى از او انتشار یافت با عنوان "علم محاسبه احتمالات" که حاصل تلاشهاى او در آخرین سال حیاتش بود و به توضیح حساب احتمالات میپرداخت. در این اثر، برنولى براى نخستین بار در تاریخ علم ریاضیات، قانون اعداد بزرگ را مطرح میسازد، که اساس محاسبات آمار و ارقام است. این امر براى کسانى که تاس بازى میکنند بدین معناست که، هر چه شمار تاسهاى ریخته شده بیشتر باشد، به همان نسبت نیز، احتمال آن افزونتر میشود که، عدد ۶ ریخته شود. اما احتمال آمدن اعداد دیگر نیز، به همین میزان افزایش مییابد.برنولى با جابجائى و تغییر و تحولى که محاسبات خود انجام داد ابزارى بوجود آورد که اگر چه قادر نیست به پیشگوئى تک تک رفتارهاى انسانى بپردازد اما، در محاسبات کلى این امکان را بدست میدهد که، وقوع منطقى اتفاقات، قابل تخمین باشد. برنولى به کسانى که در این دنیا در کنار میزهاى قمار با ورق یا رولت، بنده سیستم بازى خود هستند، اندرز روشنى میدهد بر این مبنا که، "این کاملآ مسلم است که، یک فرمول ریاضى نمیتواند قادر باشد، براى ما آینده را مشخص نماید و کسانى که به چنین امرى معتقدند، در گذشته به جادوگرى اعتقاد داشتند."

ایران وارد باشگاه فضایی می شود ...

وزیر دفاع ایران از پرتاب اولین ماهواره ایرانی تا سال 1384 خبر داد .دریابان علی شمخانی وزیر دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح روز دوشنبه و در مراسم افتتاح کنفرانس بین المللی هوافضا اعلام کرد ایران تا پایان سال 1384 نخستین ماهواره خود را در مدار زمین قرار خواهد داد. به گفته علی شمخانی تمامی مراحل ساخت و پرتاب ماهواره و سیستم پرتاب کننده آن در ایران و توسط مهندسان ایرانی طراحی شده است بدین ترتیب ایران به نخستین کشور اسلامی تبدیل خواهد شد که ماهواره ساخت خود را با کمک سیستم رانش بومی خود به مدار زمین خواهد فرستاد . این ماهواره در مداری بیضوی با حضیض 220 کیلومتری قرار خواهد گرفت. وزیر دفاع در خصوص کاربرد این ماهواره گفت در مرحله اول این ماهواره تنها به عنوان آزمایش توانایی قرار دادن ماهواره در مدار زمین به مدار خواهد رفت و برای آن ماموریت علمی در نظر گرفته نشده اما در پرتابهای بعدی ماهواره های کاربردی به مدار ارسال خواهند شد. در صورت تحقق این مساله ایران نیز به جمع کشورهای کلوپ فضایی خواهد پیوست و وارد عصر فضا خواهد شد. لازم به ذکر است انتشار این خبر بازتاب وسیعی در رسانه های بین المللی داشته است .

سال 2005 سال جهانی فیزیک

سال 2005 میلادی صدمین سالگرد تولد نظریه نسبیت انیشتین است. به همین سبب این سال با پیشنهاد انجمن فیزیک اروپا ( EPS ) و تصویب مجمع جهانی فیزیک محض و کاربردی ( IUPAP ) سال جهانی فیزیک ( WYP ) نام‌گذاری شده است. اعلام سال جهانی فیزیک به دنبال سال جهانی ریاضی در 2000 به انگیزه ارتقای وضع موجود ریاضی و فیزیک در جامعه‌ی بین‌المللی صورت می‌گیرد.در این سال با برگزاری جشن‌های مختلف، صدمین سالگرد سال طلایی فیزیک، 1905 گرامی داشته می‌شود. در سال 1905 آلبرت انیشتین با ارائه‌ی سه نظریه بنیادین در سه رشته‌ی فیزیک، بستر تحقیقات علم فیزیک را برای سالهای متمادی بنا نهاد.در ایران نیز همپای دیگر کشورهای جهان برای برگزاری این سال فعالیت‌های مختلفی از قبیل برگزاری جشنها و مسابقات و انتشار کتب و برنامه‌های تلویزیونی در دست بررسی هستند که پس از قطعی شدن به نحو مقتضی به اطلاع عموم خواهند رسید.