تجميع أجزاء القنبلة

نبين في الشكل (1) كيف يمكن أن يتكون الحجم الحرج ومن ثم يقال أن فكرة قنبلة هيروشيما اعتمدت هذا المبدأ. فإذا كان لدينا نصفي كرتين كل منهما أقل قليلاً من الحجم الحرج ثم قذفنا إحداهما نحو الأخرى الثابتة ليتم

الشكل (1)

الالتصاق وتكوين كرة واحدة - من النصفين - ذات حجم حرج او أكبر قليلاً منه فإنه سينتج لدينا القنبلة النووية وحيث أن الانشطار تسببه هنا النيوترونات الريعة وأن التفاعل سيتم في حدود مايكروثانية فإنه يلزمنا أنه يتم الالتصاق أيضاً في فترة زمنية مقارنة . ويمكننا باستخدام قوانين الميكانيكا البسيطة حساب السرعة التي يجب أن يندفع بها النصف المتحرك نحو النصف الساكن.

فإذا كان الالتحام يجب أن يتم خلال فترة زمنية تساوي زمن الانشطار ( ^6-10 s). وكانت المسافة بين النصفين تساوي حوالي cm 10 فإن السرعة (v) تعطي بالعلاقة:

وهذه سرعة كبيرة حقا .

فإذا كانت هذه السرعة ستزودنا بها متفجرات تقليدية فإنه يمكن حساب طاقة الانفجار باعتبار أنها تتحول إلى طاقة حركة (T)، ومن ثم فإن:

فإذا كانت كتلة نصف الكرة المتحرك تساوي حوالى Kg 1 فإن:

يتضح لنا من هذا صعوبة تجميع أجزاء القنبلة. فإذا لم نتمكن من إطلاق النصف المتحرك بهذه السرعة ليصل في الزمن المناسب للالتحام مع النصف الثابت فإن ذلك ينتج عنه انفجاراً مجهضاً، ويتحول الانفجار إلى مجرد فورة غضب ينتج عنها طاقة قليلة.

هناك طريقتين لإطلاق القذيفة:

أ- إما أن يتم ذلك عن طريق (مدفع) يوضع داخل حقيبة القنبلة (السرعة المعروفة لذلك تساوي حوالي m/s 10³ × 1.2 وهذه أقل من تلك المطلوبة) .

ب- وضع متفجرات تقليدية خلف النصف كرة المقذوف يؤدي انفجارها إلى تحرك هذا النصف بسرعة كبيرة نحو النصف الساكن الذي يحاط بمادة صلبة قادرة على امتصاص طاقة الصدام. وعلى كل حال هناك تقنية معروفة لتركيز أثر المتفجرات التقليدية نحو جزء معين من كتلة من المادة ومن ثم الحصول على سرعات أكبر من (m/s 10⁴). وهذه ما تعرف بتقنية الانفجار الداخلية. ويعتقد أن قنبلة ناجازاكي كانت من مثل هذا النوع.

أما قنبلة هيروشيما فكانت من مثل النوع الأول الذي استخدم مدفعاً لإطلاق القذيفة النووية نحو نصفها الآخر الساكن.

وعلى كل حال قد تكون هناك تقنيات أخرى قيد الأسرار العسكرية.

مما سبق تتضح لنا الصعوبات الفنية التي تكتنف الحصول على القنبلة النووية. ومن ثم فإننا سنحتاج إلى تقنيات الكترونية معقدة ومتفجرات خاصة وأسباب أخرى من التقنيات حيث نجد أن هناك الكثير من الاعتبارات المتعلقة بالتعامل مع المواد المشعة فمثلاً نجد أن الحرارة الإشعاعية الناتجة عن البلوتونيوم كافية لإذابة أي نوع من أنواع المتفجرات البلاستيكية المعروفة.

كما وأن تصميم القنبلة حساس جداً لنسب نظائر البلوتونيوم.

يبين الشكل (2) تصميماً لقنبلة نووية تعتمد مبدأ نصفي الكرتين

الشكل (2)