تحقیق درباره بمب اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

بمب اتمی

آنچه خداوند در طبیعت به ودیعه نهاده است، اگر بصورت صحیح و در جهت درست مورداستفاده قرار گیرد، وسایل رفاه و آسایش بیشتر را تأمین خواهد کرد. اما اگر اینامکانات خدادادی در جهت نادرست و نامشروع مورد بهره برداری قرار گیرند، نه تنهاوسیله‌ای برای آرامش و آسایش او نخواهد بود، بلکه بلای جان او شده و وسیله‌ای برایتهدید هستی او تبدیل خواهد شد. یکی از این منابع طبیعیسنگ معدن اورانیوماست که اگر بصورت درستمورد استفاده قرار گیرد، بسیار مفید بوده و به تعداد فوق‌العاده‌ای می‌تواندانرژی برقمورد استفاده بشر را تأمین کند،اما متأسفانه استفاده‌های نادرست سبب شده است که این عنصر خدادادی ماده اولیهسلاحهای مرگبار باشد کهبمب اتمییکی از این نمونه‌ها می‌باشد.

تاریخچه

استفاده ازانرژیهسته‌ایبه مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 میلادی در ایالات متحده آمریکاانجام شد. این امر زیر فشارجنگ جهانی دوم، بصورت نتیجه تلاشهای مشترکتعداد زیادی ازدانشمندانو مهندسان صورت گرفت. دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند،آمریکایی ، بریتانیایی و پناهندگان اروپایی کشورهایی بودند که زیر سلطهفاشیسمقرار داشتند. تلاش آنان این بود کهقبل از آلمانیها به یکسلاح هسته‌ایدست پیدا کنند ، این سلاح هسته‌ای همانبمب اتمی بود.

/

بمب اتمی چیست؟

بمب اتمی در اصل یکراکتورهسته‌ای‌کنترل نشده است که در آن یکواکنش هسته‌ایبسیار وسیع در مدت یکمیلیونیم ثانیه در سراسر ماده صورت می‌گیرد. بنابراین ، این واکنش با راکتورهسته‌ای کنترل شده تفاوت دارد. در راکتور هسته‌ای کنترل شده ، شرایط به گونه‌ایسامان یافته است که انرژی حاصل ازشکافتبسیار کندتر و اساسا با سرعت ثابت رها می‌شود. در این راکتور ، ماده شکافت پذیر بهگونه‌ای با مواد دیگر آمیخته می‌شود که بطور متوسط ، فقط یکنوترونگسیل یافته از عمل شکافت موجب شکافت هسته دیگر می‌شود، وواکنشزنجیریبه این طریق فقط تداوم خود را حفظ می‌کند. اما در یک بمب اتمی ، مادهشکافت‌پذیر خالص است، یعنی یک متعادل کننده آمیخته نیست و طراحی آن به گونه‌ای استکه تقریبا تمام نوترونهای گسیل یافته از هر شکافت می‌تواند در هسته‌های دیگر شکافتایجاد کند.

عناصر اصلی سازنده

بمب اتمی در طول جنگ جهانی دوم از راکتورهای هسته‌ایبرای تولید مواد خام نوعیبمبهسته‌ای، یعنی برای ساختن239Puاز235Uاستفاده می‌شد. هر دو اینعناصر می‌توانند یک واکنش زنجیری کنترل نشده سریع ایجاد کنند. بمبهای هسته‌ای یااتمی از هر دو این مواد ساخته می‌شوند. تنها یک بمب اتمی که از235Uساخته شده بود، شهرهیروشیمادرژاپنرا در 6 آگوست سال 1945 میلادی ویرانکرد. بمب دیگری که از239Uدرساختن آن بکار برده شده بود، سه روز بعد شهرناکازاکیکشور ژاپن را با خاکیکسان ساخت.

/

عواقب ناشی از بمب اتمی

یک مسئله فرعی ،ریزشهای رادیواکتیوحاصل از آزمایش بمبهایاتمی است. در انفجار بمب اتمی مقدار قابل توجهی محصولات شکافت رادیواکتیو پراکندهمی‌شوند. این مواد بوسیله باد از یک بخش جهان به نقاط دیگر آن منتقل می‌شوند وبوسیله باران و برف از جو زمین فرو می‌ریزند. بعضی از اینمواد رادیواکتیوطول عمر زیادی دارند، لذابوسیله مواد غذایی گیاهی جذب شده و بوسیله مردم و حیوانات خورده می‌شوند. معلوم شدهاست که اینگونه مواد رادیواکتیو آثار ژنتیکی و همچنین آثار جسمانی زیان آوری دارند. یکی از فراوانترین محصولات حاصل از شکافت235Uیا239Pu، که از لحاظ شیمیایی شبیه4020Gaاست. بنابراین وقتی که90Srحاصلاز ریزشهای رادیواکتیو وارد بدن می‌شود، به ماده استخوانی بدن راه می‌یابد. اینعنصر می‌تواند با گسیلذرات بتابا انرژی 0.54 میلیون الکترون ولت (نیم عمر 28 سال) نابود می‌شوند، که می‌تواند به سلولها آسیب رسانده و موجب بروز انواعبیماریها از قبیلتومور استخوان،لوکمیاو ... ، بخصوص در کودکان درحال رشد ، می‌شود.

تحقیق درباره بمب اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

بمب اتمی

آنچه خداوند در طبیعت به ودیعه نهاده است، اگر بصورت صحیح و در جهت درست مورداستفاده قرار گیرد، وسایل رفاه و آسایش بیشتر را تأمین خواهد کرد. اما اگر اینامکانات خدادادی در جهت نادرست و نامشروع مورد بهره برداری قرار گیرند، نه تنهاوسیله‌ای برای آرامش و آسایش او نخواهد بود، بلکه بلای جان او شده و وسیله‌ای برایتهدید هستی او تبدیل خواهد شد. یکی از این منابع طبیعیسنگ معدن اورانیوماست که اگر بصورت درستمورد استفاده قرار گیرد، بسیار مفید بوده و به تعداد فوق‌العاده‌ای می‌تواندانرژی برقمورد استفاده بشر را تأمین کند،اما متأسفانه استفاده‌های نادرست سبب شده است که این عنصر خدادادی ماده اولیهسلاحهای مرگبار باشد کهبمب اتمییکی از این نمونه‌ها می‌باشد.

تاریخچه

استفاده ازانرژیهسته‌ایبه مقیاس زیاد بین سالهای 1939 تا 1945 میلادی در ایالات متحده آمریکاانجام شد. این امر زیر فشارجنگ جهانی دوم، بصورت نتیجه تلاشهای مشترکتعداد زیادی ازدانشمندانو مهندسان صورت گرفت. دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند،آمریکایی ، بریتانیایی و پناهندگان اروپایی کشورهایی بودند که زیر سلطهفاشیسمقرار داشتند. تلاش آنان این بود کهقبل از آلمانیها به یکسلاح هسته‌ایدست پیدا کنند ، این سلاح هسته‌ای همانبمب اتمی بود.

/

بمب اتمی چیست؟

بمب اتمی در اصل یکراکتورهسته‌ای‌کنترل نشده است که در آن یکواکنش هسته‌ایبسیار وسیع در مدت یکمیلیونیم ثانیه در سراسر ماده صورت می‌گیرد. بنابراین ، این واکنش با راکتورهسته‌ای کنترل شده تفاوت دارد. در راکتور هسته‌ای کنترل شده ، شرایط به گونه‌ایسامان یافته است که انرژی حاصل ازشکافتبسیار کندتر و اساسا با سرعت ثابت رها می‌شود. در این راکتور ، ماده شکافت پذیر بهگونه‌ای با مواد دیگر آمیخته می‌شود که بطور متوسط ، فقط یکنوترونگسیل یافته از عمل شکافت موجب شکافت هسته دیگر می‌شود، وواکنشزنجیریبه این طریق فقط تداوم خود را حفظ می‌کند. اما در یک بمب اتمی ، مادهشکافت‌پذیر خالص است، یعنی یک متعادل کننده آمیخته نیست و طراحی آن به گونه‌ای استکه تقریبا تمام نوترونهای گسیل یافته از هر شکافت می‌تواند در هسته‌های دیگر شکافتایجاد کند.

عناصر اصلی سازنده

بمب اتمی در طول جنگ جهانی دوم از راکتورهای هسته‌ایبرای تولید مواد خام نوعیبمبهسته‌ای، یعنی برای ساختن239Puاز235Uاستفاده می‌شد. هر دو اینعناصر می‌توانند یک واکنش زنجیری کنترل نشده سریع ایجاد کنند. بمبهای هسته‌ای یااتمی از هر دو این مواد ساخته می‌شوند. تنها یک بمب اتمی که از235Uساخته شده بود، شهرهیروشیمادرژاپنرا در 6 آگوست سال 1945 میلادی ویرانکرد. بمب دیگری که از239Uدرساختن آن بکار برده شده بود، سه روز بعد شهرناکازاکیکشور ژاپن را با خاکیکسان ساخت.

/

عواقب ناشی از بمب اتمی

یک مسئله فرعی ،ریزشهای رادیواکتیوحاصل از آزمایش بمبهایاتمی است. در انفجار بمب اتمی مقدار قابل توجهی محصولات شکافت رادیواکتیو پراکندهمی‌شوند. این مواد بوسیله باد از یک بخش جهان به نقاط دیگر آن منتقل می‌شوند وبوسیله باران و برف از جو زمین فرو می‌ریزند. بعضی از اینمواد رادیواکتیوطول عمر زیادی دارند، لذابوسیله مواد غذایی گیاهی جذب شده و بوسیله مردم و حیوانات خورده می‌شوند. معلوم شدهاست که اینگونه مواد رادیواکتیو آثار ژنتیکی و همچنین آثار جسمانی زیان آوری دارند. یکی از فراوانترین محصولات حاصل از شکافت235Uیا239Pu، که از لحاظ شیمیایی شبیه4020Gaاست. بنابراین وقتی که90Srحاصلاز ریزشهای رادیواکتیو وارد بدن می‌شود، به ماده استخوانی بدن راه می‌یابد. اینعنصر می‌تواند با گسیلذرات بتابا انرژی 0.54 میلیون الکترون ولت (نیم عمر 28 سال) نابود می‌شوند، که می‌تواند به سلولها آسیب رسانده و موجب بروز انواعبیماریها از قبیلتومور استخوان،لوکمیاو ... ، بخصوص در کودکان درحال رشد ، می‌شود.

تحقیق درباره بمب اتم با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

بمب اتم

بمب اتمی نام رایج وسایل انفجاری است که در آن‌ها از انرژی آزاد شده در فرآیند شکافت هسته‌ای، یاگداخت هسته‌ای برای تخریب استفاده می‌شود. بمب‌های اتمی که برمبنای گداخت کار می‌کنند نسل نوین بمب اتمی هستند و قدرتی بسیار بیشتر از بمب‌های شکافتی دارند. مبنای آزاد شدن انرژی در هر دو نوع بمب اتمی تبدیل ماده به انرژی (E = mc2)است اما در بمب‌های گداختی جرم بیشتری از ماده به انرژی تبدیل می‌شود.

نخستین بمب اتمی که بمبی پلوتونیومی(از نوع شکافتی) بود در سال ۱۹۴۵م در جریان جنگ جهانی دوم در آمریکا ساخته و در شانزدهم ژوئیهٔ ۱۹۴۵م در صحرای آلاموگوردو در نیو مکزیکوی آمریکا آزمایش شد. آمریکا تنها کشوری است که از بمب اتمی (شکافتی-اورانیومی در هیروشیما وشکافتی - پلوتونیومی در ناگازاکی) استفاده نظامی کرده‌است. شوروی در سال ۱۹۴۹ دارای بمب اتمی شد.اختراع این سلاح،ریشه طولانی در تاریخ علم فیزیک و شیمی دارد اما استفاده از دانش به دست آمده، برای ساخت بمب اتمی بیشتر به روبرت اوپنهایمر و ادوارد تلر نسبت داده می‌شود.

تاریخچه

اولین تلاش‌ها در جهت ساخت بمب اتمی در آلمان نازی آغاز گشت. در این دوران، شیمیدانی به نام پل هارتک از اساتید دانشگاه هامبورگ به توان بالقوه نیروی اتمی برای کاربردهای نظامی پی برد. وی در ۲۴ فوریه ۱۹۳۹ امکان استفاده از انرژی هسته‌ای به عنوان یک سلاح با توان تخریبی نا محدود را طی نامه‌ای به وزارت جنگ در برلین اطلاع داد. به‌دنبال این امر گروهی برای تحقیق در این رابطه تشکیل شد و وارنرهایزنبرگ فیزیکدان برجسته آلمانی به طور غیر رسمی سرپرست تیم تحقیقاتی آلمان برای ساخت بمب هسته‌ای گشت.

تصویر اولین آزمایش اتمی در ترینیتی ایالت نیومکزیکو

در همین زمان، آلبرت انیشتین طی نامه معروف خود به روزولت رئیس جمهور وقت آمریکا خطر دستیابی آلمان به تولید بمب اتمی را گوشزد کرد. متعاقب این اخطار روزولت دستور ایجاد پروژه منهتن با هدف تحقیق در این رابطه و تولید بمب اتمی را با همکاری کشور انگلستان صادر کرد. برای این پروژه تأسیساتی در لوس آلاموس در ایالت نیومکزیکو، اوک ریج ایالت تنسی و همفورد ایالت واشنگتن به کار گرفته شدند و تیمی از برجسته‌ترین دانشمندان آن دوران به استخدام این پروژه در آمدند. محققان آلمانی هرگز موفق به طراحی و ساخت بمب اتمی نشدند.(کاملا اشتباه است اولین بمب ساخت المان بوده در المان غربی ازمایش شد ولی نتیجه بخش نبوده به علت کم تر غنی شده اورانیوم طبق کتاب بمب اتم نازی.) اما تیم آمریکایی به سرپرستی فیزیکدان برجسته، جی آر اوپنهایمر موفق به ساخت عملی اولین بمب هسته‌ای بود که در ۱۶ جولای ۱۹۴۵ در ناحیه‌ای موسوم به ترینیتی در نیومکزیکو آزمایش شد.

به فاصله کوتاهی در ۶ آگوست ۱۹۴۵،بمب افکن اسکادران ۵۰۹ نیروی هوایی آمریکا موسوم به Enola Gay(که اکنون در موزه‌ای در واشنگتن نگهداری می‌شود)، از پایگاهی در جنوب اقیانوس آرام به پرواز در آمد و در ساعت ۸:۱۵ دقیقه به وقت محلی، بمب موسوم به پسر کوچک را بر شهر هیروشیما منفجر ساخت. این بمب که در طراحی آن از ۶۴ کیلوگرم اورانیوم استفاده شده بود، از ارتفاع ۹۶۰۰ متری رها شد و در ارتفاع ۵۸۰ متری سطح زمین با شدتی معادل با انفجار ۱۵ کیلو تن TNT منفجر شد. مجموع تلفات اولیه و کشته‌ شدگان ناشی از عوارض این انفجار را بالغ بر ۱۴۰۰۰۰ نفر تخمین می‌زنند. سه روز بعد در ۹ آگوست انفجار بمب مرد چاق در شهر ناکازاگی موجب مرگ ۷۴۰۰۰ نفر دیگر شد. این بمب که از پلوتونیوم به عنوان ماده شکافت پذیر استفاده می‌کرد، انفجاری به شدت ۲۱ کیلوتن TNT ایجاد کرد. بمب دیگری نیز در پروژه منهتن تولید شده بود که هرگز از آن استفاده نشد.

پس از پایان جنگ دوم جهانی دانشمندان در آمریکا به تحقیق در رابطه با تسلیحات هسته‌ای ادامه دادند. اگرچه این تصور وجود داشت که هیچ کشوری دیگری در دنیا نمی‌تواند تا پیش از سال ۱۹۵۵ به فنآوری ساخت سلاح هسته‌ای دست یابد، اما کلاوس فیوکس یکی از فیزیکدانان آلمانی که در رابطه با مواد فوق انفجاری (High Explosive) با تیم اوپنهایمر همکاری می‌کرد، طرح‌ها و جزئیات طراحی بمب آزمایش شده در ترینیتی را در اختیار جاسوسان شوروی قرارداد. به این ترتیب در ۲۹ آگوست ۱۹۴۹ اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی اولین آزمایش اتمی خود را با موفقیت انجام داد و غرب را در وحشت فرو برد. این انفجار اثر زیادی در تسریع جنگ سرد گذارد و موجب ایجاد رقابت تسلیحاتی بین آمریکا و شوروی گردید.

پس از آن ایالات متحده جهت حفظ برتری تسلیحاتی خود ، تحقیق در رابطه با ساخت بمب گداختی(یا هیدروژنی) یا به عبارت دقیقتر ، تسلیحات گرما-هسته‌ای (Termo- Nuclear) را آغاز کرد.پیش از این اوپنهایمر به دلیل اتخاذ مواضعی علیه ساخت تسلیحات هسته‌ای از سرپرستی پروژه کنار گذارده شد و ادوارد تلر هدایت عملی پروژه ساخت بمب هیدروژنی را برعهده گرفت. نخستین آزمایش یک وسیله گرما-هسته‌ای با اسم رمز مایک در نوامبر سال ۱۹۵۲ در جزیره کوچکی به نام الوگالب در مجاورت انی وتاک در جزایر مارشال انجام شد.وزن تجهیزات به کار رفته در این انفجار شامل دستگاه‌های تبرید به بیش از ۶۵ تن می‌رسید. از آنجایی که در این سیستم مستقیما از ایزوتوپهای دوتریوم و تریتیوم مایع استفاده می‌شد، به آن لقب بمب خیس(wet bomb) داده بودند .پیش بینی می‌شد که قدرت این انفجار معادل یک یا دو مگاتن تی ان تی باشد. اما برخلاف انتظار شدت انفجار معادل ۱۰٫۴ مگاتن تی ان تی بود. نتایج انفجار

مقاله درباره.. بمب هسته ای چگونه کار می

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

بمب هسته ای چگونه کار می‌کند؟

شما احتمالاً در کتابهای تاریخ خوانده‌اید که بمب هسته‌ای در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن بکار رفت و ممکن است فیلم‌هایی را دیده باشید که در آنها بمب‌های هسته‌ای منفجر می‌شوند. درحالیکه در اخبار می‌شنوید، برخی کشورها راجع به خلع سلاح اتمی با یکدیگر گفتگو می‌کنند، کشورهایی مثل هند و پاکستان سلاح‌های اتمی خود را توسعه می‌دهند. ما دیده‌ایم که این وسایل چه نیروی مخرب خارق‌العاده‌ای دارند، ولی آنها واقعاً چگونه کار می‌کنند؟ در این بخش خواهید آموخت که بمب هسته‌ای چگونه تولید می‌شود و پس از یک انفجار هسته‌ای چه اتفاقی می‌افتد؟ فیزیک هسته‌ای انرژی هسته‌ای به 2 روش تولید می‌شود: 1- شکافت هسته‌ای: در این روش هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم می‌شود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده می‌شود. 2- گداخت هسته‌ای: در این روش که در سطح خورشید هم اجرا می‌شود، معمولاً هیدروژن‌ها با برخورد به یکدیگر تبدیل به هلیوم می‌شوند و در این تبدیل، انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید می‌شود. در شکل زیر نمونه ای از شکافت هسته اتم اورانیوم نمایش داده شده است: و در شکل زیر گداخت هسته‌ای اتم‌های هیدروژن و تبدیل آنها به هلیوم 3 و الکترون آزاد نمایش داده شده است: طراحی بمب‌های هسته‌ای: برای تولید بمب هسته‌ای، به یک سوخت شکافت‌پذیر یا گداخت‌پذیر، یک وسیله راه‌انداز و روشی که اجازه دهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود، کل سوخت شکافته یا گداخته شود نیاز است. بمب‌های اولیه با روش شکافت هسته‌ای و بمب‌های قویتر بعدی با روش گداخت هسته‌ای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمب های ساخته شده را بررسی می کنیم: بمب‌ شکافت هسته‌ای : 1- بمب‌ هسته‌ای (پسر کوچک) که روی شهر هیروشیما و در سال 1945 منفجر شد. 2- بمب هسته‌ای (مرد چاق) که روی شهر ناکازاکی و در سال 1945 منفجر شد. بمب گداخت هسته‌ای : 1- بمب گداخت هسته‌ای که در ایسلند بصورت آزمایشی در سال 1952 منفجر شد. بمب‌های شکافت هسته‌ای: بمب‌های شکافت هسته‌ای از یک عنصر شبیه اورانیوم 235 برای انفجار هسته‌ای استفاده می‌کنند. این عنصر از معدود عناصری است که جهت ایجاد انرژی بمب هسته‌ای استفاده می‌شود. این عنصر خاصیت جالبی دارد: هرگاه یک نوترون آزاد با هسته این عنصر برخورد کند ، هسته به سرعت نوترون را جذب می‌کند و اتم به سرعت متلاشی می‌شود. نوترون‌های آزاد شده از متلاشی شدن اتم ، هسته‌های دیگر را متلاشی می‌کنند. زمان برخورد و متلاشی شدن این هسته‌ها بسیار کوتاه است (کمتر از میلیاردم ثانیه ! ) هنگامی که یک هسته متلاشی می‌شود، مقدار زیادی گرما و تشعشع گاما آزاد می‌کند. مقدار انرژی موجود در یک پوند اورانیوم معادل یک میلیون گالن بنزین است! در طراحی بمب‌های شکافت هسته‌ای، اغلب از دو شیوه استفاده می‌شود: روش رها کردن گلوله: در این روش یک گلوله حاوی اورانیوم 235 بالای یک گوی حاوی اورانیوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد. هنگامی که این بمب به زمین اصابت می‌کند، رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد: 1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر می‌شوند و گلوله به پائین می‌افتد. 2- گلوله به کره برخورد می‌کند و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد. 3- بمب منفجر می‌شود. در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود. نحوه انفجار این بمب در شکل زیر نمایش داده شده است: روش انفجار از داخل: در این روش که انفجار در داخل گوی صورت می‌گیرد، پلونیم 239 قابل انفجار توسط یک گوی حاوی اورانیوم 238 احاطه شده است. هنگامی که مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد: 1- مواد منفجره روشن می‌شوند و یک موج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند. 2- موج ضربه‌ای، پلوتونیم را به داخل کره می‌فرستد. 3- هسته مرکزی منفجر می‌شود و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد. 4- بمب منفجر می‌شود. بمبی که در ناکازاکی منفجر شد، از این شیوه استفاده کرده بود. نحوه انفجار این بمب، در شکل زیر نمایش داده شده است.