ბირთვული იარაღი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
ატომური ბომბის აფეთქება ნაგასაკში. 1945
ატომური იარაღის ორი ძირითადი კონსტრუქცია

ბირთვული იარაღი (ან ატომური იარაღი) – ფეთქებადი მოწყობილობა, რომელშიც ენერგიის წყაროს წარმოადგენს ბირთვული რეაქცია. ეს რეაქცია იყოფა ორ კლასად:

  1. ატომის ბირთვების დაყოფა

ამ კლასში გამოიყენება მძიმე ელემენტის ბირთვის გახლეჩის ეფექტი, რის შემდეგაც წარმოიქმნება ორი შედარებით მსუბუქი ელემენტის ბირთვი. მძიმე ელემენტებად, როგორც წესი გამოიყენება ურანი და პლუტონიუმი. ბირთვული რეაქციის ეს კლასი ეყრდნობა ე.წ. მასის დეფიციტის პრინციპს. ეს პრინციპი აღწერა ალბერტ აინშტაინმა ფარდობითობის სპეციალურ თეორიაში. იგი გულისხმობს შემდეგს: ატომის ბირთვის შემადგენელი ნაწილაკების ენერგია, როდესაც ისინი ბირთვული ველის ზემოქმედებით ერთმანეთთან იმყოფებიან ბმულ მდგომარეობაში ნაკლებია ვიდრე ამ ნაწილაკების ენერგიების ჯამი, როდესაც ისინი იმყოფებიან თავისუფალ, არა ბმულ მდგომარეობაში. ამ რეაქციის განსახორციელებლად აუცილებელია რამდენიმე პირობის დაცვა. ასაფეთქებელი ნივთიერება (ურანი ან პლუტონიუმი. შესაძლებელია სხვა ნივთიერებათა გამოყენებაც, მაგრამ მთელი რიგი სირთულეების გამო, იარაღში გამოიყენება მხოლოდ ეს ორი) ხასიათდება ე.წ. კრიტიკული მასით. ეს ნიშნავს, რომ ბირთვულ რეაქციაში მონაწილეობს ნივთიერების დისკრეტული მასები. მაგალითად, ურანის პირველი კრიტიკული მასა არის 9 კილოგრამი. თუ იქნება მცდელობა აფეთქებულ იქნას 10 კილოგრამი, აქედან რეაქციაში შევა მხოლოდ 9 კილოგრამი, ხოლო 1 კგ უბრალოდ გაიფანტება და თანაც ხელს შეუშლის რეაქციის ეფექტურობას. შემდეგი პირობა მდგომარეობს იმაში, რომ რეაქციის დასაწყებად დიდი საწყისი ენერგიაა საჭირო. ამისათვის ურანის იდეალური ფორმის ბირთვს ათავსებენ ჩვეულებრივი ასაფეთქებელი ნივთიერების ზუსტად ცენტრში და აფეთქებენ. ამასთან ურანი უნდა იყოს გამდიდრებული და ძალიან სუფთა, მინარევებისაგან სრულად გაწმენდილი. ურანის გამდიდრება არის ძალიან რთული ტექნოლოგიური საკითხი და ნიშნავს ურანის დიდი მასიდან იზოტოპ U235-ს გამოყოფას. თვითონ რეაქცია მიმდინარეობს ჯაჭვური, იგივე ზვავის ეფექტის პრინციპით. ანუ ურანის ბირთვი დაშლისას გამოასხივებს ნეიტრონებს, რომლებიც თავის მხრივ ეჯახებიან ურანის სხვა ბირთვებს და ხლიჩავენ მას. ისინიც თავის მხრივ გამოასხივებენ ნეიტრონებს და ა.შ. სწორი დაგეგმარების პირობებში რეაქცია მიმდინარეობს დიდი, აფეთქების სიჩქარით.

  1. ატომის ბირთვების სინთეზი

ამ კლასს თერმობირთვული რეაქცია ქვია და მასში გამოიყენება მსუბუქი ელემენტის ბირთვების სინთეზის ეფექტი, რის შემდეგაც წარმოიქმნება ერთი შედარებით მძიმე ელემენტის ბირთვი. მსუბუქ ელემენტად გამოიყენება წყალბადის ბირთვი. ეს კლასიც ეყრდნობა მასის დეფიციტის პრინციპს. ამ რეაქციაში გამოიყენება წყალბადის იზოტოპები, დეიტერიუმი - "მძიმე წყალი" ან ტრიტიუმი - "ზემძიმე წყალი". წყალბადის ბირთვი ძირითადად წარმოადგენს ერთ ცალ პროტონს. მისი იზოტოპი დეიტერიუმი არის ერთი პროტონის და ერთი ნეიტრონის ბმა. წყალბადის იზოტოპი ტრიტიუმი არის ერთი ცალი პროტონის და ორი ნეიტრონის ბმა. ეს იზოტოპები იშვიათად გვხვდება ბუნებაში და მათი გარკვეული რაოდენობის მიღება ურთულესი ტექნოლოგიური საკითხია. რეაქციის არსი მდგომარეობს შემდეგში: წყალბადის ბირთვებს ენიჭება იმდენად დიდი ენერგია, რომ ურთიერთ შეჯახებისას ისინი გადალახავენ ბირთვული ველის წინააღმდეგობას და ჩაჭერილი ხდებიან მის მიერ, ხდება ბირთვების სინთეზი, მიიღება ჰელიუმის ბირთვი. ამ რეაქციის დროს გამოთავისუფლდება ნეიტრონი. ამ რეაქციის დროს გამოყოფილი ენერგია რამდენიმე თანრიგით აღემატება ბირთვების გახლეჩის რეაქციის ენერგიას. ამ რეაქციისათვის საჭირო ენერგიის მისაღებად მუშა ელემენტს (წყალბადს) ათავსებენ ბირთვული აფეთქების ეპიცენტრში.

ბირთვული იარაღის შექმნის ისტორია[რედაქტირება]

მსუქანი კაცი ნაგასაკიზე ჩამოგდებული ბომბი

ბირთვული იარაღის შექმნაზე მუშაობა დაიწყო მე-20 საუკუნის 30-იანი წლების დასაწყისში. ამ სამუშაოებს საფუძვლად დაედო გასული საუკუნის დასაწყისში მომხდარი მთელი რიგი უდიდესი აღმოჩენები ფიზიკაში. ამ აღმოჩენებიდან განსაკუთრებით აღსანიშნავია ალბერტ აინშტაინის მიერ ნაჩვენები "მასის დეფიციტი", რაც გახდა ბირთვული იარაღის თეორიული საფუძველი. თუმცა გარდა ამისა იყო სხვა უმნიშვნელოვანესი აღმოჩენებიც, მაგ. ერნესტ რეზერფორდის ატომის მოდელი (1911 წელი) და სხვა. ბირთვული იარაღის შექმნის პრაქტიკული საფუძველი გახდა დიდი გერმანელი ფიზიკოსის, ოტო ჰანის მიერ 1938 წლის 17 დეკემბერს, ატომის ბირთვის გახლეჩა. სამართლიანობის გულისთვის უნდა ითქვას, რომ ოტო ჰანთან ერთად სამუშაოებში მონაწილეობდა ფრიც შტრასმანი და ლიზა მეიტნერი. ეს უკანასკნელი, ლიზა მეიტნერი, იყო ებრაელი და იგი შემთხვევით გადაურჩა საკონცენტრაციო ბანაკს, მან თავისი კოლეგების, განსაკუთრებით ოტო ჰანის ძალისხმევით მოახერხა გაქცევა შვედეთში. ბოლო, დაუდასტურებელი ინფორმაციით, ატომის ბირთვის გახლეჩვაში, მისი დამსახურება უფრო მეტი იყო, ვიდრე ოტო ჰანის. ამავე პერიოდში გამოქვეყნდა მთელი რიგი თეორიული კვლევების შედეგები, ექსპერიმენტების მასალები. ატომური იარაღის შექმნა რეალობად იქცა.

„პროექტი ურანი“[რედაქტირება]

1939 წლის აპრილში ორმა გერმანელმა ფიზიკოსმა, პაულ ჰარტეკმა და ვილჰელმ გროტმა წერილი მისწერეს იმპერიის სამხედრო უწყებას. ამ წერლიში ისინი აცხადებდნენ, რომ ატომურ ფიზიკაში უკანასკნელმა მიღწევებმა შესაძლებელი გახადა ისეთი იარაღის შექმნა, როლის ძალაც ყოველგვარ წარმოდგენას აღემატებაო. 1939 წლის 26 სექტემბერს სამხედრო უწყების პროტექტორატის ქვეშ შეიქმნა ფიზიკოსებით დაკომპლექტებული ე.წ. "ურანის საზოგადოება". 1941 წლის სექტემბერში კი გერმანიამ დაიწყო "პროექტი ურანი". პროექტს ხელმძღვანელობდა გენიალური გერმანელი ფიზიკოსი, კვანტური მექანიკა ფუძემდებელი - ვერნერ ჰაიზენბერგი. დასაწყისში პროექტი ძალიან წარმატებულად მიდიოდა წინ, მაგრამ ამ პროექტის შესახებ მალევე შეიტყო მოკავშირეთა (მხოლოდ ბრიტანეთი და აშშ) დაზვერვამ. ამის შემდეგ ისინი მუდმივად და ენერგიულად უშლიდნენ ხელს პროექტის მიმდინარეობას. ათასობით ბომბდამშენის, დივერსიული ჯგუფების, ადგილობრივი იატაკქვეშეთის, პარტიზანების საშუალებით ინგრეოდა და ნადგურდებოდა ყველა ქარხანა, შენობა-ნაგებობა, რომელიც ოდნავ მაინც აღძრავდა ეჭვს, რომ ის "პროექტი ურანი"-სთვის შეიძლება ყოფილიყო გამოსადეგი. გარდა ამისა, აშშ ახორციელებდა ოპერაცია "ალსოს"-ს, რომელიც ითვალისწინებდა სპეცსამსახურების მეშვეობით ყოველგვარი ინფორმაციის მოძიებას გერმანული პროექტის მიმდინარეობის შესახებ. საბოლოოდ "პროექტი ურანი" ჩავარდა. მისი წარუმატებლობა განაპირობა რამდენიმე ფაქტორმა: 1. ეს სამუშაოები მოითხოვდა პროექტზე უდიდესი სამრეწველო კომპექსის მუშაობას. გერმანიის სამრეწველო კომპლექსი თითქმის მთლიანად გაანადგურა მოკავშირეთა ავიაციამ. 2. 1944 წლის გაზაფხულზე ჰაიზენბერგი მივიდა მომენტამდე, როდესაც კვლევები (იგულისხმება რეაქტორების, სპეციალური ქარხნების მშენებლობა და ა.შ.) უნდა გაგრძელებულიყო ორი თანაბარუფლებიანი, ნელი ნეიტრონების და სწრაფი ნეიტრონების მიმართულებით. თითქმის ყველა მიმართულებით არსებულ ათასობით კილომეტრიან ფრონტებს, სადაც ყოველ უბანზე უმძიმესი ბრძოლები მიმდინარეობდა, გერმანიის სამრეწველო რესურსები მოთხოვნების მხოლოდ ნაწილს აკმაყოფილებდა. ამის გამო ადოლფ ჰიტლერმა მიიღო გადაწყვეტილება პროექტი გაგრძელებულიყო მხოლოდ ერთი მიმართულებით და ეს მიმართულება ჰაიზენბერგს უნდა აერჩია. მან ალალ ბედზე გააკეთა არჩევანი და ნელი ნეიტრონების მიმართულება აირჩია. ეს მიმართულება მცდარი აღმოჩნდა. 3. პროექტის ფარგლებში მიმდინარე სამუშაობისათვის აუცილებელი იყო ე.წ. "მძიმე წყალი". მას აწარმოებდა ოკუპირებულ ნორვეგიაში, ქალაქ რიუკანთან მდებარე ჰიდროელექტრო სადგური და მასზე მიდგმული ქარხანა. იქ დაგროვილი "მძიმე წყლის" მარაგი, გერმანიაში ტრანსპორტირებისას, სონგდიოლის ტბაში ჩაძირა ნორვეგიელ პარტიზანთა ჯგუფმა ბრიტანული დაზვერვის მითითებით. შემდეგ ბრიტანეთის დაზვერვამ ჩაატარა მეორე მსოფლიო ომის შედევრად ცნობილი კომანდოსების ოპერაცია და აფეთქებული იქნა ქარხანა. მისი აღდგენის შემდეგ იგი 140 ბომბდამშენმა დაბომბა და მიწასთან გაასწორა. "პროექტი ურანი" დაიხურა.

ბირთვული იარაღის გამოყენების პრობლემები[რედაქტირება]

ბირთვული იარაღი, ბიოლოგიურ და ქიმიურ იარაღთან ერთად, მიეკუთვნება მასობრივი განადგურების იარაღების ჯგუფს.

ბირთვული იარაღის აფეთქების გამანადგურებელი ფაქტორებია:

ბირთვული მუხტის მიხედვით ანსხვავებენ: თერმობირთვულ იარაღს და ნეიტრონულ იარაღს. ბირთვული იარაღი, დანიშნულების მიხედვით იყოფა: ტაქტიკურ, ოპერატიულ-ტაქტიკურ და სტრატეგიულ ჯგუფებად.

ბირთვული იარაღი მისი შექმნიდან დღემდე, ცივი ომის პერიოდში და შემდეგაც წარმოადგენდა შანტაჟისა და მისი აფეთქბეით მუქარის ინსტრუმენტს, როგორც განვითარებული ასევე განვითარებული სახელმწიფოების ლიდერების და პოლიტიკოსების ხელში. დღეს მსოფლიო უდიდესი საშიშროების წინაშე დგას, რაც თავის მხრივ უკავშირდება საერთაშორისო ტერორიზმის და ამ მოძრაობის ბირთვული იარაღით აღჭურვის რეალურ საფრთხეს.

მოქმედების პრინციპი[რედაქტირება]

ბირთვულ იარაღის მოქმედების პრინციპი ეფუძნება უმართავ ბირთვულ რეაქციას. იმისთვის, რომ რეაქცია შევიდეს ჯაჭვური რეაქციის ფაზაში, აუცილებელია შესაბამისი ”საწვავი”, ურანის იზოტოპის სახით. ურანი ბუნებაში გვხვდება ორი სხვადასხვა იზოტოპის სახით - ურანი-235 და ურანი-238. მას შემდეგ, რაც ურანი-235 შთანთქვას თავისუფალ ნეიტრონს - იგი იშლება და ერთი მიღებულის მაგივრად, ასხივებს სამ ნეიტრონს, რომლებიც ეჯახებიან რა სხვა ურანი-235 ბირთვებს - იწვევენ მათ დაშლა-აფეთქებას.

U^{235} + 21845
_0^1 \to U^{236} \to Kr^{92} + Ba^{141} + 3 n_0^1

ურანი-238, საპირისპიროდ, ნეიტრონის შთანთქმისას არ გამოყოფს ახალ ნეიტრონებს, არამედ უბრალოდ შთანთქავს მათ და აფერხებს აფეთქებას. ნეიტრონის შთანთქმით იგი გადაიქცევა ურანი-239-ად, შემდეგ ნეპტუნი-239-ად და საბოლოოდ, შედარებით სტაბილურ, პლუტონიუმ-239-ად.

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება]