«بمب اتم» برای بشر یادآور کشتارهای بی‌رحمانه «هیروشیما» و «ناکازاکی» است که در آن مرگ‌ومیرهای بی‌سابقه‌ای در تاریخ به ثبت رسید. اولین بمب اتم با هدف کشتار انسان‌ها، در تاریخ ۶ آگوست ۱۹۴۵، شهر هیروشیما در ژاپن را مورد هدف قرار داد. تنها سه روز بعد، ناکازاکی مورد حمله بمب دیگری قرار گرفت.

با اینکه این رخدادها در ژاپن تاثیر زیادی در جریان جنگ جهانی دوم داشتند، اما از آن‌ ها به عنوان آغازگر جنگ سرد بین ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی یاد می ‌شود. اما بمب اتم چه بود که جنگ سرد را میان دو ابَرکشور دنیا آغاز کرد؟ این بمب ویرانگر چطور کار می‌کند که می‌تواند جان هزاران هزار نفر را در مدت زمان کوتاهی بگیرد؟ در این مقاله به این سوالات به صورت مفصل پاسخ می‌دهیم.

نگاهی کوتاه به ساختار بمب اتم

پیش از آنکه بتوانیم ساختار بمب اتم را شرح دهیم، نیاز داریم با اتم آشنا شویم.

اتم به زبان ساده متشکل از یک هسته و الکترون‌هایی است که در مدارهای مشخصی به دور آن می‌چرخند. خود هسته نیز متشکل از ذرات پروتون و نوترون است. الکترون ذرات با بار منفی، پروتون ذرات با بار مثبت و نوترون ذرات بدون بار است.

بین سال‌های ۱۹۴۵ و اواخر ۱۹۸۰، هر دو طرف پول زیادی را در سلاح ‌های هسته ‌ای سرمایه گذاری کردند و بیشتر به دلیل جلوگیری از وقوع جنگ، انبار‌های خود را توسعه دادند. تهدید مورد هدف بمب قرار گرفتن و به وجود آمدن خرابی ‌های فاجعه بار، بر همه غلبه کرده بود. دولت به ساخت پناهگاه در شهر و مردم به حفر آن در حیاط‌ های پشتی خانه‌ هایشان پرداختند.

در سال‌های ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ رفته رفته از تنش ها کاسته شد. سپس، دیوار برلین در سال ۱۹۸۹ تخریب شد و ۲ سال بعد، دولت اتحاد جماهیر شوری سقوط کرد. جنگ سرد رسما خاتمه یافت. با توسعه روابط بین دو کشور، به تدریج تعهدی مبنی بر محدود کردن زرادخانه ‌های اتمی شکل گرفت و معاهدات دیگری که عملی شدن آن‌ها تا فوریه سال ۲۰۱۱ نیز ادامه داشت دنبال شد. هدف پیمان کاهش اسلحه ‌های استراتژیک جدید، مانند نسخه‌ های قبلی آن، این است که اسلحه‌های استراتژیک را بیشتر کاهش داده و محدود کند. در کنار دیگر اقدامات، این پیمان خواستار محدودیت در مجموع ۱۵۵۰ کلاهک هسته‌ای بود. 

متاسفانه با وجود کناره گیری موقت روسیه و ایالات متحده از این عرصه، تهدید جنگ اتمی هنوز باقیست. در حال حاضر، ۹ کشور می‌توانند کلاهک ‌های هسته ‌ای را به وسیله موشک ‌های بالیستیک ارسال کنند. حداقل ۳ تا از این کشور ها (ایالات متحده، روسیه و چین)، می‌توانند هر هدفی را در هر جای دنیا مورد اصابت قرار دهند. بمب ‌هایی که ژاپن را مورد اصابت قرار داد، قطعا در مورد قدرت تخریب، حرفی برای گفتن در مقابل اسلحه‌های امروزی ندارند. در سال ۲۰۰۹، کره شمالی توانست یک سلاح هسته‌ای با قدرت بمب اتمی که هیروشیما را نابود کرد با موفقیت آزمایش کند. انفجار زیزمینی آن به قدری قوی بود که زلزله‌ای با قدرت ۴.۵ در مقیاس ریشتر ایجاد کرد. 

در حالی که چشم انداز سیاسی جنگ افزار هسته‌ای در طی سال‌ها به طور قابل توجهی تغییر کرده است، علم خود سلاح –پروسه اتمی که باعث آزاد شدن انرژی می‌شود– از زمان انیشتین شناخته شده بود.

در ادامه مطلب با ما همراه باشید تا نگاهی به نحوه کارکرد بمب‌های اتمی، که شامل چگونگی ساخت و استقرار آن‌ها می‌شود، داشته باشیم. 

ساختار اتمی و پرتوزایی

همانگونه که می ‌دانید، یک اتم از ۳ جزء ساخته شده: پروتون، نوترون و الکترون. مرکز یک اتم که هسته نامیده می‌شود از پروتون ‌ها و نوترون‌ ها تشکیل شده است. پروتون ‌ها دارای بار مثبت هستند، نوترون ‌ها در کل فاقد بار بوده و الکترون‌ها بار منفی دارند. نسبت پروتون به الکترون همیشه یک به یک است به طوری که اتم به عنوان یک مجموعه، بار خنثی دارد. به عنوان مثال، یک اتم کربن، ۶ پروتون و ۶ الکترون دارد. 

البته به این سادگی که تصور می‌شود نیست. خصوصیات یک اتم می‌ تواند بر اساس تعداد هر یک از ذرات، به طور قابل توجهی تغییر کند. اگر تعداد پروتون‌ها را تغییر دهید، با عنصر کاملا جدیدی مواجه می ‌شوید. چنانچه تعداد نوترون‌ ها در یک اتم تغییر کند یه یک ایزوتوپ دست خواهید یافت. مثلا، کربن ۳ ایزوتوپ دارد:

۱. کربن ۱۲ ( ۶ پروتون + ۶ نوترون )، پایدار و معمول

۲. کربن ۱۳ ( ۶ پروتون +‌ ۷ نوترون )، پایدار ولی نادر.

۳. کربن ۱۴ (۶ پروتون +‌ ۸ نوترون )، نادر و ناپایدار ( رادیواکتیو ).

همانطور که دیده می ‌شود، بیشتر هسته ‌های اتمی ثابت هستند اما تعدادی هم نه. این هسته ‌ها خودبخود ذراتی منتشر می‌ کنند که دانشمندان به عنوان رادیاسیون ( پرتوزایی ) از آن یاد می ‌کنند. هسته‌ ای که اشعه ساطع می‌ کند رادیواکتیو بوده و عمل انتشار ذرات به عنوان تجزیه رادیواکتیو یا واپاشی شناخته می ‌شود. 

اکنون، ۳ نوع واپاشی را با هم مرور می‌کنیم:

واپاشی آلفا:‌ هسته، یک ذره آلفا ( شامل دو پروتون و دو نوترون ) را گسیل می ‌کند.

واپاشی بتا: هسته به یک پروتون، یک الکترون و یک آنتی نوترون تبدیل می ‌شود. الکترون رها شده ذره بتا است. 

شکافت خودبخود: یک هسته به دو قسمت شکافته می ‌شود. نوترون ‌های خارج شده می‌ توانند اشعه ‌های نوترونی ساطع کنند. همچنین هسته می‌تواند انفجاری از انرژی الکترومغناطیسی تحت عنوان اشعه گاما منتشر کند. 

بخش شکافت را به خاطر بسپارید. وقتی درباره بمب‌های اتمی بحث می‌کنیم، به آن نیاز خواهیم داشت. 

شکافت هسته ‌ای

بمب ‌های اتمی شامل نیروی ‌هایی -قوی و ضعیف- هستند، که به ویژه در هسته ‌های ناپایدار،‌ هسته اتم را به هم پیوسته نگه می‌دارد. دو راه اساسی وجود دارد که انرژی هسته ‌ای می ‌تواند از یک اتم آزاد شود. 

در شکافت هسته ‌ای، دانشمندان هسته یک اتم را به ۲ جزء کوچکتر تقسیم می ‌کنند. همجوشی هسته ‌ای، فرایندی که خورشید به وسیله آن انرژی ایجاد می ‌کند، شامل همجوشی ۲ اتم کوچکتر برای تشکیل اتمی بزرگتر است. در هر دو فرایند شکافت یا گداخت، منجر به تولید مقادیر عظیمی انرژی به صورت نور و گرما می ‌شود.

در سال ۱۹۳۰، یک فیزیکدان ایتالیایی به نام انریکو فرمی، نشان داد که اجزاء می‌ توانند در معرض بمباران نوترونی به عناصر جدیدی تبدیل شوند. این دست آورد به کشف نوترون‌های آرام، عناصر جدیدی که در جدول تناوبی وجود نداشتند، انجامید.

پس از کشف فرنی، طولی نکشید که دانشمندان آلمانی، اوتو هان و فریتز استرسمن، اورانیوم را با نوترون‌ها بمباران کردند که نتیجه آن تولید یک ایزوتوپ رادیواکتیو باریوم بود. آنها به این نتیجه رسیدند که نوترون‌های با سرعت پایین باعث شکافت هسته اورانیوم و شکستن آن به دو بخش کوچکتر می‌ شوند. در دانشگاه پرینستون،‌ نیلز بوهر و جان ویلر، برای ساخت یک مدل فرضی فرایند شکافت تلاش کردند. آنها حدس می ‌زدند آنچه که دستخوش شکافت می‌شود ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ است نه اورانیوم ۲۳۸.

تقریبا در همان زمان دانشمندان دیگری کشف کردند که فرایند شکافت منجر به تولید نوترون ‌های بیشتری می‌ شود. این امر بوهر و ویلر را به سوالی مهم سوق داد: آیا نوترون ‌های آزاد ایجاد شده در شکافت می‌ توانند زنجیره ‌ای از واکنش ‌ها را ایجاد کنند که مقدار زیادی انرژی آزاد کند؟ در این صورت احتمالا ساخت یک جنگ افزار با قدرت غیر قابل تصور ممکن میشد. و چنین نیز شد!

سوخت هسته ‌ای

در مارس ۱۹۴۰، گروهی از دانشمندان دانشگاه کلمبیا در نیویورک سیتی فرضیات بوهر و ویلر را تایید کردند. اورانیوم ۲۳۵ یا U-235 مسئول شکافت هسته ‌ای است. تیم کلمبیا تلاش کرد یک واکنش زنجیره ‌ای با استفاده از اورانیوم ۲۳۵ آغاز کند اما شکست خورد. پس از این، همه کار‌ها به دانشگاه شیکاگو منتقل شد؛ جایی که در زمین اسکواش کنار استادیوم فوتبال آن، انریکو فرمی سرانجام به اولین واکنش زنجیره‌ ای هسته ‌ای کنترل شده جهان دست یافت. توسعه یک بمب هسته ‌ای با استفاده از اورانیوم ۲۳۵ به عنوان سوخت به سرعت پیش رفت. 

به دلیل اهمیت اورانیوم ۲۳۵ در ساخت یک بمب اتمی، اجازه دهید نگاهی به آن بیندازیم. اورانیوم ۲۳۵ یکی از موادی است که می‌تواند دستخوش شکافت شود. بجای انتظاری پیش از ۷۰۰ میلیون سال برای واپاشی طبیعی اورانیوم، این عنصر می‌ تواند در صورت وارد شدن یک نوترون به آن، بسیار سریع ‌تر شکسته شود. هسته، نوترون را بی درنگ جذب کرده،‌ ناپایدار شده و بلافاصله شکافته می ‌شود. 

به محض اینکه هسته نوترون را دریافت کرد، به دو اتم سبک تر تقسیم می‌ شود و دو یا سه نوترون جدید نیز رها می ‌کند. تعداد نوترون ‌های استخراج شده به چگونگی شکافت اتم اورانیوم ۲۳۵ بستگی دارد. هنگامی که دو اتم سبک تر در وضعیت جدید تثبیت شدند، اشعه گاما ساطع می‌کنند. 

چند نکته در مورد فرایند شکافت القایی وجود دارد که آن را جالب توجه می ‌سازد:

 احتمال دریافت یک نوترون توسط اورانیوم ۲۳۵ نسبتا بالاست. در بمبی که به درستی کار می ‌کند، بیش از یک نوترون از هر شکافت به وجود می‌ آید که سبب وقوع شکافت دیگر می ‌شود. تصور پروتون ‌ها و نوترون‌ های یک اتم به عنوان دایره بزرگی از مهره ها، به درک این چرخه کمک می ‌کند. اگر شما یک مهره به میان این دایره بزرگ پرتاب کنید –به عبارتی یک نوترون واحد– به یک مهره برخورد خواهد کرد که به نوبه خود با مهره‌های بیشتری مصادف می ‌شود و به همین ترتیب یک واکنش زنجیره ‌ای ادامه می‌باید. 

فرایند دریافت نوترون و شکافت بسیار سریع، در عرض پیکوثانیه (تریلیونیُم ثانیه) رخ می ‌دهد. به منظور اعمال این خاصیت اورانیوم ۲۳۵، باید نمونه ‌ای از اورانیوم غنی شود. جنگ افزار‌های اورانیومی از حداقل ۹۰ درصد  U-235 تشکیل شده ‌اند. 

در سال ۱۹۴۱، دانشمندان کالیفرنیا در برکلی، عنصر دیگری -عنصر شماره ۹۴- کشف کردند که ممکن بود به عنوان سوخت هسته ‌ای مورد استفاده قرار گیرد. آنها عنصر را پلوتونیوم نامیدند و در طی سال ‌های بعد آزمایشات کافی روی آن انجام دادند. نهایتا، آن‌ ها مشخصات شکافت پلوتونیوم را ایجاد و دومین سوخت ممکن برای سلاح ‌های هسته ‌ای را شناسایی کردند.

 طراحی بمب‌ های شکافتی

در یک بمب شکافتی، سوخت باید در توده ای جداگانه، در وضعیت زیر آستانه بحران نگه داری شود. توده بحرانی یا در آستانه بحران، عبارت است از حداقل توده از یک ماده با قابلیت شکافت که برای رسیدن به واکنش شکافت هسته‌ ای لازم است. مجددا به شبیه سازی مهره‌ها بیاندیشید. اگر مدار مهره‌ ها بیش از حد دور از هم گسترده شود – توده زیر حد بحرانی – وقتی ‘مهره نوترون’ به مرکز برخورد کند، یک واکنش زنجیره‌ ای کوچک‌ تر رخ می‌ دهد. اگر مهره‌ ها در دایره  نزدیک‌ تر به یکدیگر قرار گیرند – توده بحرانی – شانس بیشتری برای به وقوع پیوستن یک واکنش زنجیره‌ ای بزرگ وجود دارد. 

نگه داری سوخت در توده تحت بحرانی حداگانه، منجر به چالش‌ های طراحی می‌ شود که باید برای عملکرد صحیح یک بمب شکافتی حل شوند. البته نخستین چالش، توده‌ های تحت بحرانی هستند که با یکدیگر یک توده فوق بحرانی را می‌ سازند تا نوترون‌ های مورد نیاز برای حفظ یک واکنش شکافتی را در زمان انفجار فراهم آورند. طراحان بمب‌ های شکافتی دو راه حل ارائه داده اند که در بخش‌ های بعدی آن‌ ها را پوشش خواهیم داد. 

مورد بعدی این است که برای آغاز شکافت، نوترون‌های آزاد باید به توده فوق بحرانی القا شوند. این امر توسط یک مولد نوترون انجام می‌ گیرد. این مولد یک گوی کوچک از پولونیوم و بریلیوم است که توسط یک پوسته درون محفظه سوخت جدا می‌ شود. وقتی توده‌های تحت بحرانی با هم جمع می‌ شوند، پوسته شکسته شده و پولونیوم خودبخود ذرات آلفا ساطع می‌ کند. سپس این ذرات آلفا با بریلیوم ۹ برخورد کرده، بریلیوم ۸ و نوترون‌ های آزاد تولید می‌کنند. آنگاه، نوترون‌ ها شکافت را آغاز می‌ نمایند. 

سرانجام، طرح باید اجازه دهد پیش از آنکه بمب منفجر شود، تا حد امکان مقدار بیشتری از مواد دستخوش شکافت شوند. این امر با محدود کردن واکنش شکافت به وسیله یک ماده متراکم، به نام تمپر، انجام می‌ شود که معمولا از اورانیوم ۲۳۸ ساخته می‌ شود. این ماده توسط فضای شکافت گرم شده، سپس منبسط می‌ شود. این اتساع تمپر، باعث بازگشت فشار به محفظه شده و انبساط محفظه را کند می‌ کند. تمپر همچنین نوترون‌ ها را به محفظه منعکس می‌ کند و کفایت واکنش شکافت را افزایش می‌ دهد.

بمب های شکافتی ماشه ای

ساده ترین راه گردآوری توده های زیر حد بحرانی، ساخت اسلحه ای است که یک توده را به سمت بقیه شلیک نماید. کره ای از اورانیوم ۲۳۵ اطراف مولد نوترون ساخته می شود و گلوله ی کوچکی از آن در یک سوی لوله ای طویل قرار می گیرد، در حالیکه مواد منفجره در پشت آن و گوی در انتهای دیگر لوله قرار گرفته اند. یک حسگر حساس به فشار، ارتفاع مناسب برای انفجار و شروع اتفاقهای بعدی را تعیین می کند: 

۱. مواد منفجره مشتعل شده و گلوله را در لوله به جلو می رانند.

۲. گلوله به گوی و مولد اصابت کرده و واکنش شکافت را آغاز می کند.

۳. واکنش شکافت آغاز می گردد.

۴. بمب منفجر می شود.

بمب پسر کوچک (Little Boy)، که در هیروشیما سقوط کرد، از این نوع بمب بود و از  ۱۴/۵ کیلوتن (معادل ۱۴۵۰۰ تن TNT) و بازدهی ۱/۵ درصدی بهره می برد؛ و این یعنی تنها ۱/۵ درصد از مواد تشکیل دهنده، پیش از انفجار شکافت می یافتند.

راه دوم برای ایجاد توده فوق بحرانی، فشردن توده های زیر حد بحرانی در یک گوی است. مرد چاق (Fat Man)، بمبی که در ناکازاکی منفجر شد، یکی از این بمب های ماشه ای بود. ساخت این نوع بمب ها به هیچ وجه ساده نبود. طراحان بمب با مشکلات فراوانی، از جمله چگونگی کنترل و هدایت امواج ضربه به طور یکنواخت از عرض گوی، رو به رو شدند. راه حل آنها برای رفع مشکل، ساخت وسیله ای انفجاری شامل یک گوی از اورانیوم ۲۳۵ و هسته ای از پلوتونیوم ۲۳۹ که با مواد منفجره قوی احاطه شده است بود. هنگامی که این بمب منفجر شد، ۲۴ کیلوتن بار و ۱۷ درصد بازده داشت. فرایند انفجار این بمب، اینگونه بود:

۱. مواد منفجره مشتعل و یک موج ضربه ای ایجاد کرد.

۲. موج ضربه، هسته را فشرد.

۳. واکنش شکافت آغاز شد.

۴. بمب منفجر شد. 

طراحان توانستند طرح اولیه انفجار ماشه ای را ارتقا دهند. در سال ۱۹۴۳ ادوارد تلر، فیزیکدان آمریکایی، مفهوم تقویت را ابداع کرد. تقویت به معنی فرایندی است که واکنش های شکافت برای تولید نوترون طی می کنند، که سپس منجر به انجام این واکنش ها با سرعتی بالاتر می شود. 

تایید اعتبار تقویت به وسیله آزمایش، ۸ سال دیگر زمان برد. اما به محض تایید آن، به یکی مشهورترین طرح ها تبدیل شد. در سال های بعد، حدود ۹۰ درصد از بمب های هسته ای در آمریکا از این طرح استفاده می کردند. البته واکنش های شکافتی هم می توانند به عنوان منبع اولیه انرژی در سلاح های هسته ای استفاده شوند.

در ادامه، نگاهی به عملکرد داخلی بمب های هسته ای خواهیم داشت. 

بمب های همجوشی

بمب های شکافتی به اندازه کافی کارامد نبودند. طولی نکشید که دانشمندان به فکر بهبود فرایند هسته ای افتادند. وقتی هسته ی دو اتم، برای تشکیل اتمی سنگین تر با هم ترکیب می شوند، همجوشی روی می دهد. در دماهای بسیار بالا هسته های ایزوتوپ های هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم، می توانند به آسانی ترکیب شده و مقادیر زیادی انرژی آزاد کنند. سلاح هایی که از این فرایند بهره می برند به عنوان بمب های همجوشی، ترمونوکلئار و هیدروژنی شناخته می شوند. بمب های همجوشی بار و راندمان بیشتری از بمب های شکافتی دارند، اما دارای مشکلاتی هستند که باید حل شوند:

۱. دوتریوم و تریتیوم، سوخت های همجوشی، هر دو گازند که ذخیره کردنشان دشوار است. 

۲. تریتیوم کمیاب است و نیمه عمر کوتاهی دارد. 

۳. سوخت این بمب ها باید به صورت مداوم تکمیل و پر شود.

۴. دوتریوم و تریتیوم، برای آغاز همجوشی، باید در دمای بالا به شدت فشرده شوند.

دانشمندان با استفاده از لیتیوم-دوتروات، ترکیب جامدی که در دمای معمولی تحت تخریب امواج رادیواکتیو قرار نمی گیرد، به عنوان ماده اصلی ترمو نوکلئار بر اولین مشکل فائق آمدند. برای حل مشکل تریتیوم، طراحان بمب به یک فرایند شکافتی برای تولید تریتیوم از لیتیوم تکیه کردند. این واکنش شکافت، مشکل نهایی را نیز مرتفع ساخت. بخش اعظم تشعشعات حاصل از این واکنش، اشعه X است. این اشعه ها دما و فشار بالای مورد نیاز برای اغاز همجوشی را فراهم می کند. بنابراین، یک بمب همجوشی دارای دو مرحله طراحی است: یک جزء شکافتی یا شکافت تقویت شده؛ و یک جزء همجوشی ثانویه.

برای فهم این موضوع، تصور کنید در یک محفظه بمب، بمبی شکافتی و غلاف سیلندری از اورانیوم ۲۳۸ دارید. در این غلاف، سوخت و یک میله تو خالی از پلوتونیوم ۲۳۹ در مرکز سیلندر قرار دارد. صفحه ای از اورانیوم ۲۳۸ سیلندر را از مواد منفجره جدا می کند و فوم پلاستیکی مابقی فضای درون بمب را پر می کند. انفجار موجب رخداد های زیر می شود:

۱. بمب شکافتی با انفجار درونی، اشعه X ساطع می کند.

۲. این اشعه ها فضای درون را بمب را گرم، و صفحه از انفجار سوخت جلوگیری می کند.

۳. گرما باعث اتساع و احتراق سیلندر و افزایش فشار درون لیتیوم دوتروات می شود.

۴. لیتیوم دوتروات ۳۰ بار فشرده می شود.

۵. امواج ضربه ای، واکنش شکافتی را درون میله پلوتونیوم آغاز می کنند.

۶. شکافت میله، امواج، گرما و نوترون ها را رها می کند.

۷. نوترون ها به سمت لیتیوم دوتروات رفته، با لیتیوم ترکیب شده و تریتیوم می سازند.

۸. ترکیب فشار و دمای کافی برای واکنش همجوشی تریتیوم دوتروات و دوتریوم دوتروات باعث تولید گرما، اشعه و نوترون های بیشتر می شود.

۹. نوترون های تولید شده از واکنش های همجوشی، موجب القای شکافت اورانیوم ۲۳۸ درون سیلندر و صفحه می شوند.

۱۰. شکافت قطعات صفحه و سیلندر، گرما و اشعه بیشتری تولید می کند.

۱۱. بمب منفجر می شود.

همه این رویداد ها در حدود ۶۰۰ میلیاردم ثانیه (۵۵۰ میلیاردم ثانیه برای انفجار بمب شکافتی، ۵۰  میلیاردم ثانیه برای وقایع همجوشی) اتفاق می افتد. نتیجه انفجار عظیمی با بار ۱۰۰۰۰ کیلوتن -۷۰۰ بار قوی تر از بمب پسر کوچک که بر سر هیروشیما افتاد- است. 

انتقال بمب هسته ای

ساخت بمب هسته ای یک چیز است و شلیک آن به هدف مورد نظر و انفجار موفقیت انگیز آن چیزی دیگر. این موضوع به ویژه در مورد اولین بمب های ساخته شده توسط دانشمندان در پایان جنگ جهانی دوم صادق است. فیلیپ موریسون، یکی از اعضای پروژه منهتن، درباره بمب های اولیه می نویسد: 

هر سه بمب ساخته شده در سال ۱۹۴۵ -بمب آزمایشی و دو بمب منفجر شده در ژاپن- بیشتر ترکیب بدون قاعده ی قطعات خاص بودند تا اسلحه هایی مطمئن. 

شلیک این بمب ها به مقصد نهایی، تقریبا مانند فرایند ساخت و طراحی آنها بدون قاعده و برنامه ریزی خاصی انجام می شد. سازمان USS در شهر ایندیاناپولیس، روز ۲۸ جولای ۱۹۴۵، اجزاء و سوخت اورانیوم غنی شده بمب پسر کوچک را به جزیره تینیان در اقیانوس آرام منتقل کرد. اجزاء بمب مرد چاق، که توسط سه B-29 اصلاح شده حمل شد، روز دوم آگوست به مقصد رسید.

تیمی متشکل از ۶۰ دانشمند به منظور همکاری در مونتاژ، از لوس آلاموس به تینیان اعزام شدند. بمب پسر کوچک، ابتدا دارای ورزنی معادل ۴۴۰۰ کیلوگرم و طول ۳ متری بود. در روز ۶ آگوست، خدمه ای این بمب را به Enola Gay و B-29 ی به هدایت پاول تیبتز بارگذاری کرد. این هواپیما، از پس سفر ۱۲۰۰ کیلومتری با موفقیت برآمد و این بمب را در ساعت ۸ و ۱۲ دقیقه صبح، در فراز آسمان هیروشیما رها کرد. در روز ۹ آگوست، بمب مرد چاق با ورزن حدودی ۵۰۰۰ کیلوگرم، همان مسیر را توسط Bockscar، دومین B-29 به هدایت چارلز سویینی طی کرد. محموله ی مرگبار این هواپیما، قبل از ظهر، بر فراز ناکازاکی منفجر شد. 

امروز، روش استفاده شده در ژاپن -حمل بمب های سنگین با هواپیما- یک راه ماندگار برای تحویل سلاح های هسته ای باقی مانده. اما در طی سالها، همچنانکه سایر کلاهک ها کاهش یافته اند، سایر گزینه ها در دسترس قرار گرفته اند. بسیاری از کشور ها، تعدادی موشک بالیستیک و کروز مسلح به همراه دستگاه های هسته ای را در انبار های خود ذخیره کرده اند. اکثر موشک های بالیستیک از سیلو های زیر زمینی یا زیر دریایی ها شلیک می شوند. آن ها جو زمین را ترک کرده، پس از طی کردن کیلومتر ها و بازگشت دوباره به جو، منفجر می شوند. موشک های کروز، کلاهک کوچک تر و برد کوتاه تری نسبت به بالیستیک ها دارند، اما شناسایی و رهگیری آن ها دشوار تر است. آن ها می توانند از هوا، پرتاب کننده های متحرک زمینی، یا کشتی ها پرتاب شوند. 

سلاح های هسته ای تاکتیکی، یا TNWS نیز در طول جنگ سرد محبوب شدند. این سلاح ها که برای هدف های کوچک تر طراحی شده است، مشمول موشک های کوتاه برد، توپ ها، مین های زمینی و عمقی می شوند. اسلحه های قابل حمل از این خانواده، مانند Davy Crockett، شلیک سلاح های هسته ای توسط تیم های کوچک یک یا دو نفره را ممکن ساخته است. 

عواقب و خطرات سلامتی بمب های هسته ای

انفجار سلاح های هسته ای تخریب فوق العادی ای ایجاد می کنند، اما ویرانی ها شواهدی میکروسکوپی از منشا بمب در بر دارد. انفجار بمبی هسته ای بر فراز یک هدف، مانند یک شهر پر جمعیت، موجب آسیب وسیعی می شود. شدت این آسیب ها به فاصله از مرکز انفجار بمب، که هیپوسنتر یا صفر زمین نامیده می شود، بستگی دارد. به طوری که هر چه فاصله تا هیپوسنتر کم تر باشد، آسیب ها بیشتر خواهند بود. این آسیب ها به چند علت روی می دهد: 

۱. موجی از گرمای شدید ناشی از انفجار

۲. فشار ناشی از موج ضربه ای، ایجاد شده توسط انفجار

۳. تشعشع

۴. ذرات رادیواکتیو (ابر هایی از ریزگرد های رادیواکتیو و خرده های بمب که بر زمین می ریزند)

در هیپوسنتر، همه چیز توسط دمای بسیار بالا (۳۰۰ میلیون درجه سلسیوس)، بخار می شود. خارج از هیپوسنتر، بیشتر تلفات توسط سوختگی ناشی از گرما، صدمات ناشی از تخریب ساختمان ها در اثر شوک ضربه ای و در معرض اشعه قرار گرفتن ایجاد می شود. فرا تر از منطقه انفجار فوری، گرما، اشعه و آتش سوزی ناشی از موج حرارتی باعث ایجاد تلفات می گردد. در دراز مدت، به دلیل باد های منطقه ای، بارش رادیواکتیو در منطقه وسیع تری روی می دهد. ریز گرد های رادیواکتیو وارد ذخایر آبی شده و توسط مردم در فاصله دور تر از محل انفجار نوشیده می شوند. 

دانشمندان و پزشکان با مطالعه روی بازماندگان بمب های منفجر شده در ژاپن به نتایجی در زمینه اثرات کوتاه و بلند مدت این بمب ها روی سلامتی انسان ها رسیده اند. تشعشعات و بارش های رادیواکتیو تاثیر زیادی روی سلول هایی که به سرعت رشد می کنند دارد. برخی از عواقب سلامتی این بمب ها عبارتند از:

۱. تهوع، استفراغ و اسهال

۲. آب مروارید

۳. ریزش مو

۴. از دست دادن سلول های خونی

این موارد احتمال ابتلا به سرطان خون، ناباروری و نقص هنگام تولد را افزایش می دهند. 

دانشمندان و پزشکان هنوز در حال مطالعه روی بازماندگان هستند و انتظار دارند نتایج بیشتری در طول زمان آشکار شود. 

در سال ۱۹۸۰، دانشمندان اثرات احتمالی جنگ هسته ای را ارزیابی کردند (انفجار بمب های بسیار در سرتاسر دنیا) و تئوری زمستان هسته ای را مطرح کردند. در سناریو زمستان هسته ای، انفجار بمب های متعدد، ابر های بزرگی از ذرات و مواد رادیواکتیو ایجاد می کند که در جو بالا می روند. این ابر ها، به سدی در برابر تابش نور خورشید تبدیل می شوند. کاهش شدت تابش نور خورشید، دمای سطح زمین را کم کرده و از غذاسازی (فتوسنتز) در گیاهان و باکتری ها می کاهد. تقلیل فتوسنتز، زنجیره غذایی را مختل کرده و موجب انهدام زندگی ها (شامل زندگی انسان) می شود. این سناریو، شبیه نظریه شهاب سنگ است که برای توضیح انقراض دایناسور ها مطرح شده بود. 

موافقان این نظریه به ابر های ذرات گرد و غباری اشاره کردند که مسیری طولانی را با گذشتن از کوه هایی مانند Mount St. Helens در ایالات متحده و Mount Rinatube در فیلیپین دور زمین را طی کردند. 

سلاح های هسته ای قدرت تخریبی خارق العاده و دراز مدت دارند که فراتر از هدف اولیه عمل می کند. دلیل تلاش دولت های جهانی برای کنترل گسترش بمب های هسته ای و کاهش زرادخانه ها در طی جنگ سرد نیز همین موضوع است. به همین دلیل آزمایشات هسته ای انجام شده توسط کره شمالی و سایر کشور ها پاسخ صریح جوامع بین المللی را بر می انگیزد. 

ممکن است بمباران های هیروشیما و ناکازاکی ده ها سال پیش رویداده باشد، اما تصاویر وحشتناک آن روزهای شوم، همچنان سوزان و شفاف باقی مانده است.

مرجع: science