परमाणु हथियार कैसे काम करते हैं. परमाणु बम सबसे शक्तिशाली हथियार है और सैन्य संघर्षों को निपटाने में सक्षम है।

विस्फोटक प्रकृति

यूरेनियम के नाभिक में 92 प्रोटॉन होते हैं। प्राकृतिक यूरेनियम मुख्य रूप से दो समस्थानिकों का मिश्रण है: U238 (नाभिक में 146 न्यूट्रॉन के साथ) और U235 (143 न्यूट्रॉन), बाद वाला प्राकृतिक यूरेनियम में केवल 0.7% है। आइसोटोप के रासायनिक गुण बिल्कुल समान हैं, और इसलिए उन्हें रासायनिक तरीकों से अलग करना असंभव है, लेकिन द्रव्यमान में अंतर (235 और 238 यूनिट) इसे भौतिक तरीकों से करने की अनुमति देता है: यूरेनियम का मिश्रण गैस में परिवर्तित हो जाता है (यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड), और फिर अनगिनत झरझरा विभाजनों के माध्यम से पंप किया गया। यद्यपि यूरेनियम के समस्थानिक या तो दिखने में या रासायनिक रूप से अप्रभेद्य हैं, वे अपने परमाणु लक्षणों के गुणों में एक रसातल से अलग हो जाते हैं।

U238 की विखंडन प्रक्रिया का भुगतान किया जाता है: बाहर से आने वाले न्यूट्रॉन को अपने साथ 1 MeV या उससे अधिक की ऊर्जा लानी चाहिए। और U235 उदासीन है: उत्तेजना और बाद के क्षय के लिए, आने वाले न्यूट्रॉन से कुछ भी आवश्यक नहीं है, नाभिक में इसकी बाध्यकारी ऊर्जा काफी पर्याप्त है।

जब एक न्यूट्रॉन विखंडन में सक्षम नाभिक से टकराता है, तो एक अस्थिर यौगिक बनता है, लेकिन बहुत जल्दी (10 14 c में) दो या तीन नए न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है, ताकि समय के साथ विखंडनीय नाभिकों की संख्या गुणा हो सके (ऐसी प्रतिक्रिया को कहा जाता है a श्रृंखला अभिक्रिया)। यह केवल U235 में संभव है, क्योंकि लालची U238 अपने स्वयं के न्यूट्रॉन से विभाजित नहीं होना चाहता, जिसकी ऊर्जा 1 MeV से कम परिमाण का क्रम है। कणों की गतिज ऊर्जा - परिमाण के कई आदेशों से विखंडन उत्पाद रासायनिक प्रतिक्रिया के किसी भी कार्य के दौरान जारी ऊर्जा से अधिक होते हैं जिसमें नाभिक की संरचना नहीं बदलती है।

क्रिटिकल असेंबली

विखंडन उत्पाद अस्थिर होते हैं और विभिन्न विकिरणों (न्यूट्रॉन सहित) का उत्सर्जन करते हुए "अपने होश में आने" में लंबा समय लेते हैं। न्यूट्रॉन जो विखंडन के बाद काफी समय (दस सेकंड तक) के बाद उत्सर्जित होते हैं, विलंबित न्यूट्रॉन कहलाते हैं, और यद्यपि उनका अंश तात्कालिक वाले (1% से कम) की तुलना में छोटा होता है, परमाणु प्रतिष्ठानों के संचालन में वे जो भूमिका निभाते हैं, वह है सबसे महत्वपूर्ण।

आस-पास के परमाणुओं के साथ कई टकरावों के दौरान विखंडन उत्पाद उन्हें अपनी ऊर्जा देते हैं, जिससे तापमान बढ़ जाता है। विखंडनीय सामग्री के साथ असेंबली में न्यूट्रॉन दिखाई देने के बाद, गर्मी रिलीज शक्ति बढ़ या घट सकती है, और असेंबली के पैरामीटर, जिसमें प्रति यूनिट समय में विखंडन की संख्या स्थिर होती है, को महत्वपूर्ण कहा जाता है। असेंबली की महत्वपूर्णता को बड़े और कम संख्या में न्यूट्रॉन (तदनुसार उच्च या निम्न गर्मी रिलीज दर पर) दोनों पर बनाए रखा जा सकता है। थर्मल पावर को या तो बाहर से क्रिटिकल असेंबली में अतिरिक्त न्यूट्रॉन पंप करके या असेंबली को सुपरक्रिटिकल बनाकर बढ़ाया जाता है (तब अतिरिक्त न्यूट्रॉन की आपूर्ति विखंडनीय नाभिक की अधिक से अधिक पीढ़ियों द्वारा की जाती है)। उदाहरण के लिए, यदि रिएक्टर की तापीय शक्ति को बढ़ाना आवश्यक है, तो इसे ऐसे शासन में लाया जाता है, जब प्रत्येक पीढ़ी के त्वरित न्यूट्रॉन पिछले एक की तुलना में थोड़े कम होते हैं, लेकिन विलंबित न्यूट्रॉन के कारण, रिएक्टर मुश्किल से ध्यान से गुजरता है महत्वपूर्ण अवस्था। फिर वह त्वरण में नहीं जाता, बल्कि धीरे-धीरे शक्ति प्राप्त करता है - ताकि न्यूट्रॉन अवशोषक (कैडमियम या बोरॉन युक्त छड़) लगाकर इसकी वृद्धि को सही समय पर रोका जा सके।

विखंडन-उत्पादित न्यूट्रॉन अक्सर एक दूसरे विखंडन के बिना आसपास के नाभिक से उड़ते हैं। सामग्री की सतह के जितना करीब एक न्यूट्रॉन पैदा होता है, उतनी ही अधिक संभावना है कि वह विखंडनीय सामग्री से बाहर निकल जाए और कभी वापस न आए। इसलिए, सबसे बड़ी संख्या में न्यूट्रॉन को बचाने वाली असेंबली का आकार एक गेंद है: किसी दिए गए द्रव्यमान के लिए, इसकी न्यूनतम सतह होती है। अंदर गुहाओं के बिना 94% U235 की एक बंद (एकान्त) गेंद 49 किलो के द्रव्यमान और 85 मिमी के दायरे में महत्वपूर्ण हो जाती है। यदि उसी यूरेनियम की असेंबली व्यास के बराबर लंबाई वाला एक सिलेंडर है, तो यह 52 किलो के द्रव्यमान पर महत्वपूर्ण हो जाता है। घनत्व बढ़ने के साथ सतह भी घटती जाती है। इसलिए, विस्फोटक संपीड़न, विखंडनीय सामग्री की मात्रा को बदले बिना, विधानसभा को एक महत्वपूर्ण स्थिति में ला सकता है। यह वह प्रक्रिया है जो परमाणु चार्ज के व्यापक डिजाइन को रेखांकित करती है।

बॉल असेंबली

लेकिन ज्यादातर यूरेनियम नहीं, बल्कि प्लूटोनियम-239 का इस्तेमाल परमाणु हथियारों में किया जाता है। यह रिएक्टरों में शक्तिशाली न्यूट्रॉन फ्लक्स के साथ यूरेनियम -238 को विकिरणित करके उत्पादित किया जाता है। प्लूटोनियम की कीमत U235 से लगभग छह गुना अधिक है, लेकिन विखंडन के समय, Pu239 नाभिक औसतन 2.895 न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है - U235 (2.452) से अधिक। इसके अलावा, प्लूटोनियम के विखंडन की संभावना अधिक है। यह सब इस तथ्य की ओर जाता है कि एक यूरेनियम बॉल की तुलना में लगभग एक तिहाई कम द्रव्यमान पर एक अकेला Pu239 गेंद महत्वपूर्ण हो जाती है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि एक छोटे त्रिज्या पर, जो महत्वपूर्ण असेंबली के आयामों को कम करना संभव बनाता है।

असेंबली को गोलाकार परत (अंदर खोखला) के रूप में दो सावधानीपूर्वक फिट किए गए हिस्सों से बनाया गया है; यह स्पष्ट रूप से उप-क्रिटिकल है - यहां तक ​​कि थर्मल न्यूट्रॉन के लिए और यहां तक ​​​​कि एक मॉडरेटर से घिरे होने के बाद भी। विस्फोटकों के बहुत सटीक रूप से फिट किए गए ब्लॉकों की असेंबली के चारों ओर एक चार्ज लगाया जाता है। न्यूट्रॉन को बचाने के लिए, विस्फोट के दौरान गेंद के महान आकार को संरक्षित करना आवश्यक है - इसके लिए, विस्फोटक की परत को इसकी पूरी बाहरी सतह पर एक साथ कम करके, असेंबली को समान रूप से संपीड़ित करना चाहिए। यह व्यापक रूप से माना जाता है कि इसके लिए बहुत अधिक विद्युत डेटोनेटर की आवश्यकता होती है। लेकिन यह केवल "बमबारी" की भोर में था: कई दर्जनों डेटोनेटरों के संचालन के लिए, बहुत सारी ऊर्जा और दीक्षा प्रणाली के काफी आकार की आवश्यकता थी। आधुनिक आवेशों में, एक विशेष तकनीक द्वारा चुने गए कई डेटोनेटर, विशेषताओं के करीब, का उपयोग किया जाता है, जिसमें से एक अत्यधिक स्थिर (विस्फोट वेग के संदर्भ में) विस्फोटक को पॉली कार्बोनेट परत (जिसका आकार गोलाकार सतह पर होता है) में खांचे में निकाल दिया जाता है। रीमैन ज्यामिति विधियों का उपयोग करके गणना की जाती है)। लगभग 8 किमी/सेकेंड की गति से एक विस्फोट खांचे के साथ बिल्कुल समान दूरी पर चलेगा, एक ही समय में छेद तक पहुंचेगा और मुख्य चार्ज को एक साथ सभी आवश्यक बिंदुओं पर विस्फोट करेगा।

अंदर की ओर धमाका

एक आवक-निर्देशित विस्फोट एक लाख से अधिक दबाव के वातावरण के साथ विधानसभा को संकुचित करता है। असेंबली की सतह कम हो जाती है, प्लूटोनियम में आंतरिक गुहा लगभग गायब हो जाती है, घनत्व बढ़ जाता है, और बहुत जल्दी - दस माइक्रोसेकंड में, कंप्रेसिबल असेंबली थर्मल न्यूट्रॉन पर महत्वपूर्ण स्थिति को छोड़ देती है और तेज न्यूट्रॉन पर काफी सुपरक्रिटिकल हो जाती है।

तेज न्यूट्रॉन के नगण्य मंदी के एक नगण्य समय द्वारा निर्धारित अवधि के बाद, उनकी प्रत्येक नई, अधिक कई पीढ़ी असेंबली पदार्थ में विखंडन द्वारा 202 MeV ऊर्जा जोड़ती है, जो पहले से ही राक्षसी दबाव से फट रही है। घटित होने वाली घटनाओं के पैमाने पर, यहां तक ​​​​कि सबसे अच्छे मिश्र धातु वाले स्टील्स की ताकत इतनी कम होती है कि किसी विस्फोट की गतिशीलता की गणना करते समय इसे ध्यान में रखना कभी नहीं होता है। केवल एक चीज जो असेंबली को अलग होने से रोकती है वह जड़ता है: दस नैनोसेकंड में प्लूटोनियम बॉल को केवल 1 सेमी तक विस्तारित करने के लिए, पदार्थ को एक त्वरण देना आवश्यक है जो कि मुक्त के त्वरण से दसियों खरब गुना अधिक है गिरना, और यह आसान नहीं है।

अंत में, मामला फिर भी अलग हो जाता है, विखंडन बंद हो जाता है, लेकिन प्रक्रिया वहाँ समाप्त नहीं होती है: ऊर्जा को अलग किए गए नाभिक के आयनित टुकड़ों और विखंडन के दौरान उत्सर्जित अन्य कणों के बीच पुनर्वितरित किया जाता है। उनकी ऊर्जा दसियों और यहां तक ​​​​कि सैकड़ों MeV के क्रम की है, लेकिन केवल विद्युत रूप से तटस्थ उच्च-ऊर्जा गामा क्वांटा और न्यूट्रॉन के पास पदार्थ के साथ बातचीत से बचने और "भागने" का मौका है। आवेशित कण टकराव और आयनीकरण में जल्दी से ऊर्जा खो देते हैं। इस मामले में, विकिरण उत्सर्जित होता है - हालांकि, यह अब कठोर परमाणु नहीं है, लेकिन नरम है, ऊर्जा के साथ परिमाण के तीन आदेश कम हैं, लेकिन फिर भी परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त से अधिक - न केवल बाहरी गोले से, बल्कि सामान्य रूप से हर चीज़। नंगे नाभिकों की एक गड़बड़ी, उनसे छीने गए इलेक्ट्रॉन, और प्रति घन सेंटीमीटर ग्राम के घनत्व के साथ विकिरण (कल्पना करने की कोशिश करें कि आप प्रकाश के तहत कितनी अच्छी तरह से तन सकते हैं जिसने एल्यूमीनियम का घनत्व हासिल कर लिया है!) - वह सब एक पल पहले एक चार्ज था - किसी प्रकार के संतुलन में आता है। एक बहुत ही छोटे आग के गोले में, दसियों लाख डिग्री के क्रम का तापमान स्थापित होता है।

आग का गोला

ऐसा लगता है कि नरम भी, लेकिन प्रकाश की गति से चलते हुए, विकिरण उस पदार्थ को पीछे छोड़ देना चाहिए जिसने इसे जन्म दिया, लेकिन ऐसा नहीं है: ठंडी हवा में, केवी ऊर्जा क्वांटा की सीमा सेंटीमीटर है, और वे करते हैं एक सीधी रेखा में नहीं चलते हैं, लेकिन आंदोलन की दिशा बदलते हुए, प्रत्येक बातचीत के साथ फिर से उत्सर्जित होते हैं। क्वांटा हवा को आयनित करता है, उसमें फैलता है, जैसे चेरी का रस एक गिलास पानी में डाला जाता है। इस घटना को विकिरण प्रसार कहा जाता है।

विस्फोट के फटने के पूरा होने के बाद 100 kt, कुछ दसियों नैनोसेकंड की शक्ति के साथ एक विस्फोट का एक युवा आग का गोला, 3 मीटर की त्रिज्या और लगभग 8 मिलियन केल्विन का तापमान होता है। लेकिन 30 माइक्रोसेकंड के बाद, इसका दायरा 18 मीटर है, हालांकि, तापमान एक मिलियन डिग्री से नीचे चला जाता है। गेंद अंतरिक्ष को खा जाती है, और इसके सामने के पीछे की आयनित हवा लगभग नहीं चलती है: प्रसार के दौरान विकिरण एक महत्वपूर्ण गति को स्थानांतरित नहीं कर सकता है। लेकिन यह इस हवा में भारी ऊर्जा पंप करता है, इसे गर्म करता है, और जब विकिरण ऊर्जा सूख जाती है, तो गर्म प्लाज्मा के विस्तार के कारण गेंद बढ़ने लगती है, जो अंदर से फट जाती है जो एक चार्ज हुआ करती थी। एक फुले हुए बुलबुले की तरह फैलते हुए, प्लाज्मा खोल पतला हो जाता है। एक बुलबुले के विपरीत, निश्चित रूप से, कुछ भी इसे फुलाता नहीं है: अंदर लगभग कोई पदार्थ नहीं बचा है, यह सब जड़ता से केंद्र से उड़ता है, लेकिन विस्फोट के 30 माइक्रोसेकंड बाद, इस उड़ान की गति 100 किमी / सेकंड से अधिक है , और पदार्थ में हाइड्रोडायनामिक दबाव - 150,000 से अधिक एटीएम! खोल का बहुत पतला होना तय नहीं है, यह फट जाता है, जिससे "फफोले" बन जाते हैं।

आग के गोले की ऊर्जा को पर्यावरण में स्थानांतरित करने के लिए कौन सा तंत्र प्रबल होता है, यह विस्फोट की शक्ति पर निर्भर करता है: यदि यह बड़ा है, तो विकिरण प्रसार मुख्य भूमिका निभाता है, यदि यह छोटा है, तो प्लाज्मा बुलबुले का विस्तार। यह स्पष्ट है कि एक मध्यवर्ती मामला भी संभव है, जब दोनों तंत्र प्रभावी हों।

प्रक्रिया हवा की नई परतों को पकड़ लेती है, परमाणुओं से सभी इलेक्ट्रॉनों को अलग करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा नहीं रह जाती है। आयनित परत की ऊर्जा और प्लाज्मा बुलबुले के टुकड़े सूख जाते हैं, वे अब अपने सामने एक विशाल द्रव्यमान को स्थानांतरित करने में सक्षम नहीं होते हैं और ध्यान से धीमा हो जाते हैं। लेकिन विस्फोट से पहले हवा क्या थी, गेंद से अलग होकर, ठंडी हवा की अधिक से अधिक परतों को अवशोषित करना ... सदमे की लहर का गठन शुरू होता है।

शॉक वेव और परमाणु मशरूम

जब शॉक वेव को आग के गोले से अलग किया जाता है, तो उत्सर्जक परत की विशेषताएं बदल जाती हैं और स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल हिस्से में विकिरण शक्ति तेजी से बढ़ जाती है (तथाकथित पहली अधिकतम)। इसके अलावा, ल्यूमिनेसेंस की प्रक्रियाएं और आसपास की हवा की पारदर्शिता में परिवर्तन प्रतिस्पर्धा करते हैं, जो दूसरे अधिकतम की प्राप्ति की ओर जाता है, जो कम शक्तिशाली है, लेकिन बहुत लंबा है - इतना अधिक है कि प्रकाश ऊर्जा का उत्पादन पहले की तुलना में अधिक है। पहला अधिकतम।

विस्फोट के पास, चारों ओर सब कुछ वाष्पित हो जाता है, दूर - यह पिघल जाता है, लेकिन इससे भी आगे, जहां गर्मी का प्रवाह अब ठोस, मिट्टी, चट्टानों, घरों को पिघलाने के लिए पर्याप्त नहीं है, एक राक्षसी गैस के दबाव में तरल की तरह बहता है जो सभी शक्ति बंधनों को नष्ट कर देता है, गर्म आंखों के लिए असहनीय होने की हद तक। चमक।

अंत में, सदमे की लहर विस्फोट के बिंदु से बहुत दूर जाती है, जहां एक ढीला और कमजोर रहता है, लेकिन संघनित वाष्प के बादल पर कई बार विस्तारित होता है जो कि चार्ज के प्लाज्मा की सबसे छोटी और बहुत रेडियोधर्मी धूल में बदल जाता है, और क्या अपने भयानक समय के करीब निकला। एक ऐसी जगह से जहाँ से जितना हो सके दूर रहना चाहिए। बादल उठने लगते हैं। यह ठंडा हो जाता है, अपना रंग बदलता है, संघनित नमी की एक सफेद टोपी "पर" डालता है, इसके बाद पृथ्वी की सतह से धूल आती है, जिसे आमतौर पर "परमाणु मशरूम" कहा जाता है।

न्यूट्रॉन दीक्षा

चौकस पाठक हाथ में पेंसिल लेकर विस्फोट के दौरान ऊर्जा मुक्त होने का अनुमान लगा सकते हैं। समय के साथ असेंबली माइक्रोसेकंड के क्रम की सुपरक्रिटिकल स्थिति में है, न्यूट्रॉन की आयु पिकोसेकंड के क्रम की है और गुणन कारक 2 से कम है, लगभग एक गीगाजूल ऊर्जा जारी की जाती है, जो कि .. के बराबर है। 250 किलो टीएनटी। और किलो- और मेगाटन कहाँ हैं?

तथ्य यह है कि एक असेंबली में विखंडन की श्रृंखला एक न्यूट्रॉन से शुरू नहीं होती है: आवश्यक माइक्रोसेकंड में, उनमें से लाखों को सुपरक्रिटिकल असेंबली में इंजेक्ट किया जाता है। पहले परमाणु आवेशों में, इसके लिए आइसोटोप स्रोतों का उपयोग किया गया था, जो प्लूटोनियम असेंबली के अंदर एक गुहा में स्थित था: पोलोनियम -210 संपीड़न के समय बेरिलियम के साथ संयुक्त और इसके अल्फा कणों के साथ न्यूट्रॉन उत्सर्जन का कारण बना। लेकिन सभी आइसोटोप स्रोत कमजोर हैं (पहले अमेरिकी उत्पाद में प्रति माइक्रोसेकंड एक मिलियन से भी कम न्यूट्रॉन उत्पन्न हुए थे), और पोलोनियम पहले से ही बहुत खराब है - केवल 138 दिनों में यह अपनी गतिविधि को आधे से कम कर देता है। इसलिए, आइसोटोप को कम खतरनाक (ऑफ स्टेट में विकिरण नहीं) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि अधिक तीव्रता से उत्सर्जित न्यूट्रॉन ट्यूब (साइडबार देखें): कुछ माइक्रोसेकंड में सैकड़ों लाखों न्यूट्रॉन पैदा होते हैं (यह कितनी देर तक पल्स बनता है ट्यूब द्वारा रहता है)। लेकिन अगर यह काम नहीं करता है या सही समय पर काम नहीं करता है, तो तथाकथित पॉप, या "ज़िल्च" होगा - एक कम-शक्ति वाला थर्मल विस्फोट।

न्यूट्रॉन दीक्षा न केवल परिमाण के कई आदेशों द्वारा परमाणु विस्फोट की ऊर्जा रिलीज को बढ़ाती है, बल्कि इसे विनियमित करना भी संभव बनाती है! यह स्पष्ट है कि, एक लड़ाकू मिशन प्राप्त करने के बाद, जिसके निर्माण में परमाणु हमले की शक्ति का संकेत दिया गया है, कोई भी इसे प्लूटोनियम असेंबली से लैस करने के लिए चार्ज को नष्ट नहीं करता है जो किसी दिए गए शक्ति के लिए इष्टतम है। एक स्विच करने योग्य टीएनटी समकक्ष के साथ गोला बारूद में, न्यूट्रॉन ट्यूब की आपूर्ति वोल्टेज को बदलने के लिए पर्याप्त है। तदनुसार, न्यूट्रॉन की उपज और ऊर्जा रिलीज बदल जाएगी (बेशक, जब इस तरह से बिजली कम हो जाती है, तो बहुत महंगा प्लूटोनियम बर्बाद हो जाता है)।

लेकिन उन्होंने बहुत बाद में ऊर्जा रिलीज को विनियमित करने की आवश्यकता के बारे में सोचना शुरू किया, और युद्ध के बाद के पहले वर्षों में बिजली कम करने के बारे में कोई बात नहीं हो सकती थी। अधिक शक्तिशाली, अधिक शक्तिशाली और अधिक शक्तिशाली! लेकिन यह पता चला कि उप-महत्वपूर्ण क्षेत्र के अनुमेय आयामों पर परमाणु-भौतिक और हाइड्रोडायनामिक सीमाएं हैं। एक सौ किलोटन विस्फोट के बराबर टीएनटी एकल-चरण युद्ध सामग्री के लिए भौतिक सीमा के करीब है, जिसमें केवल विखंडन होता है। नतीजतन, ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में विखंडन को छोड़ दिया गया था, और वे एक अन्य वर्ग - संलयन की प्रतिक्रियाओं पर निर्भर थे।

परमाणु भ्रम

चरण संक्रमण के कारण विस्फोट के समय प्लूटोनियम का घनत्व बढ़ जाता है

धात्विक प्लूटोनियम छह चरणों में मौजूद होता है, जिसका घनत्व 14.7 से 19.8 g/cm3 तक होता है। 119 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर, एक मोनोक्लिनिक अल्फा चरण (19.8 ग्राम / सेमी 3) होता है, लेकिन ऐसा प्लूटोनियम बहुत भंगुर होता है, और क्यूबिक फेस-केंद्रित डेल्टा चरण (15.9) में यह नमनीय और अच्छी तरह से संसाधित होता है (यह यह चरण है) कि वे मिश्रधातु के योजक के साथ रखने की कोशिश करते हैं)। विस्फोट संपीड़न के दौरान, कोई चरण संक्रमण नहीं हो सकता है - प्लूटोनियम अर्ध-तरल अवस्था में है। उत्पादन में चरण संक्रमण खतरनाक हैं: बड़े हिस्से के साथ, घनत्व में मामूली बदलाव के साथ भी, एक महत्वपूर्ण स्थिति तक पहुंचा जा सकता है। बेशक, कोई विस्फोट नहीं होगा - वर्कपीस बस गर्म हो जाएगा, लेकिन निकल चढ़ाना रीसेट हो सकता है (और प्लूटोनियम बहुत जहरीला है)।

न्यूट्रॉन स्रोत

ट्रिटियम-संतृप्त लक्ष्य (कैथोड) (1) और एनोड असेंबली (2) के बीच एक वैक्यूम न्यूट्रॉन ट्यूब में, 100 केवी का स्पंदित वोल्टेज लगाया जाता है। जब वोल्टेज अधिकतम होता है, तो यह आवश्यक है कि एनोड और कैथोड के बीच ड्यूटेरियम आयन दिखाई दें, जिसे त्वरित किया जाना चाहिए। इसके लिए आयन स्रोत का उपयोग किया जाता है। एक प्रज्वलित पल्स को इसके एनोड (3) पर लगाया जाता है, और डिस्चार्ज, ड्यूटेरियम (4) से संतृप्त सिरेमिक की सतह के ऊपर से गुजरते हुए, ड्यूटेरियम आयन बनाता है। तेजी से, वे ट्रिटियम से संतृप्त लक्ष्य पर बमबारी करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप 17.6 MeV की ऊर्जा निकलती है और न्यूट्रॉन और हीलियम -4 नाभिक बनते हैं।

कण संरचना और यहां तक ​​कि ऊर्जा उपज के संदर्भ में, यह प्रतिक्रिया संलयन के समान है - प्रकाश नाभिक के संलयन की प्रक्रिया। 1950 के दशक में, कई लोग मानते थे कि यह संलयन था, लेकिन बाद में यह पता चला कि ट्यूब में एक "ब्रेकडाउन" होता है: या तो एक प्रोटॉन या एक न्यूट्रॉन (जिसमें से ड्यूटेरियम आयन एक विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित होता है) में "अटक जाता है" लक्ष्य नाभिक (ट्रिटियम)। यदि एक प्रोटॉन नीचे गिर जाता है, तो न्यूट्रॉन टूट जाता है और मुक्त हो जाता है।

न्यूट्रॉन - धीमा और तेज

एक गैर-विखंडनीय पदार्थ में, "नाक से उछलते हुए", न्यूट्रॉन अपनी ऊर्जा का हिस्सा उन्हें स्थानांतरित करते हैं, जितना अधिक हल्का (द्रव्यमान में करीब) नाभिक होते हैं। जितने अधिक टकराव न्यूट्रॉन भाग लेते हैं, उतना ही वे धीमा हो जाते हैं, और फिर, अंत में, वे आसपास के पदार्थ के साथ थर्मल संतुलन में आ जाते हैं - वे थर्मल करते हैं (इसमें मिलीसेकंड लगते हैं)। थर्मल न्यूट्रॉन की गति 2200 m/s (ऊर्जा 0.025 eV) है। न्यूट्रॉन मॉडरेटर से बच सकते हैं, इसके नाभिक द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, लेकिन धीमा होने के साथ, परमाणु प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की उनकी क्षमता काफी बढ़ जाती है, इसलिए न्यूट्रॉन जो संख्या में कमी के लिए क्षतिपूर्ति से अधिक "खो" नहीं जाते हैं।

इसलिए, यदि विखंडनीय पदार्थ की एक गेंद एक मॉडरेटर से घिरी हुई है, तो कई न्यूट्रॉन मॉडरेटर को छोड़ देंगे या उसमें अवशोषित हो जाएंगे, लेकिन कुछ ऐसे भी होंगे जो गेंद ("प्रतिबिंबित") पर वापस आ जाएंगे और अपनी ऊर्जा खो देंगे, विखंडन कृत्यों का कारण बनने की अधिक संभावना है। यदि गोला 25 मिमी मोटी बेरिलियम की एक परत से घिरा हुआ है, तो 20 किलो U235 को बचाया जा सकता है और असेंबली अभी भी एक महत्वपूर्ण स्थिति में पहुंच जाएगी। लेकिन इस तरह की बचत का भुगतान समय के साथ किया जाता है: प्रत्येक बाद की पीढ़ी के न्यूट्रॉन, विखंडन पैदा करने से पहले, पहले धीमा होना चाहिए। यह देरी प्रति यूनिट समय में उत्पादित न्यूट्रॉन की पीढ़ियों की संख्या को कम करती है, जिसका अर्थ है कि ऊर्जा रिलीज में देरी हो रही है। असेंबली में कम विखंडनीय सामग्री, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया के विकास के लिए अधिक मॉडरेटर की आवश्यकता होती है, और विखंडन हमेशा कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के साथ होता है। सीमित मामले में, जब केवल थर्मल न्यूट्रॉन पर महत्वपूर्णता प्राप्त की जाती है, उदाहरण के लिए, एक अच्छे मॉडरेटर में यूरेनियम लवण के घोल में - पानी, असेंबली का द्रव्यमान सैकड़ों ग्राम होता है, लेकिन समाधान बस समय-समय पर उबलता है। जारी वाष्प के बुलबुले विखंडनीय पदार्थ के औसत घनत्व को कम करते हैं, श्रृंखला प्रतिक्रिया बंद हो जाती है, और जब बुलबुले तरल छोड़ते हैं, तो विखंडन फ्लैश दोहराता है (यदि पोत भरा हुआ है, तो भाप इसे तोड़ देगी - लेकिन यह एक थर्मल विस्फोट होगा , सभी विशिष्ट "परमाणु" संकेतों से रहित)।

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परमाणु की दुनिया इतनी शानदार है कि इसकी समझ के लिए अंतरिक्ष और समय की सामान्य अवधारणाओं में आमूल-चूल परिवर्तन की आवश्यकता होती है। परमाणु इतने छोटे होते हैं कि यदि पानी की एक बूंद को पृथ्वी के आकार तक बड़ा किया जा सकता है, तो उस बूंद का प्रत्येक परमाणु एक नारंगी से छोटा होगा। दरअसल, पानी की एक बूंद 6000 अरब अरब (6000000000000000000000) हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बनी होती है। और फिर भी, अपने सूक्ष्म आकार के बावजूद, परमाणु की संरचना कुछ हद तक हमारे सौर मंडल की संरचना के समान होती है। इसके अतुलनीय रूप से छोटे केंद्र में, जिसकी त्रिज्या एक सेंटीमीटर के एक ट्रिलियनवें हिस्से से भी कम है, एक अपेक्षाकृत विशाल "सूर्य" है - एक परमाणु का नाभिक।

इस परमाणु "सूर्य" के चारों ओर छोटे "ग्रह" - इलेक्ट्रॉन - घूमते हैं। नाभिक में ब्रह्मांड के दो मुख्य निर्माण खंड होते हैं - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (उनका एक एकीकृत नाम है - न्यूक्लियॉन)। एक इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन आवेशित कण होते हैं, और उनमें से प्रत्येक में आवेश की मात्रा बिल्कुल समान होती है, लेकिन आवेश संकेत में भिन्न होते हैं: प्रोटॉन हमेशा धनात्मक रूप से आवेशित होता है, और इलेक्ट्रॉन हमेशा ऋणात्मक होता है। न्यूट्रॉन में विद्युत आवेश नहीं होता है और इसलिए इसकी पारगम्यता बहुत अधिक होती है।

परमाणु माप पैमाने में, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान को एकता के रूप में लिया जाता है। इसलिए किसी भी रासायनिक तत्व का परमाणु भार उसके नाभिक में निहित प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन परमाणु, जिसके नाभिक में केवल एक प्रोटॉन होता है, का परमाणु द्रव्यमान 1 होता है। एक हीलियम परमाणु, जिसमें दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन होते हैं, का परमाणु द्रव्यमान 4 होता है।

एक ही तत्व के परमाणुओं के नाभिक में हमेशा समान संख्या में प्रोटॉन होते हैं, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या भिन्न हो सकती है। ऐसे परमाणु जिनमें प्रोटॉन की समान संख्या के साथ नाभिक होते हैं, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होते हैं और एक ही तत्व की किस्मों से संबंधित होते हैं, समस्थानिक कहलाते हैं। उन्हें एक दूसरे से अलग करने के लिए, किसी दिए गए आइसोटोप के नाभिक में सभी कणों के योग के बराबर संख्या तत्व प्रतीक को दी जाती है।

सवाल उठ सकता है: परमाणु का नाभिक अलग क्यों नहीं होता है? आखिरकार, इसमें शामिल प्रोटॉन समान आवेश वाले विद्युत आवेशित कण होते हैं, जिन्हें एक दूसरे को बड़ी ताकत से पीछे हटाना चाहिए। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि नाभिक के अंदर तथाकथित इंट्रान्यूक्लियर बल भी होते हैं जो नाभिक के कणों को एक दूसरे की ओर आकर्षित करते हैं। ये बल प्रोटॉन के प्रतिकर्षण बलों की भरपाई करते हैं और नाभिक को अनायास अलग उड़ने नहीं देते हैं।

इंट्रान्यूक्लियर बल बहुत मजबूत होते हैं, लेकिन वे बहुत करीब से ही कार्य करते हैं। इसलिए, भारी तत्वों के नाभिक, जिनमें सैकड़ों नाभिक होते हैं, अस्थिर हो जाते हैं। नाभिक के कण यहां (नाभिक के आयतन के भीतर) निरंतर गति में हैं, और यदि आप उनमें कुछ अतिरिक्त मात्रा में ऊर्जा जोड़ते हैं, तो वे आंतरिक बलों को दूर कर सकते हैं - नाभिक भागों में विभाजित हो जाएगा। इस अतिरिक्त ऊर्जा की मात्रा को उत्तेजना ऊर्जा कहा जाता है। भारी तत्वों के समस्थानिकों में, ऐसे भी हैं जो आत्म-क्षय के कगार पर प्रतीत होते हैं। केवल एक छोटा "धक्का" पर्याप्त है, उदाहरण के लिए, परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए न्यूट्रॉन के नाभिक में एक साधारण हिट (और इसे उच्च गति तक तेज करने की भी आवश्यकता नहीं है)। इनमें से कुछ "विखंडनीय" समस्थानिकों को बाद में कृत्रिम रूप से बनाया गया था। प्रकृति में ऐसा केवल एक ही समस्थानिक है - वह है यूरेनियम-235।

यूरेनस की खोज 1783 में क्लैप्रोथ ने की थी, जिन्होंने इसे यूरेनियम पिच से अलग किया और हाल ही में खोजे गए ग्रह यूरेनस के नाम पर इसका नाम रखा। जैसा कि बाद में पता चला, यह वास्तव में, यूरेनियम ही नहीं, बल्कि इसका ऑक्साइड था। शुद्ध यूरेनियम, एक चांदी-सफेद धातु, प्राप्त किया गया था
केवल 1842 में पेलिगोट। नए तत्व में कोई उल्लेखनीय गुण नहीं थे और 1896 तक ध्यान आकर्षित नहीं किया, जब बेकरेल ने यूरेनियम लवण की रेडियोधर्मिता की घटना की खोज की। उसके बाद, यूरेनियम वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रयोगों का विषय बन गया, लेकिन फिर भी इसका कोई व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं था।

जब, 20वीं शताब्दी के पहले तीसरे में, भौतिकविदों के लिए परमाणु नाभिक की संरचना कमोबेश स्पष्ट हो गई, तो उन्होंने सबसे पहले कीमियागर के पुराने सपने को पूरा करने की कोशिश की - उन्होंने एक रासायनिक तत्व को दूसरे में बदलने की कोशिश की। 1934 में, फ्रांसीसी शोधकर्ताओं, फ्रेडरिक और आइरीन जूलियट-क्यूरी की पत्नी ने निम्नलिखित प्रयोग के बारे में फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज को सूचना दी: जब एल्यूमीनियम प्लेटों पर अल्फा कणों (हीलियम परमाणु के नाभिक) के साथ बमबारी की गई, तो एल्यूमीनियम परमाणु फॉस्फोरस परमाणुओं में बदल गए। , लेकिन सामान्य नहीं, बल्कि रेडियोधर्मी, जो बदले में, सिलिकॉन के एक स्थिर समस्थानिक में बदल गया। इस प्रकार, एक एल्युमिनियम परमाणु, एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन को मिलाकर, एक भारी सिलिकॉन परमाणु में बदल गया।

इस अनुभव ने इस विचार को जन्म दिया कि यदि प्रकृति में मौजूद सबसे भारी तत्व यूरेनियम के नाभिक न्यूट्रॉन के साथ "गोलाकार" हैं, तो कोई ऐसा तत्व प्राप्त कर सकता है जो प्राकृतिक परिस्थितियों में मौजूद नहीं है। 1938 में, जर्मन रसायनज्ञ ओटो हैन और फ्रिट्ज स्ट्रैसमैन ने सामान्य शब्दों में एल्युमिनियम के बजाय यूरेनियम लेते हुए जूलियट-क्यूरी जीवनसाथी के अनुभव को दोहराया। प्रयोग के परिणाम उनकी अपेक्षा के अनुरूप बिल्कुल नहीं थे - यूरेनियम की तुलना में बड़े पैमाने पर एक नए सुपरहेवी तत्व के बजाय, हैन और स्ट्रैसमैन को आवधिक प्रणाली के मध्य भाग से हल्के तत्व प्राप्त हुए: बेरियम, क्रिप्टन, ब्रोमीन और कुछ दुसरे। प्रयोगकर्ता स्वयं प्रेक्षित परिघटना की व्याख्या नहीं कर सके। यह अगले वर्ष तक नहीं था कि भौतिक विज्ञानी लिसा मीटनर, जिसे हन ने अपनी कठिनाइयों की सूचना दी, ने देखी गई घटना के लिए एक सही स्पष्टीकरण पाया, यह सुझाव देते हुए कि जब यूरेनियम पर न्यूट्रॉन की बमबारी की गई थी, तो इसका नाभिक विभाजित (विखंडित) हो गया था। इस मामले में, हल्के तत्वों के नाभिक का गठन किया जाना चाहिए था (यह वह जगह है जहां से बेरियम, क्रिप्टन और अन्य पदार्थ लिए गए थे), साथ ही 2-3 मुक्त न्यूट्रॉन जारी किए जाने चाहिए थे। आगे के शोध ने जो हो रहा है उसकी तस्वीर को विस्तार से स्पष्ट करने की अनुमति दी।

प्राकृतिक यूरेनियम में 238, 234 और 235 के द्रव्यमान वाले तीन समस्थानिकों का मिश्रण होता है। यूरेनियम की मुख्य मात्रा 238 समस्थानिक पर पड़ती है, जिसके नाभिक में 92 प्रोटॉन और 146 न्यूट्रॉन होते हैं। यूरेनियम -235 प्राकृतिक यूरेनियम का केवल 1/140 है (0.7% (इसके नाभिक में 92 प्रोटॉन और 143 न्यूट्रॉन हैं), और यूरेनियम -234 (92 प्रोटॉन, 142 न्यूट्रॉन) यूरेनियम के कुल द्रव्यमान का केवल 1/17500 है ( 0 006% इन समस्थानिकों में सबसे कम स्थिर यूरेनियम-235 है।

समय-समय पर इसके परमाणुओं के नाभिक अनायास ही भागों में विभाजित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आवर्त प्रणाली के हल्के तत्व बनते हैं। प्रक्रिया दो या तीन मुक्त न्यूट्रॉन की रिहाई के साथ होती है, जो एक जबरदस्त गति से भागते हैं - लगभग 10 हजार किमी / सेकंड (उन्हें तेज न्यूट्रॉन कहा जाता है)। ये न्यूट्रॉन अन्य यूरेनियम नाभिक से टकरा सकते हैं, जिससे परमाणु प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। इस मामले में प्रत्येक आइसोटोप अलग तरह से व्यवहार करता है। ज्यादातर मामलों में यूरेनियम -238 नाभिक बिना किसी और परिवर्तन के इन न्यूट्रॉन को आसानी से पकड़ लेते हैं। लेकिन पांच में से लगभग एक मामले में, जब एक तेज न्यूट्रॉन 238 आइसोटोप के नाभिक से टकराता है, तो एक जिज्ञासु परमाणु प्रतिक्रिया होती है: यूरेनियम -238 न्यूट्रॉन में से एक एक इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन करता है, जो एक प्रोटॉन में बदल जाता है, यानी यूरेनियम आइसोटोप अधिक में बदल जाता है
भारी तत्व नेपच्यूनियम-239 (93 प्रोटॉन + 146 न्यूट्रॉन) है। लेकिन नेप्च्यूनियम अस्थिर है - कुछ मिनटों के बाद इसका एक न्यूट्रॉन एक इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन करता है, एक प्रोटॉन में बदल जाता है, जिसके बाद नेप्च्यूनियम समस्थानिक आवधिक प्रणाली के अगले तत्व - प्लूटोनियम -239 (94 प्रोटॉन + 145 न्यूट्रॉन) में बदल जाता है। यदि कोई न्यूट्रॉन अस्थिर यूरेनियम-235 के नाभिक में प्रवेश करता है, तो तुरंत विखंडन होता है - दो या तीन न्यूट्रॉन के उत्सर्जन के साथ परमाणु क्षय होते हैं। यह स्पष्ट है कि प्राकृतिक यूरेनियम में, जिसके अधिकांश परमाणु 238 समस्थानिक से संबंधित हैं, इस प्रतिक्रिया का कोई दृश्य परिणाम नहीं है - सभी मुक्त न्यूट्रॉन अंततः इस आइसोटोप द्वारा अवशोषित हो जाएंगे।

लेकिन क्या होगा अगर हम यूरेनियम के काफी बड़े टुकड़े की कल्पना करें, जिसमें पूरी तरह से 235 समस्थानिक हों?

यहां प्रक्रिया अलग-अलग होगी: कई नाभिकों के विखंडन के दौरान जारी किए गए न्यूट्रॉन, बदले में, पड़ोसी नाभिक में गिरते हैं, उनके विखंडन का कारण बनते हैं। नतीजतन, न्यूट्रॉन का एक नया हिस्सा निकलता है, जो निम्नलिखित नाभिकों को विभाजित करता है। अनुकूल परिस्थितियों में, यह प्रतिक्रिया हिमस्खलन की तरह आगे बढ़ती है और इसे चेन रिएक्शन कहा जाता है। कुछ बमबारी कण इसे शुरू करने के लिए पर्याप्त हो सकते हैं।

दरअसल, यूरेनियम-235 पर केवल 100 न्यूट्रॉन बमबारी करते हैं। वे 100 यूरेनियम नाभिकों को विभाजित करेंगे। इस मामले में, दूसरी पीढ़ी के 250 नए न्यूट्रॉन जारी किए जाएंगे (औसतन 2.5 प्रति विखंडन)। दूसरी पीढ़ी के न्यूट्रॉन पहले से ही 250 विखंडन पैदा करेंगे, जिस पर 625 न्यूट्रॉन जारी किए जाएंगे। अगली पीढ़ी में यह 1562, फिर 3906, फिर 9670, और इसी तरह होगा। प्रक्रिया को नहीं रोका गया तो बिना किसी सीमा के मंडलों की संख्या बढ़ जाएगी।

हालांकि, वास्तव में, न्यूट्रॉन का केवल एक नगण्य हिस्सा परमाणुओं के नाभिक में प्रवेश करता है। बाकी, उनके बीच तेजी से भागते हुए, आसपास के स्थान में ले जाया जाता है। एक आत्मनिर्भर श्रृंखला प्रतिक्रिया केवल यूरेनियम -235 के पर्याप्त बड़े सरणी में हो सकती है, जिसे एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान कहा जाता है। (सामान्य परिस्थितियों में यह द्रव्यमान 50 किग्रा है।) यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक नाभिक के विखंडन के साथ बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जो विखंडन पर खर्च की गई ऊर्जा से लगभग 300 मिलियन गुना अधिक होती है। ! (यह गणना की गई है कि 1 किलो यूरेनियम-235 के पूर्ण विखंडन के साथ, 3 हजार टन कोयले को जलाने पर उतनी ही गर्मी निकलती है।)

कुछ ही क्षणों में जारी ऊर्जा का यह विशाल उछाल खुद को राक्षसी शक्ति के विस्फोट के रूप में प्रकट करता है और परमाणु हथियारों के संचालन को रेखांकित करता है। लेकिन इस हथियार के एक वास्तविकता बनने के लिए, यह आवश्यक है कि चार्ज में प्राकृतिक यूरेनियम न हो, बल्कि एक दुर्लभ आइसोटोप - 235 (ऐसे यूरेनियम को समृद्ध कहा जाता है)। बाद में यह पाया गया कि शुद्ध प्लूटोनियम भी एक विखंडनीय पदार्थ है और इसे यूरेनियम-235 के बजाय परमाणु आवेश में इस्तेमाल किया जा सकता है।

ये सभी महत्वपूर्ण खोजें द्वितीय विश्व युद्ध की पूर्व संध्या पर की गई थीं। जल्द ही जर्मनी और अन्य देशों में परमाणु बम के निर्माण पर गुप्त कार्य शुरू हुआ। संयुक्त राज्य अमेरिका में, इस समस्या को 1941 में उठाया गया था। कार्यों के पूरे परिसर को "मैनहट्टन परियोजना" का नाम दिया गया था।

परियोजना का प्रशासनिक नेतृत्व जनरल ग्रोव्स द्वारा किया गया था, और वैज्ञानिक दिशा कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर रॉबर्ट ओपेनहाइमर द्वारा की गई थी। दोनों अपने सामने कार्य की विशाल जटिलता से अच्छी तरह वाकिफ थे। इसलिए, ओपेनहाइमर की पहली चिंता एक अत्यधिक बुद्धिमान वैज्ञानिक टीम की भर्ती थी। संयुक्त राज्य अमेरिका में उस समय कई भौतिक विज्ञानी थे जो फासीवादी जर्मनी से आए थे। अपनी पूर्व मातृभूमि के खिलाफ निर्देशित हथियारों के निर्माण में उन्हें शामिल करना आसान नहीं था। ओपेनहाइमर ने अपने आकर्षण की पूरी ताकत का उपयोग करते हुए व्यक्तिगत रूप से सभी से बात की। जल्द ही वह सिद्धांतकारों के एक छोटे समूह को इकट्ठा करने में कामयाब रहे, जिसे उन्होंने मजाक में "चमकदार" कहा। और वास्तव में, इसमें भौतिकी और रसायन विज्ञान के क्षेत्र में उस समय के सबसे बड़े विशेषज्ञ शामिल थे। (इनमें बोहर, फर्मी, फ्रैंक, चैडविक, लॉरेंस सहित 13 नोबेल पुरस्कार विजेता हैं।) उनके अलावा, विभिन्न प्रोफाइल के कई अन्य विशेषज्ञ थे।

अमेरिकी सरकार ने खर्च करने में कोई कंजूसी नहीं की, और शुरू से ही इस काम ने एक भव्य दायरा ग्रहण किया। 1942 में, लॉस एलामोस में दुनिया की सबसे बड़ी अनुसंधान प्रयोगशाला की स्थापना की गई थी। इस वैज्ञानिक शहर की आबादी जल्द ही 9 हजार लोगों तक पहुंच गई। वैज्ञानिकों की संरचना, वैज्ञानिक प्रयोगों के दायरे, काम में शामिल विशेषज्ञों और श्रमिकों की संख्या के संदर्भ में, लॉस एलामोस प्रयोगशाला का विश्व इतिहास में कोई समान नहीं था। मैनहट्टन परियोजना की अपनी पुलिस, प्रति-खुफिया, संचार प्रणाली, गोदाम, बस्तियाँ, कारखाने, प्रयोगशालाएँ और अपना विशाल बजट था।

परियोजना का मुख्य लक्ष्य पर्याप्त विखंडनीय सामग्री प्राप्त करना था जिससे कई परमाणु बम बनाए जा सकें। यूरेनियम -235 के अलावा, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, कृत्रिम तत्व प्लूटोनियम -239 बम के लिए एक चार्ज के रूप में काम कर सकता है, यानी बम या तो यूरेनियम या प्लूटोनियम हो सकता है।

ग्रोव्स और ओपेनहाइमर सहमत थे कि काम एक साथ दो दिशाओं में किया जाना चाहिए, क्योंकि यह पहले से तय करना असंभव है कि उनमें से कौन अधिक आशाजनक होगा। दोनों विधियां एक दूसरे से मौलिक रूप से भिन्न थीं: यूरेनियम -235 के संचय को प्राकृतिक यूरेनियम के थोक से अलग करके किया जाना था, और प्लूटोनियम केवल यूरेनियम -238 को विकिरणित करके नियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त किया जा सकता था। न्यूट्रॉन दोनों रास्ते असामान्य रूप से कठिन लग रहे थे और आसान समाधान का वादा नहीं करते थे।

वास्तव में, दो समस्थानिकों को एक दूसरे से कैसे अलग किया जा सकता है, जो अपने वजन में केवल थोड़ा भिन्न होते हैं और रासायनिक रूप से ठीक उसी तरह व्यवहार करते हैं? न तो विज्ञान और न ही प्रौद्योगिकी ने कभी ऐसी समस्या का सामना किया है। प्लूटोनियम का उत्पादन भी पहली बार में बहुत समस्याग्रस्त लग रहा था। इससे पहले, परमाणु परिवर्तन के पूरे अनुभव को कई प्रयोगशाला प्रयोगों तक सीमित कर दिया गया था। अब औद्योगिक पैमाने पर किलोग्राम प्लूटोनियम के उत्पादन में महारत हासिल करना, इसके लिए एक विशेष स्थापना विकसित करना और बनाना आवश्यक था - एक परमाणु रिएक्टर, और यह सीखना कि परमाणु प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को कैसे नियंत्रित किया जाए।

और यहाँ और वहाँ जटिल समस्याओं के एक पूरे परिसर को हल करना पड़ा। इसलिए, "मैनहट्टन प्रोजेक्ट" में प्रमुख वैज्ञानिकों की अध्यक्षता में कई उप-परियोजनाएं शामिल थीं। ओपेनहाइमर स्वयं लॉस एलामोस विज्ञान प्रयोगशाला के प्रमुख थे। लॉरेंस कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में विकिरण प्रयोगशाला के प्रभारी थे। फर्मी ने शिकागो विश्वविद्यालय में परमाणु रिएक्टर के निर्माण पर शोध का नेतृत्व किया।

प्रारंभ में, सबसे महत्वपूर्ण समस्या यूरेनियम प्राप्त करने की थी। युद्ध से पहले, इस धातु का वास्तव में कोई उपयोग नहीं था। अब जब इसकी तुरंत बड़ी मात्रा में आवश्यकता थी, तो यह पता चला कि इसका उत्पादन करने का कोई औद्योगिक तरीका नहीं था।

वेस्टिंगहाउस कंपनी ने अपना विकास किया और जल्दी से सफलता हासिल की। यूरेनियम राल के शुद्धिकरण (इस रूप में यूरेनियम प्रकृति में होता है) और यूरेनियम ऑक्साइड प्राप्त करने के बाद, इसे टेट्राफ्लोराइड (यूएफ 4) में परिवर्तित किया गया था, जिसमें से धातु यूरेनियम को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पृथक किया गया था। यदि 1941 के अंत में, अमेरिकी वैज्ञानिकों के पास उनके निपटान में केवल कुछ ग्राम धात्विक यूरेनियम था, तो नवंबर 1942 में वेस्टिंगहाउस संयंत्रों में इसका औद्योगिक उत्पादन 6,000 पाउंड प्रति माह तक पहुंच गया।

उसी समय, परमाणु रिएक्टर के निर्माण पर काम चल रहा था। प्लूटोनियम उत्पादन प्रक्रिया वास्तव में न्यूट्रॉन के साथ यूरेनियम की छड़ के विकिरण के लिए उबलती है, जिसके परिणामस्वरूप यूरेनियम -238 के हिस्से को प्लूटोनियम में बदलना पड़ा। इस मामले में न्यूट्रॉन के स्रोत यूरेनियम -238 परमाणुओं के बीच पर्याप्त मात्रा में बिखरे हुए यूरेनियम -235 परमाणु हो सकते हैं। लेकिन न्यूट्रॉन के निरंतर प्रजनन को बनाए रखने के लिए, यूरेनियम -235 परमाणुओं के विखंडन की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करनी पड़ी। इस बीच, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यूरेनियम -235 के प्रत्येक परमाणु के लिए यूरेनियम -238 के 140 परमाणु थे। यह स्पष्ट है कि सभी दिशाओं में उड़ने वाले न्यूट्रॉन के रास्ते में ठीक उनसे मिलने की संभावना अधिक थी। यही है, बड़ी संख्या में जारी किए गए न्यूट्रॉन मुख्य आइसोटोप द्वारा बिना किसी लाभ के अवशोषित हो गए। जाहिर है, ऐसी परिस्थितियों में चेन रिएक्शन नहीं चल सकता था। कैसे बनें?

पहले तो ऐसा लगा कि दो समस्थानिकों को अलग किए बिना, रिएक्टर का संचालन आम तौर पर असंभव था, लेकिन एक महत्वपूर्ण परिस्थिति जल्द ही स्थापित हो गई: यह पता चला कि यूरेनियम -235 और यूरेनियम -238 विभिन्न ऊर्जाओं के न्यूट्रॉन के लिए अतिसंवेदनशील थे। यूरेनियम -235 के एक परमाणु के नाभिक को अपेक्षाकृत कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन के साथ विभाजित करना संभव है, जिसकी गति लगभग 22 m/s है। इस तरह के धीमे न्यूट्रॉन यूरेनियम -238 नाभिक द्वारा कब्जा नहीं किए जाते हैं - इसके लिए उनके पास प्रति सेकंड सैकड़ों हजारों मीटर के क्रम की गति होनी चाहिए। दूसरे शब्दों में, यूरेनियम -238 यूरेनियम -235 में एक श्रृंखला प्रतिक्रिया की शुरुआत और प्रगति को रोकने के लिए शक्तिहीन है, जो न्यूट्रॉन की वजह से बेहद कम गति तक धीमी हो जाती है - 22 मीटर/सेकेंड से अधिक नहीं। इस घटना की खोज इतालवी भौतिक विज्ञानी फर्मी ने की थी, जो 1938 से संयुक्त राज्य में रहते थे और यहां पहले रिएक्टर के निर्माण पर काम की निगरानी करते थे। फर्मी ने ग्रेफाइट को न्यूट्रॉन मॉडरेटर के रूप में उपयोग करने का निर्णय लिया। उनकी गणना के अनुसार, यूरेनियम -235 से उत्सर्जित न्यूट्रॉन, 40 सेमी की ग्रेफाइट की परत से होकर गुजरते हुए, अपनी गति को 22 मीटर / सेकंड तक कम कर देना चाहिए और यूरेनियम -235 में एक आत्मनिर्भर श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू कर देनी चाहिए।

तथाकथित "भारी" पानी एक और मॉडरेटर के रूप में काम कर सकता है। चूंकि इसे बनाने वाले हाइड्रोजन परमाणु आकार और द्रव्यमान में न्यूट्रॉन के बहुत करीब हैं, इसलिए वे उन्हें धीमा कर सकते हैं। (लगभग ऐसा ही तेज न्यूट्रॉन के साथ होता है जैसे गेंदों के साथ होता है: यदि एक छोटी गेंद एक बड़ी गेंद से टकराती है, तो यह लगभग गति खोए बिना वापस लुढ़क जाती है, लेकिन जब यह एक छोटी गेंद से मिलती है, तो यह अपनी ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इसमें स्थानांतरित कर देती है - जैसे एक लोचदार टक्कर में एक न्यूट्रॉन एक भारी नाभिक से उछलता है, केवल थोड़ा धीमा होता है, और हाइड्रोजन परमाणुओं के नाभिक के साथ टकराने पर अपनी सारी ऊर्जा बहुत जल्दी खो देता है।) हालांकि, सामान्य पानी धीमा होने के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि इसका हाइड्रोजन झुकता है न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए। इसीलिए ड्यूटेरियम, जो "भारी" पानी का हिस्सा है, का उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया जाना चाहिए।

1942 की शुरुआत में, फ़र्मी के नेतृत्व में, शिकागो स्टेडियम के पश्चिमी स्टैंड के नीचे टेनिस कोर्ट में पहले परमाणु रिएक्टर का निर्माण शुरू हुआ। सारे काम वैज्ञानिकों ने खुद किए। प्रतिक्रिया को एक ही तरीके से नियंत्रित किया जा सकता है - श्रृंखला प्रतिक्रिया में शामिल न्यूट्रॉन की संख्या को समायोजित करके। फर्मी ने बोरॉन और कैडमियम जैसे पदार्थों से बनी छड़ों के साथ ऐसा करने की कल्पना की, जो न्यूट्रॉन को दृढ़ता से अवशोषित करते हैं। ग्रेफाइट ईंटों ने एक मॉडरेटर के रूप में कार्य किया, जिससे भौतिकविदों ने 3 मीटर ऊंचे और 1.2 मीटर चौड़े स्तंभ बनाए। उनके बीच यूरेनियम ऑक्साइड के साथ आयताकार ब्लॉक स्थापित किए गए थे। लगभग 46 टन यूरेनियम ऑक्साइड और 385 टन ग्रेफाइट पूरे ढांचे में चला गया। प्रतिक्रिया को धीमा करने के लिए, कैडमियम और बोरॉन रॉड को रिएक्टर में पेश किया गया।

यदि यह पर्याप्त नहीं था, तो बीमा के लिए, रिएक्टर के ऊपर स्थित एक मंच पर, कैडमियम लवण के घोल से भरी बाल्टी के साथ दो वैज्ञानिक थे - यदि प्रतिक्रिया नियंत्रण से बाहर हो जाती है, तो उन्हें रिएक्टर पर डालना चाहिए था। सौभाग्य से, इसकी आवश्यकता नहीं थी। 2 दिसंबर, 1942 को, फर्मी ने सभी नियंत्रण छड़ों को विस्तारित करने का आदेश दिया, और प्रयोग शुरू हुआ। चार मिनट बाद, न्यूट्रॉन काउंटर जोर से और जोर से क्लिक करने लगे। हर मिनट के साथ, न्यूट्रॉन फ्लक्स की तीव्रता अधिक होती गई। इससे संकेत मिलता है कि रिएक्टर में एक चेन रिएक्शन हो रहा था। यह 28 मिनट तक चला। फिर फर्मी ने संकेत दिया, और निचली छड़ ने प्रक्रिया को रोक दिया। इस प्रकार, पहली बार, मनुष्य ने परमाणु नाभिक की ऊर्जा को मुक्त किया और साबित किया कि वह इसे अपनी इच्छा से नियंत्रित कर सकता है। अब इसमें कोई संदेह नहीं रह गया था कि परमाणु हथियार एक वास्तविकता थे।

1943 में, फर्मी रिएक्टर को नष्ट कर दिया गया और अर्गोनी नेशनल लेबोरेटरी (शिकागो से 50 किमी) में ले जाया गया। शीघ्र ही यहाँ था
एक और परमाणु रिएक्टर बनाया गया, जिसमें भारी पानी को मॉडरेटर के रूप में इस्तेमाल किया जाता था। इसमें एक बेलनाकार एल्यूमीनियम टैंक होता है जिसमें 6.5 टन भारी पानी होता है, जिसमें यूरेनियम धातु की 120 छड़ें खड़ी होती हैं, जो एक एल्यूमीनियम खोल में संलग्न होती हैं। सात नियंत्रण छड़ें कैडमियम से बनाई गई थीं। टैंक के चारों ओर एक ग्रेफाइट परावर्तक था, फिर सीसा और कैडमियम मिश्र धातुओं से बना एक स्क्रीन। पूरी संरचना लगभग 2.5 मीटर की दीवार मोटाई के साथ एक ठोस खोल में संलग्न थी।

इन प्रायोगिक रिएक्टरों के प्रयोगों ने प्लूटोनियम के औद्योगिक उत्पादन की संभावना की पुष्टि की।

"मैनहट्टन प्रोजेक्ट" का मुख्य केंद्र जल्द ही टेनेसी नदी घाटी में ओक रिज का शहर बन गया, जिसकी आबादी कुछ ही महीनों में बढ़कर 79 हजार हो गई। यहां, कम समय में, समृद्ध यूरेनियम के उत्पादन के लिए पहला संयंत्र बनाया गया था। 1943 में तुरंत, एक औद्योगिक रिएक्टर लॉन्च किया गया जो प्लूटोनियम का उत्पादन करता था। फरवरी 1944 में इसमें से प्रतिदिन लगभग 300 किलोग्राम यूरेनियम निकाला जाता था, जिसकी सतह से रासायनिक पृथक्करण द्वारा प्लूटोनियम प्राप्त किया जाता था। (ऐसा करने के लिए, प्लूटोनियम को पहले भंग किया गया और फिर अवक्षेपित किया गया।) शुद्ध यूरेनियम को फिर से रिएक्टर में वापस कर दिया गया। उसी वर्ष, कोलंबिया नदी के दक्षिणी तट पर बंजर, उजाड़ रेगिस्तान में, विशाल हनफोर्ड प्लांट पर निर्माण शुरू हुआ। यहां तीन शक्तिशाली परमाणु रिएक्टर स्थित थे, जो रोजाना कई सौ ग्राम प्लूटोनियम देते थे।

समानांतर में, यूरेनियम संवर्धन के लिए एक औद्योगिक प्रक्रिया विकसित करने के लिए अनुसंधान जोरों पर था।

विभिन्न विकल्पों पर विचार करने के बाद, ग्रोव्स और ओपेनहाइमर ने दो तरीकों पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया: गैस प्रसार और विद्युत चुम्बकीय।

गैस प्रसार विधि एक सिद्धांत पर आधारित थी जिसे ग्राहम के नियम के रूप में जाना जाता है (इसे पहली बार 1829 में स्कॉटिश रसायनज्ञ थॉमस ग्राहम द्वारा तैयार किया गया था और 1896 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी रेली द्वारा विकसित किया गया था)। इस नियम के अनुसार, यदि दो गैसें, जिनमें से एक दूसरे की तुलना में हल्की है, को नगण्य छिद्रों वाले फिल्टर से गुजारा जाता है, तो भारी गैस की तुलना में थोड़ी अधिक हल्की गैस उसमें से गुजरेगी। नवंबर 1942 में, कोलंबिया विश्वविद्यालय में यूरे और डनिंग ने रेली पद्धति के आधार पर यूरेनियम समस्थानिकों को अलग करने के लिए एक गैसीय प्रसार विधि बनाई।

चूंकि प्राकृतिक यूरेनियम एक ठोस है, इसलिए इसे पहले यूरेनियम फ्लोराइड (यूएफ 6) में परिवर्तित किया गया था। इस गैस को फिर सूक्ष्मदर्शी से - एक मिलीमीटर के हज़ारवें भाग के क्रम में - फ़िल्टर सेप्टम में छेदों से गुजारा गया।

चूंकि गैसों के दाढ़ भार में अंतर बहुत छोटा था, इसलिए चकरा देने के पीछे यूरेनियम -235 की सामग्री में केवल 1.0002 के कारक की वृद्धि हुई।

यूरेनियम -235 की मात्रा को और भी अधिक बढ़ाने के लिए, परिणामी मिश्रण को फिर से एक विभाजन के माध्यम से पारित किया जाता है, और यूरेनियम की मात्रा फिर से 1.0002 गुना बढ़ जाती है। इस प्रकार, यूरेनियम -235 की सामग्री को 99% तक बढ़ाने के लिए, गैस को 4000 फिल्टर के माध्यम से पारित करना आवश्यक था। यह ओक रिज में एक विशाल गैसीय प्रसार संयंत्र में हुआ।

1940 में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में अर्नस्ट लॉरेंस के नेतृत्व में, विद्युत चुम्बकीय विधि द्वारा यूरेनियम समस्थानिकों को अलग करने पर शोध शुरू हुआ। ऐसी भौतिक प्रक्रियाओं को खोजना आवश्यक था जो समस्थानिकों को उनके द्रव्यमान में अंतर का उपयोग करके अलग करने की अनुमति दें। लॉरेंस ने द्रव्यमान स्पेक्ट्रोग्राफ के सिद्धांत का उपयोग करके आइसोटोप को अलग करने का प्रयास किया - एक उपकरण जो परमाणुओं के द्रव्यमान को निर्धारित करता है।

इसके संचालन का सिद्धांत इस प्रकार था: पूर्व-आयनित परमाणुओं को एक विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित किया गया था और फिर एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से पारित किया गया था जिसमें उन्होंने क्षेत्र की दिशा के लंबवत विमान में स्थित मंडलियों का वर्णन किया था। चूँकि इन प्रक्षेप पथों की त्रिज्याएँ द्रव्यमान के समानुपाती थीं, इसलिए प्रकाश आयन भारी वाले की तुलना में छोटे त्रिज्या वाले वृत्तों पर समाप्त हो गए। यदि परमाणुओं के मार्ग में जाल बिछाए जाते, तो इस तरह से अलग-अलग समस्थानिकों को अलग-अलग एकत्र करना संभव होता।

वह तरीका था। प्रयोगशाला परिस्थितियों में, उन्होंने अच्छे परिणाम दिए। लेकिन एक ऐसे संयंत्र का निर्माण जिसमें औद्योगिक पैमाने पर आइसोटोप पृथक्करण किया जा सकता था, अत्यंत कठिन साबित हुआ। हालांकि, लॉरेंस अंततः सभी कठिनाइयों को दूर करने में कामयाब रहा। उनके प्रयासों का परिणाम कैल्यूट्रॉन की उपस्थिति थी, जिसे ओक रिज में एक विशाल संयंत्र में स्थापित किया गया था।

यह इलेक्ट्रोमैग्नेटिक प्लांट 1943 में बनाया गया था और यह मैनहट्टन प्रोजेक्ट का शायद सबसे महंगा दिमाग था। लॉरेंस की विधि के लिए बड़ी संख्या में जटिल, अभी तक अविकसित उपकरणों की आवश्यकता थी जिसमें उच्च वोल्टेज, उच्च वैक्यूम और मजबूत चुंबकीय क्षेत्र शामिल थे। लागत बहुत बड़ी थी। कैलुट्रॉन में एक विशाल विद्युत चुंबक था, जिसकी लंबाई 75 मीटर तक पहुंच गई और इसका वजन लगभग 4000 टन था।

इस इलेक्ट्रोमैग्नेट के लिए कई हजार टन चांदी के तार वाइंडिंग में चले गए।

पूरे काम (चांदी के $300 मिलियन मूल्य की लागत को छोड़कर, जिसे राज्य के खजाने ने केवल अस्थायी रूप से प्रदान किया था) की लागत $400 मिलियन थी। केवल कैलुट्रॉन द्वारा खर्च की गई बिजली के लिए, रक्षा मंत्रालय ने 10 मिलियन का भुगतान किया। ओक रिज कारखाने के अधिकांश उपकरण क्षेत्र में विकसित किसी भी चीज़ के पैमाने और सटीकता में बेहतर थे।

लेकिन ये सारे खर्चे व्यर्थ नहीं गए। कुल मिलाकर लगभग 2 बिलियन डॉलर खर्च कर अमेरिकी वैज्ञानिकों ने 1944 तक यूरेनियम संवर्धन और प्लूटोनियम उत्पादन के लिए एक अनूठी तकनीक का निर्माण किया। इस बीच, लॉस एलामोस प्रयोगशाला में, वे बम के डिजाइन पर ही काम कर रहे थे। इसके संचालन का सिद्धांत लंबे समय तक सामान्य शब्दों में स्पष्ट था: विस्फोट के समय विखंडनीय पदार्थ (प्लूटोनियम या यूरेनियम -235) को एक महत्वपूर्ण स्थिति में स्थानांतरित किया जाना चाहिए था (एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होने के लिए, द्रव्यमान का द्रव्यमान चार्ज क्रिटिकल से काफी बड़ा होना चाहिए) और एक न्यूट्रॉन बीम से विकिरणित होना चाहिए, जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया की शुरुआत है।

गणना के अनुसार, चार्ज का महत्वपूर्ण द्रव्यमान 50 किलोग्राम से अधिक था, लेकिन इसे काफी कम किया जा सकता था। सामान्य तौर पर, महत्वपूर्ण द्रव्यमान का परिमाण कई कारकों से काफी प्रभावित होता है। आवेश का सतह क्षेत्र जितना बड़ा होता है, उतने ही अधिक न्यूट्रॉन बेकार के आसपास के स्थान में उत्सर्जित होते हैं। एक गोले का पृष्ठीय क्षेत्रफल सबसे छोटा होता है। नतीजतन, गोलाकार चार्ज, अन्य चीजें समान होने के कारण, सबसे छोटा महत्वपूर्ण द्रव्यमान होता है। इसके अलावा, महत्वपूर्ण द्रव्यमान का मूल्य शुद्धता और विखंडनीय सामग्री के प्रकार पर निर्भर करता है। यह इस सामग्री के घनत्व के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है, जो उदाहरण के लिए, घनत्व को दोगुना करके, महत्वपूर्ण द्रव्यमान को चार के कारक से कम करने की अनुमति देता है। उप-क्रिटिकलता की आवश्यक डिग्री प्राप्त की जा सकती है, उदाहरण के लिए, परमाणु आवेश के चारों ओर एक गोलाकार खोल के रूप में बनाए गए एक पारंपरिक विस्फोटक चार्ज के विस्फोट के कारण विखंडनीय सामग्री को संकुचित करके। न्यूट्रॉन को अच्छी तरह से परावर्तित करने वाली स्क्रीन के साथ आवेश को घेरकर क्रांतिक द्रव्यमान को भी कम किया जा सकता है। सीसा, बेरिलियम, टंगस्टन, प्राकृतिक यूरेनियम, लोहा, और कई अन्य का उपयोग इस तरह की स्क्रीन के रूप में किया जा सकता है।

परमाणु बम के संभावित डिजाइनों में से एक में यूरेनियम के दो टुकड़े होते हैं, जो संयुक्त होने पर महत्वपूर्ण से अधिक द्रव्यमान बनाते हैं। बम विस्फोट का कारण बनने के लिए, आपको जितनी जल्दी हो सके उन्हें एक साथ लाने की आवश्यकता है। दूसरी विधि आवक-अभिसरण विस्फोट के उपयोग पर आधारित है। इस मामले में, एक पारंपरिक विस्फोटक से गैसों का प्रवाह अंदर स्थित विखंडनीय सामग्री पर निर्देशित किया गया था और इसे एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक पहुंचने तक संपीड़ित किया गया था। चार्ज का कनेक्शन और न्यूट्रॉन के साथ इसका तीव्र विकिरण, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप, पहले सेकंड में, तापमान 1 मिलियन डिग्री तक बढ़ जाता है। इस समय के दौरान, केवल 5% महत्वपूर्ण द्रव्यमान अलग होने में कामयाब रहे। प्रारंभिक बम डिजाइनों में शेष प्रभार बिना वाष्पित हो गया
किसी भी अच्छे।

इतिहास में पहला परमाणु बम (इसे "ट्रिनिटी" नाम दिया गया था) 1945 की गर्मियों में इकट्ठा किया गया था। और 16 जून, 1945 को अलामोगोर्डो रेगिस्तान (न्यू मैक्सिको) में परमाणु परीक्षण स्थल पर पृथ्वी पर पहला परमाणु विस्फोट किया गया था। बम को परीक्षण स्थल के केंद्र में 30 मीटर के स्टील टॉवर के ऊपर रखा गया था। इसके चारों ओर काफी दूरी पर रिकॉर्डिंग उपकरण रखे गए थे। 9 किमी पर एक अवलोकन पोस्ट था, और 16 किमी पर - एक कमांड पोस्ट। इस घटना के सभी गवाहों पर परमाणु विस्फोट ने जबरदस्त छाप छोड़ी। चश्मदीदों के विवरण के अनुसार, ऐसा लग रहा था कि कई सूर्य एक में विलीन हो गए और एक ही बार में बहुभुज को रोशन कर दिया। तभी मैदान के ऊपर आग का एक विशाल गोला दिखाई दिया, और धूल और प्रकाश का एक गोल बादल धीरे-धीरे और अशुभ रूप से उसकी ओर बढ़ने लगा।

जमीन से उड़ान भरने के बाद यह आग का गोला चंद सेकेंड में तीन किलोमीटर से ज्यादा की ऊंचाई तक उड़ गया। हर पल यह आकार में बढ़ता गया, जल्द ही इसका व्यास 1.5 किमी तक पहुंच गया, और यह धीरे-धीरे समताप मंडल में बढ़ गया। फिर आग के गोले ने घूमते हुए धुएं के एक स्तंभ को रास्ता दिया, जो एक विशाल मशरूम का रूप लेते हुए 12 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ था। यह सब एक भयानक गर्जना के साथ था, जिससे पृथ्वी काँप उठी। विस्फोटित बम की शक्ति सभी अपेक्षाओं को पार कर गई।

जैसे ही विकिरण की स्थिति की अनुमति दी, कई शर्मन टैंक, अंदर से सीसा प्लेटों के साथ पंक्तिबद्ध, विस्फोट क्षेत्र में पहुंचे। उनमें से एक पर फर्मी था, जो अपने काम के परिणाम देखने के लिए उत्सुक था। उनकी आंखों के सामने मरी हुई झुलसी हुई धरती दिखाई दी, जिस पर 1.5 किमी के दायरे में सारा जीवन नष्ट हो गया। रेत एक कांच की हरी-भरी पपड़ी में बदल गई जिसने जमीन को ढँक दिया। एक विशाल गड्ढे में एक स्टील सपोर्ट टॉवर के कटे-फटे अवशेष रखे गए हैं। विस्फोट के बल का अनुमान 20,000 टन टीएनटी था।

अगला कदम जापान के खिलाफ बम का युद्धक उपयोग था, जिसने नाजी जर्मनी के आत्मसमर्पण के बाद अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका और उसके सहयोगियों के साथ युद्ध जारी रखा। तब कोई लॉन्च वाहन नहीं थे, इसलिए बमबारी को एक विमान से करना पड़ा। यूएसएस इंडियानापोलिस द्वारा दो बमों के घटकों को बहुत सावधानी से टिनियन द्वीप तक पहुँचाया गया, जहाँ अमेरिकी वायु सेना का 509वाँ समग्र समूह आधारित था। चार्ज और डिजाइन के हिसाब से ये बम एक दूसरे से कुछ अलग थे।

पहला बम - "बेबी" - अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम -235 के परमाणु प्रभार के साथ एक बड़े आकार का हवाई बम था। इसकी लंबाई लगभग 3 मीटर, व्यास - 62 सेमी, वजन - 4.1 टन था।

दूसरा बम - "फैट मैन" - प्लूटोनियम -239 के चार्ज के साथ एक बड़े आकार के स्टेबलाइजर के साथ अंडे का आकार था। इसकी लंबाई
3.2 मीटर, व्यास 1.5 मीटर, वजन - 4.5 टन था।

6 अगस्त को, कर्नल तिब्बत के बी-29 एनोला गे बॉम्बर ने बड़े जापानी शहर हिरोशिमा पर "किड" गिराया। बम पैराशूट द्वारा गिराया गया था और जमीन से 600 मीटर की ऊंचाई पर, जैसा कि योजना बनाई गई थी, विस्फोट हो गया।

विस्फोट के परिणाम भयानक थे। खुद पायलटों पर भी, उनके द्वारा नष्ट किए गए शांतिपूर्ण शहर के दृश्य ने एक पल में निराशाजनक प्रभाव डाला। बाद में, उनमें से एक ने स्वीकार किया कि उन्होंने उस समय सबसे बुरी चीज देखी जो एक व्यक्ति देख सकता है।

जो लोग पृथ्वी पर थे, उनके लिए जो कुछ हो रहा था वह एक वास्तविक नर्क जैसा लग रहा था। सबसे पहले एक गर्मी की लहर हिरोशिमा के ऊपर से गुजरी। इसकी क्रिया कुछ ही क्षणों तक चली, लेकिन यह इतना शक्तिशाली था कि इसने ग्रेनाइट स्लैब में टाइल और क्वार्ट्ज क्रिस्टल को भी पिघला दिया, 4 किमी की दूरी पर टेलीफोन के खंभों को कोयले में बदल दिया और अंत में, मानव शरीर को इतना जला दिया कि केवल उनकी छाया रह गई फुटपाथ पर डामर या घरों की दीवारों पर। तभी आग के गोले के नीचे से हवा का एक राक्षसी झोंका फूट पड़ा और शहर के ऊपर 800 किमी / घंटा की गति से दौड़ा, अपने रास्ते में सब कुछ बहा ले गया। जो घर उसके भयंकर हमले का सामना नहीं कर सके, वे ऐसे ढह गए जैसे उन्हें काट दिया गया हो। 4 किमी के व्यास वाले एक विशाल घेरे में एक भी इमारत बरकरार नहीं रही। विस्फोट के कुछ मिनट बाद, शहर के ऊपर एक काली रेडियोधर्मी बारिश गिर गई - यह नमी वातावरण की ऊंची परतों में संघनित भाप में बदल गई और रेडियोधर्मी धूल के साथ मिश्रित बड़ी बूंदों के रूप में जमीन पर गिर गई।

बारिश के बाद शहर में हवा का एक नया झोंका आया, जो इस बार उपरिकेंद्र की दिशा में बह रहा है। वह पहले की तुलना में कमजोर था, लेकिन फिर भी पेड़ों को उखाड़ने के लिए काफी मजबूत था। हवा ने एक विशाल आग को हवा दी जिसमें जो कुछ भी जल सकता था वह जल रहा था। 76,000 इमारतों में से 55,000 पूरी तरह से नष्ट हो गए और जल गए। इस भयानक तबाही के चश्मदीदों ने लोगों-मशालों को याद किया, जिनसे जले हुए कपड़े जमीन पर गिरे थे, साथ ही त्वचा के टुकड़े, और व्याकुल लोगों की भीड़, भयानक जलन से ढँकी हुई थी, जो सड़कों पर चिल्लाते हुए दौड़ पड़े। हवा में जले हुए मानव मांस की दम घुटने वाली बदबू आ रही थी। लोग हर जगह लेटे हैं, मरे हुए और मर रहे हैं। बहुत से ऐसे थे जो अंधे और बहरे थे और चारों दिशाओं में ताक-झांक करते हुए, चारों ओर व्याप्त अराजकता में कुछ भी नहीं निकाल सकते थे।

दुर्भाग्यपूर्ण, जो 800 मीटर तक की दूरी पर उपरिकेंद्र से थे, शब्द के शाब्दिक अर्थ में एक दूसरे विभाजन में जल गए - उनके अंदरूनी भाग वाष्पित हो गए, और उनके शरीर धूम्रपान के कोयले की गांठ में बदल गए। उपरिकेंद्र से 1 किमी की दूरी पर स्थित, वे अत्यंत गंभीर रूप में विकिरण बीमारी से प्रभावित हुए थे। कुछ ही घंटों में उन्हें तेज उल्टी होने लगी, तापमान 39-40 डिग्री तक उछल गया, सांस लेने में तकलीफ और खून बहने लगा। फिर, त्वचा पर गैर-चिकित्सा अल्सर दिखाई दिए, रक्त की संरचना नाटकीय रूप से बदल गई, और बाल झड़ गए। भयानक पीड़ा के बाद, आमतौर पर दूसरे या तीसरे दिन, मृत्यु हुई।

कुल मिलाकर, विस्फोट और विकिरण बीमारी से लगभग 240 हजार लोग मारे गए। लगभग 160 हजार ने विकिरण बीमारी को हल्के रूप में प्राप्त किया - उनकी दर्दनाक मृत्यु में कई महीनों या वर्षों तक देरी हुई। जब पूरे देश में तबाही की खबर फैली, तो पूरा जापान डर से लकवाग्रस्त हो गया। मेजर स्वीनी के बॉक्स कार विमान द्वारा 9 अगस्त को नागासाकी पर दूसरा बम गिराए जाने के बाद यह और भी बढ़ गया। यहां कई लाख निवासी भी मारे गए और घायल हुए। नए हथियारों का विरोध करने में असमर्थ, जापानी सरकार ने आत्मसमर्पण कर दिया - परमाणु बम ने द्वितीय विश्व युद्ध को समाप्त कर दिया।

युद्ध खत्म हो गया है। यह केवल छह साल तक चला, लेकिन दुनिया और लोगों को लगभग मान्यता से परे बदलने में कामयाब रहा।

1939 से पहले की मानव सभ्यता और 1945 के बाद की मानव सभ्यता एक दूसरे से आश्चर्यजनक रूप से भिन्न हैं। इसके कई कारण हैं, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण में से एक परमाणु हथियारों का उदय है। यह अतिशयोक्ति के बिना कहा जा सकता है कि हिरोशिमा की छाया 20वीं शताब्दी के पूरे दूसरे भाग में पड़ी है। यह कई लाखों लोगों के लिए एक गहरी नैतिक जलन बन गया, दोनों जो इस तबाही के समकालीन थे और जो इसके दशकों बाद पैदा हुए थे। आधुनिक मनुष्य अब दुनिया के बारे में वैसा नहीं सोच सकता जैसा 6 अगस्त, 1945 से पहले सोचा जाता था - वह बहुत स्पष्ट रूप से समझता है कि यह दुनिया कुछ ही क्षणों में कुछ भी नहीं हो सकती है।

एक आधुनिक व्यक्ति युद्ध को नहीं देख सकता, जैसा कि उसके दादा और परदादा देखते थे - वह निश्चित रूप से जानता है कि यह युद्ध आखिरी होगा, और इसमें न तो विजेता होंगे और न ही हारने वाले। परमाणु हथियारों ने सार्वजनिक जीवन के सभी क्षेत्रों में अपनी छाप छोड़ी है, और आधुनिक सभ्यता साठ या अस्सी साल पहले के कानूनों के अनुसार नहीं रह सकती है। इसे स्वयं परमाणु बम के रचनाकारों से बेहतर कोई नहीं समझ सकता था।

"हमारे ग्रह के लोग" रॉबर्ट ओपेनहाइमर ने लिखा, एकजुट होना चाहिए। पिछले युद्ध द्वारा बोया गया भयावहता और विनाश हमें इस विचार को निर्देशित करता है। परमाणु बमों के विस्फोटों ने इसे पूरी क्रूरता के साथ साबित कर दिया। अन्य लोगों ने कभी-कभी इसी तरह के शब्द कहे हैं - केवल अन्य हथियारों और अन्य युद्धों के बारे में। वे सफल नहीं हुए। लेकिन आज जो भी कहता है कि ये शब्द बेकार हैं, वह इतिहास के उलटफेर से धोखा खा जाता है। हम इस पर यकीन नहीं कर सकते। हमारे श्रम के परिणाम मानवता के लिए एक एकीकृत दुनिया बनाने के अलावा और कोई विकल्प नहीं छोड़ते हैं। कानून और मानवतावाद पर आधारित दुनिया।"

परमाणु (परमाणु) हथियारों की उपस्थिति वस्तुनिष्ठ और व्यक्तिपरक कारकों के कारण थी। वस्तुतः, परमाणु हथियारों का निर्माण विज्ञान के तेजी से विकास के कारण हुआ, जो बीसवीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में भौतिकी के क्षेत्र में मौलिक खोजों के साथ शुरू हुआ। मुख्य व्यक्तिपरक कारक सैन्य-राजनीतिक स्थिति थी, जब हिटलर-विरोधी गठबंधन के राज्यों ने ऐसे शक्तिशाली हथियारों को विकसित करने के लिए एक अनकही दौड़ शुरू की। आज हम यह पता लगाएंगे कि परमाणु बम का आविष्कार किसने किया, यह दुनिया और सोवियत संघ में कैसे विकसित हुआ, और इसके उपकरण और इसके उपयोग के परिणामों से भी परिचित होंगे।

परमाणु बम का निर्माण

वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, दूर 1896 परमाणु बम के निर्माण का वर्ष था। यह तब था जब फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ए। बेकरेल ने यूरेनियम की रेडियोधर्मिता की खोज की थी। इसके बाद, यूरेनियम श्रृंखला प्रतिक्रिया को जबरदस्त ऊर्जा के स्रोत के रूप में देखा जाने लगा, और दुनिया में सबसे खतरनाक हथियार विकसित करना आसान हो गया। फिर भी, परमाणु बम का आविष्कार किसने किया, इस बारे में बात करते समय बेकरेल का उल्लेख शायद ही कभी किया जाता है।

अगले कुछ दशकों में, पूरी पृथ्वी के वैज्ञानिकों द्वारा अल्फा, बीटा और गामा किरणों की खोज की गई। उसी समय, बड़ी संख्या में रेडियोधर्मी समस्थानिकों की खोज की गई, रेडियोधर्मी क्षय का नियम तैयार किया गया, और परमाणु समरूपता के अध्ययन की शुरुआत की गई।

1940 के दशक में, वैज्ञानिकों ने न्यूरॉन और पॉज़िट्रॉन की खोज की, और पहली बार न्यूरॉन्स के अवशोषण के साथ, यूरेनियम परमाणु के नाभिक के विखंडन का प्रदर्शन किया। यह वह खोज थी जो इतिहास में एक महत्वपूर्ण मोड़ बन गई। 1939 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी फ्रेडेरिक जूलियट-क्यूरी ने दुनिया के पहले परमाणु बम का पेटेंट कराया, जिसे उन्होंने और उनकी पत्नी ने विशुद्ध रूप से वैज्ञानिक रुचि से विकसित किया था। यह जूलियट-क्यूरी है जिसे परमाणु बम का निर्माता माना जाता है, इस तथ्य के बावजूद कि वह विश्व शांति का कट्टर रक्षक था। 1955 में, आइंस्टीन, बॉर्न और कई अन्य प्रसिद्ध वैज्ञानिकों के साथ, उन्होंने पगवाश आंदोलन का आयोजन किया, जिसके सदस्यों ने शांति और निरस्त्रीकरण की वकालत की।

तेजी से विकसित होने वाले, परमाणु हथियार एक अभूतपूर्व सैन्य-राजनीतिक घटना बन गए हैं जो आपको इसके मालिक की सुरक्षा सुनिश्चित करने और अन्य हथियार प्रणालियों की क्षमताओं को कम करने की अनुमति देता है।

परमाणु बम कैसे बनता है?

संरचनात्मक रूप से, एक परमाणु बम में बड़ी संख्या में घटक होते हैं, जिनमें से मुख्य हैं केस और ऑटोमेशन। मामला स्वचालन और परमाणु चार्ज को यांत्रिक, थर्मल और अन्य प्रभावों से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। स्वचालन विस्फोट के समय मापदंडों को नियंत्रित करता है।

यह मिश्रण है:

1. आपातकालीन विध्वंस।
2. हथियार और सुरक्षा उपकरण।
3. शक्ति का स्रोत।
4. विभिन्न सेंसर।

हमले की जगह पर परमाणु बमों का परिवहन मिसाइलों (एंटी-एयरक्राफ्ट, बैलिस्टिक या क्रूज) की मदद से किया जाता है। परमाणु गोला बारूद एक लैंड माइन, टारपीडो, हवाई बम और अन्य तत्वों का हिस्सा हो सकता है। परमाणु बमों के लिए, विभिन्न विस्फोट प्रणालियों का उपयोग किया जाता है। सबसे सरल एक उपकरण है जिसमें एक प्रक्षेप्य एक लक्ष्य से टकराता है, जिससे एक सुपरक्रिटिकल द्रव्यमान बनता है, एक विस्फोट को उत्तेजित करता है।

परमाणु हथियार बड़े, मध्यम और छोटे कैलिबर के हो सकते हैं। विस्फोट की शक्ति आमतौर पर टीएनटी के संदर्भ में व्यक्त की जाती है। छोटे-कैलिबर परमाणु गोले में कई हजार टन टीएनटी की क्षमता होती है। मध्यम-कैलिबर वाले पहले से ही हजारों टन के अनुरूप होते हैं, और बड़े-कैलिबर की क्षमता लाखों टन तक पहुंच जाती है।

संचालन का सिद्धांत

परमाणु बम के संचालन का सिद्धांत परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया के दौरान जारी ऊर्जा के उपयोग पर आधारित है। इस प्रक्रिया के दौरान भारी कणों को विभाजित किया जाता है और हल्के कणों को संश्लेषित किया जाता है। जब एक परमाणु बम फटता है, तो एक छोटे से क्षेत्र में थोड़े समय में भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। इसीलिए ऐसे बमों को सामूहिक विनाश के हथियारों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

परमाणु विस्फोट के क्षेत्र में, दो प्रमुख क्षेत्र प्रतिष्ठित हैं: केंद्र और उपरिकेंद्र। विस्फोट के केंद्र में ऊर्जा मुक्त होने की प्रक्रिया सीधे होती है। उपरिकेंद्र इस प्रक्रिया का पृथ्वी या पानी की सतह पर प्रक्षेपण है। एक परमाणु विस्फोट की ऊर्जा, पृथ्वी पर प्रक्षेपित, भूकंपीय झटके पैदा कर सकती है जो काफी दूरी तक फैलती है। ये झटके विस्फोट के स्थान से कई सौ मीटर के दायरे में ही पर्यावरण को नुकसान पहुंचाते हैं।

प्रभावित करने वाले कारक

परमाणु हथियारों के निम्नलिखित नुकसान कारक हैं:

1. रेडियोधर्मी संदूषण।
2. प्रकाश उत्सर्जन।
3. सदमे की लहर।
4. विद्युत चुम्बकीय आवेग।
5. भेदक विकिरण।

परमाणु बम विस्फोट के परिणाम सभी जीवित चीजों के लिए हानिकारक होते हैं। भारी मात्रा में प्रकाश और ऊष्मा ऊर्जा की रिहाई के कारण, एक परमाणु प्रक्षेप्य का विस्फोट एक उज्ज्वल फ्लैश के साथ होता है। शक्ति की दृष्टि से यह फ्लैश सूर्य की किरणों से कई गुना अधिक तेज होता है, इसलिए विस्फोट स्थल से कई किलोमीटर के दायरे में प्रकाश और तापीय विकिरण की चपेट में आने का खतरा रहता है।

परमाणु हथियारों का एक और सबसे खतरनाक हानिकारक कारक विस्फोट के दौरान उत्पन्न विकिरण है। यह विस्फोट के एक मिनट बाद ही कार्य करता है, लेकिन इसमें अधिकतम भेदन शक्ति होती है।

शॉक वेव का सबसे मजबूत विनाशकारी प्रभाव होता है। वह सचमुच पृथ्वी के चेहरे से अपने रास्ते में आने वाली हर चीज को मिटा देती है। मर्मज्ञ विकिरण सभी जीवित प्राणियों के लिए खतरा बन गया है। मनुष्यों में, यह विकिरण बीमारी के विकास का कारण बनता है। खैर, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पल्स केवल तकनीक को नुकसान पहुंचाता है। एक साथ लिया जाए, तो परमाणु विस्फोट के हानिकारक कारकों में एक बड़ा खतरा होता है।

पहला परीक्षण

परमाणु बम के पूरे इतिहास में, अमेरिका ने इसके निर्माण में सबसे बड़ी दिलचस्पी दिखाई है। 1941 के अंत में, देश के नेतृत्व ने इस दिशा के लिए बड़ी मात्रा में धन और संसाधन आवंटित किए। प्रोजेक्ट मैनेजर रॉबर्ट ओपेनहाइमर थे, जिन्हें कई लोग परमाणु बम का निर्माता मानते हैं। वास्तव में, वह पहले व्यक्ति थे जो वैज्ञानिकों के विचार को जीवन में लाने में सक्षम थे। नतीजतन, 16 जुलाई, 1945 को न्यू मैक्सिको के रेगिस्तान में परमाणु बम का पहला परीक्षण हुआ। तब अमेरिका ने फैसला किया कि युद्ध को पूरी तरह खत्म करने के लिए उसे नाजी जर्मनी के सहयोगी जापान को हराने की जरूरत है। पेंटागन ने पहले परमाणु हमलों के लिए जल्दी से लक्ष्य चुना, जो अमेरिकी हथियारों की शक्ति का एक ज्वलंत उदाहरण माना जाता था।

6 अगस्त, 1945 को हिरोशिमा शहर पर अमेरिकी परमाणु बम, जिसे सनकी रूप से "बेबी" कहा जाता था, गिराया गया था। शॉट एकदम सही निकला - बम जमीन से 200 मीटर की ऊंचाई पर फट गया, जिससे इसकी ब्लास्ट वेव ने शहर को भयानक नुकसान पहुंचाया। केंद्र से दूर के इलाकों में चारकोल के चूल्हे पलट गए, जिससे भीषण आग लग गई।

तेज चमक के बाद हीट वेव आई, जो 4 सेकंड की कार्रवाई में घरों की छतों पर टाइलों को पिघलाने और टेलीग्राफ के खंभों को भस्म करने में कामयाब रही। हीट वेव के बाद शॉक वेव आया। शहर में करीब 800 किमी/घंटा की रफ्तार से बहने वाली हवा ने अपने रास्ते में आने वाली हर चीज को तहस-नहस कर दिया। विस्फोट से पहले शहर में स्थित 76,000 इमारतों में से लगभग 70,000 पूरी तरह से नष्ट हो गए थे।विस्फोट के कुछ मिनट बाद ही आसमान से बारिश होने लगी, जिसकी बड़ी-बड़ी बूंदें काली थीं। भारी मात्रा में घनीभूत, भाप और राख से मिलकर वातावरण की ठंडी परतों में बनने के कारण बारिश हुई।

विस्फोट स्थल से 800 मीटर के दायरे में आग के गोले की चपेट में आए लोग धूल में बदल गए। जो लोग विस्फोट से थोड़ा आगे थे, उनकी त्वचा जल गई थी, जिसके अवशेष सदमे की लहर से फट गए थे। काली रेडियोधर्मी बारिश ने जीवित बचे लोगों की त्वचा पर लाइलाज जलन छोड़ दी। जो लोग चमत्कारिक ढंग से भागने में सफल हो गए, उनमें विकिरण बीमारी के लक्षण दिखाई देने लगे: मतली, बुखार और कमजोरी के लक्षण।

हिरोशिमा पर बमबारी के तीन दिन बाद, अमेरिका ने एक और जापानी शहर - नागासाकी पर हमला किया। दूसरे विस्फोट के पहले के समान विनाशकारी परिणाम थे।

कुछ ही सेकंड में, दो परमाणु बमों ने सैकड़ों हजारों लोगों की जान ले ली। सदमे की लहर ने व्यावहारिक रूप से हिरोशिमा को पृथ्वी के चेहरे से मिटा दिया। आधे से अधिक स्थानीय निवासियों (लगभग 240 हजार लोग) की चोटों से तुरंत मृत्यु हो गई। नागासाकी शहर में विस्फोट से करीब 73 हजार लोगों की मौत हो गई। जो बच गए उनमें से कई गंभीर विकिरण के संपर्क में थे, जिससे बांझपन, विकिरण बीमारी और कैंसर हुआ। नतीजतन, कुछ बचे लोगों की भयानक पीड़ा में मृत्यु हो गई। हिरोशिमा और नागासाकी में परमाणु बम के उपयोग ने इन हथियारों की भयानक शक्ति का चित्रण किया।

आप और मैं पहले से ही जानते हैं कि परमाणु बम का आविष्कार किसने किया, यह कैसे काम करता है और इसके क्या परिणाम हो सकते हैं। अब हम यह पता लगाएंगे कि यूएसएसआर में परमाणु हथियारों के साथ चीजें कैसी थीं।

जापानी शहरों पर बमबारी के बाद, आई.वी. स्टालिन ने महसूस किया कि सोवियत परमाणु बम का निर्माण राष्ट्रीय सुरक्षा का मामला था। 20 अगस्त, 1945 को यूएसएसआर में एल। बेरिया की अध्यक्षता में परमाणु ऊर्जा पर एक समिति बनाई गई थी।

यह ध्यान देने योग्य है कि इस दिशा में सोवियत संघ में 1918 से काम किया जा रहा है, और 1938 में विज्ञान अकादमी में परमाणु नाभिक पर एक विशेष आयोग बनाया गया था। द्वितीय विश्व युद्ध के फैलने के साथ, इस दिशा में सभी कार्य ठप हो गए थे।

1943 में, यूएसएसआर के खुफिया अधिकारियों ने इंग्लैंड से परमाणु ऊर्जा के क्षेत्र में बंद वैज्ञानिक कार्यों की सामग्री सौंपी। इन सामग्रियों से पता चलता है कि परमाणु बम बनाने पर विदेशी वैज्ञानिकों का काम गंभीर रूप से आगे बढ़ गया है। उसी समय, अमेरिकी निवासियों ने अमेरिकी परमाणु अनुसंधान के मुख्य केंद्रों में विश्वसनीय सोवियत एजेंटों की शुरूआत की सुविधा प्रदान की। एजेंटों ने सोवियत वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को नए विकास के बारे में जानकारी प्रेषित की।

तकनीकी कार्य

जब 1945 में सोवियत परमाणु बम बनाने का मुद्दा लगभग प्राथमिकता बन गया, तो परियोजना के नेताओं में से एक, यू। खारिटन ​​ने प्रक्षेप्य के दो संस्करणों को विकसित करने की योजना तैयार की। 1 जून, 1946 को शीर्ष नेतृत्व द्वारा योजना पर हस्ताक्षर किए गए।

कार्य के अनुसार, डिजाइनरों को दो मॉडलों का एक आरडीएस (विशेष जेट इंजन) बनाना था:

1. आरडीएस-1. प्लूटोनियम आवेश वाला एक बम जो गोलाकार संपीड़न द्वारा विस्फोटित होता है। डिवाइस अमेरिकियों से उधार लिया गया था।
2. आरडीएस-2। दो यूरेनियम आवेशों वाला एक तोप बम एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक पहुँचने से पहले तोप के बैरल में अभिसरण करता है।

कुख्यात आरडीएस के इतिहास में, सबसे आम, यद्यपि विनोदी, सूत्रीकरण "रूस इसे स्वयं करता है" वाक्यांश था। इसका आविष्कार यू। खारीटोन के डिप्टी, के। शेल्किन ने किया था। यह वाक्यांश बहुत सटीक रूप से काम के सार को बताता है, कम से कम RDS-2 के लिए।

जब अमेरिका को पता चला कि सोवियत संघ के पास परमाणु हथियार बनाने का रहस्य है, तो वह जल्द से जल्द निवारक युद्ध को आगे बढ़ाने के लिए उत्सुक हो गया। 1949 की गर्मियों में, ट्रॉयन योजना दिखाई दी, जिसके अनुसार 1 जनवरी, 1950 को यूएसएसआर के खिलाफ शत्रुता शुरू करने की योजना बनाई गई थी। फिर हमले की तारीख को 1957 की शुरुआत में स्थानांतरित कर दिया गया, लेकिन इस शर्त पर कि सभी नाटो देश इसमें शामिल हों।

परीक्षण

जब खुफिया चैनलों के माध्यम से यूएसएसआर को अमेरिका की योजनाओं के बारे में जानकारी मिली, तो सोवियत वैज्ञानिकों के काम में काफी तेजी आई। पश्चिमी विशेषज्ञों का मानना ​​​​था कि यूएसएसआर में परमाणु हथियार 1954-1955 से पहले नहीं बनाए जाएंगे। वास्तव में, यूएसएसआर में पहले परमाणु बम का परीक्षण अगस्त 1949 में ही हो चुका था। 29 अगस्त को, RDS-1 डिवाइस को सेमलिपाल्टिंस्क के प्रशिक्षण मैदान में उड़ा दिया गया था। कुरचटोव इगोर वासिलीविच के नेतृत्व में वैज्ञानिकों की एक बड़ी टीम ने इसके निर्माण में भाग लिया। चार्ज का डिज़ाइन अमेरिकियों का था, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण खरोंच से बनाए गए थे। यूएसएसआर में पहला परमाणु बम 22 kt की शक्ति के साथ फटा।

एक जवाबी हमले की संभावना के कारण, ट्रॉयन योजना, जिसमें 70 सोवियत शहरों पर परमाणु हमला शामिल था, को विफल कर दिया गया था। सेमीप्लाटिंस्क में परीक्षण ने परमाणु हथियारों के कब्जे पर अमेरिकी एकाधिकार के अंत को चिह्नित किया। इगोर वासिलीविच कुरचटोव के आविष्कार ने अमेरिका और नाटो की सैन्य योजनाओं को पूरी तरह से नष्ट कर दिया और एक और विश्व युद्ध के विकास को रोक दिया। इस प्रकार पृथ्वी पर शांति का युग शुरू हुआ, जो पूर्ण विनाश के खतरे में मौजूद है।

दुनिया का "परमाणु क्लब"

आज तक, न केवल अमेरिका और रूस के पास परमाणु हथियार हैं, बल्कि कई अन्य राज्य भी हैं। ऐसे हथियारों के मालिक देशों के समूह को सशर्त रूप से "परमाणु क्लब" कहा जाता है।

इसमें शामिल है:

1. अमेरिका (1945 से)।
2. यूएसएसआर, और अब रूस (1949 से)।
3. इंग्लैंड (1952 से)।
4. फ्रांस (1960 से)।
5. चीन (1964 से)।
6. भारत (1974 से)।
7. पाकिस्तान (1998 से)।
8. कोरिया (2006 से)।

इज़राइल के पास भी परमाणु हथियार हैं, हालांकि देश का नेतृत्व उनके अस्तित्व पर टिप्पणी करने से इनकार करता है। इसके अलावा, नाटो देशों (इटली, जर्मनी, तुर्की, बेल्जियम, नीदरलैंड, कनाडा) और सहयोगियों (जापान, दक्षिण कोरिया, आधिकारिक इनकार के बावजूद) के क्षेत्र में अमेरिकी परमाणु हथियार हैं।

यूक्रेन, बेलारूस और कजाकिस्तान, जिनके पास यूएसएसआर के कुछ परमाणु हथियार थे, ने संघ के पतन के बाद अपने बम रूस को स्थानांतरित कर दिए। वह यूएसएसआर के परमाणु शस्त्रागार की एकमात्र उत्तराधिकारी बनीं।

निष्कर्ष

आज हमने जाना कि परमाणु बम का आविष्कार किसने किया और यह क्या है। उपरोक्त को सारांशित करते हुए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि आज परमाणु हथियार वैश्विक राजनीति का सबसे शक्तिशाली उपकरण हैं, जो देशों के बीच संबंधों में मजबूती से अंतर्निहित हैं। एक ओर, यह एक प्रभावी निवारक है, और दूसरी ओर, यह सैन्य टकराव को रोकने और राज्यों के बीच शांतिपूर्ण संबंधों को मजबूत करने के लिए एक ठोस तर्क है। परमाणु हथियार एक पूरे युग का प्रतीक हैं, जिन्हें विशेष रूप से सावधानीपूर्वक संभालने की आवश्यकता है।

उपकरण और संचालन का सिद्धांत एक आत्मनिर्भर परमाणु प्रतिक्रिया के आरंभ और नियंत्रण पर आधारित है। इसका उपयोग अनुसंधान उपकरण के रूप में, रेडियोधर्मी समस्थानिकों के उत्पादन के लिए और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है।

कार्य सिद्धांत (संक्षेप में)

यहां, एक प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है जिसमें एक भारी नाभिक दो छोटे टुकड़ों में टूट जाता है। ये टुकड़े अत्यधिक उत्तेजित अवस्था में होते हैं और न्यूट्रॉन, अन्य उप-परमाणु कणों और फोटॉन का उत्सर्जन करते हैं। न्यूट्रॉन नए विखंडन का कारण बन सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अधिक न्यूट्रॉन उत्सर्जित होते हैं, और इसी तरह। विभाजनों की ऐसी सतत आत्मनिर्भर श्रृंखला को श्रृंखला अभिक्रिया कहा जाता है। इस मामले में, बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जिसका उत्पादन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के उपयोग का उद्देश्य है।

परमाणु रिएक्टर के संचालन का सिद्धांत ऐसा है कि लगभग 85% विखंडन ऊर्जा प्रतिक्रिया शुरू होने के बाद बहुत कम समय के भीतर जारी की जाती है। शेष न्यूट्रॉन उत्सर्जित करने के बाद विखंडन उत्पादों के रेडियोधर्मी क्षय द्वारा निर्मित होता है। रेडियोधर्मी क्षय वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक परमाणु अधिक स्थिर अवस्था में पहुँच जाता है। यह विभाजन के पूरा होने के बाद भी जारी है।

एक परमाणु बम में, श्रृंखला प्रतिक्रिया तीव्रता में बढ़ जाती है जब तक कि अधिकांश सामग्री विभाजित नहीं हो जाती। यह बहुत जल्दी होता है, जिससे ऐसे बमों की विशेषता वाले अत्यंत शक्तिशाली विस्फोट होते हैं। परमाणु रिएक्टर के संचालन का उपकरण और सिद्धांत एक नियंत्रित, लगभग स्थिर स्तर पर एक श्रृंखला प्रतिक्रिया बनाए रखने पर आधारित है। इसे इस तरह से डिजाइन किया गया है कि यह परमाणु बम की तरह फट न सके।

श्रृंखला प्रतिक्रिया और महत्वपूर्णता

परमाणु विखंडन रिएक्टर की भौतिकी यह है कि श्रृंखला प्रतिक्रिया न्यूट्रॉन के उत्सर्जन के बाद परमाणु विखंडन की संभावना से निर्धारित होती है। यदि बाद की जनसंख्या कम हो जाती है, तो विखंडन दर अंततः शून्य हो जाएगी। इस मामले में, रिएक्टर एक सबक्रिटिकल स्थिति में होगा। यदि न्यूट्रॉनों की जनसंख्या स्थिर स्तर पर बनी रहे, तो विखंडन दर स्थिर रहेगी। रिएक्टर की हालत गंभीर होगी। और अंत में, यदि समय के साथ न्यूट्रॉन की जनसंख्या बढ़ती है, तो विखंडन दर और शक्ति में वृद्धि होगी। कोर की स्थिति सुपरक्रिटिकल हो जाएगी।

परमाणु रिएक्टर के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है। इसके प्रक्षेपण से पहले, न्यूट्रॉन की आबादी शून्य के करीब है। ऑपरेटर तब कोर से कंट्रोल रॉड्स को हटाते हैं, जिससे परमाणु विखंडन बढ़ता है, जो अस्थायी रूप से रिएक्टर को सुपरक्रिटिकल स्थिति में रखता है। नाममात्र शक्ति तक पहुंचने के बाद, ऑपरेटर न्यूट्रॉन की संख्या को समायोजित करते हुए, नियंत्रण छड़ को आंशिक रूप से वापस कर देते हैं। भविष्य में, रिएक्टर को एक महत्वपूर्ण स्थिति में बनाए रखा जाता है। जब इसे रोकने की आवश्यकता होती है, तो ऑपरेटर पूरी तरह से छड़ें डालते हैं। यह विखंडन को दबाता है और कोर को एक सबक्रिटिकल स्थिति में लाता है।

रिएक्टर प्रकार

दुनिया के अधिकांश परमाणु प्रतिष्ठान ऊर्जा पैदा करने वाले हैं, जो विद्युत ऊर्जा के जनरेटर को चलाने वाले टर्बाइनों को घुमाने के लिए आवश्यक गर्मी पैदा करते हैं। कई शोध रिएक्टर भी हैं, और कुछ देशों में परमाणु ऊर्जा से चलने वाली पनडुब्बियां या सतह के जहाज हैं।

बिजली संयंत्रों

इस प्रकार के कई प्रकार के रिएक्टर हैं, लेकिन हल्के पानी के डिजाइन को व्यापक अनुप्रयोग मिला है। बदले में, यह दबाव वाले पानी या उबलते पानी का उपयोग कर सकता है। पहले मामले में, उच्च दबाव में तरल कोर की गर्मी से गर्म होता है और भाप जनरेटर में प्रवेश करता है। वहां, प्राथमिक सर्किट से गर्मी को माध्यमिक में स्थानांतरित किया जाता है, जिसमें पानी भी होता है। अंततः उत्पन्न भाप भाप टरबाइन चक्र में कार्यशील द्रव के रूप में कार्य करती है।

क्वथनांक प्रकार का रिएक्टर प्रत्यक्ष ऊर्जा चक्र के सिद्धांत पर कार्य करता है। सक्रिय क्षेत्र से गुजरने वाले पानी को औसत दबाव स्तर पर उबाल लाया जाता है। संतृप्त भाप रिएक्टर पोत में स्थित विभाजकों और ड्रायरों की एक श्रृंखला से होकर गुजरती है, जो इसे अत्यधिक गर्म अवस्था में लाती है। फिर टर्बाइन को चालू करने के लिए सुपरहीटेड जल ​​वाष्प का उपयोग कार्यशील द्रव के रूप में किया जाता है।

उच्च तापमान गैस ठंडा

एक उच्च तापमान गैस-कूल्ड रिएक्टर (एचटीजीआर) एक परमाणु रिएक्टर है जिसका संचालन सिद्धांत ईंधन के रूप में ग्रेफाइट और ईंधन माइक्रोस्फीयर के मिश्रण के उपयोग पर आधारित है। दो प्रतिस्पर्धी डिजाइन हैं:

• जर्मन "भरण" प्रणाली, जो 60 मिमी गोलाकार ईंधन तत्वों का उपयोग करती है, जो ग्रेफाइट शेल में ग्रेफाइट और ईंधन का मिश्रण है;
• ग्रेफाइट हेक्सागोनल प्रिज्म के रूप में एक अमेरिकी संस्करण जो एक सक्रिय क्षेत्र बनाने के लिए इंटरलॉक करता है।

दोनों ही मामलों में, शीतलक में लगभग 100 वायुमंडल के दबाव में हीलियम होता है। जर्मन प्रणाली में, हीलियम गोलाकार ईंधन तत्वों की परत में अंतराल से गुजरता है, और अमेरिकी प्रणाली में, रिएक्टर के मध्य क्षेत्र की धुरी के साथ स्थित ग्रेफाइट प्रिज्म में छेद के माध्यम से। दोनों विकल्प बहुत अधिक तापमान पर काम कर सकते हैं, क्योंकि ग्रेफाइट में अत्यधिक उच्च बनाने की क्रिया का तापमान होता है, जबकि हीलियम पूरी तरह से रासायनिक रूप से निष्क्रिय होता है। गर्म हीलियम का उपयोग सीधे उच्च तापमान पर गैस टरबाइन में काम कर रहे तरल पदार्थ के रूप में किया जा सकता है, या इसकी गर्मी का उपयोग जल चक्र में भाप उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

तरल धातु और कार्य सिद्धांत

1960 और 1970 के दशक में सोडियम-कूल्ड फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टरों ने बहुत ध्यान आकर्षित किया। तब ऐसा लगा कि तेजी से विकसित हो रहे परमाणु उद्योग के लिए ईंधन के उत्पादन के लिए निकट भविष्य में प्रजनन की उनकी क्षमता आवश्यक थी। 1980 के दशक में जब यह स्पष्ट हो गया कि यह अपेक्षा अवास्तविक है, तो उत्साह फीका पड़ गया। हालाँकि, संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस, फ्रांस, ग्रेट ब्रिटेन, जापान और जर्मनी में इस प्रकार के कई रिएक्टर बनाए गए हैं। उनमें से ज्यादातर यूरेनियम डाइऑक्साइड या प्लूटोनियम डाइऑक्साइड के साथ इसके मिश्रण पर चलते हैं। हालांकि, संयुक्त राज्य अमेरिका में सबसे बड़ी सफलता धातु प्रणोदकों के साथ रही है।

कैंडु

कनाडा ने अपने प्रयासों को उन रिएक्टरों पर केंद्रित किया है जो प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करते हैं। यह अन्य देशों की सेवाओं का सहारा लेने के लिए इसके संवर्धन की आवश्यकता को समाप्त करता है। इस नीति का परिणाम ड्यूटेरियम-यूरेनियम रिएक्टर (CANDU) था। इसमें नियंत्रण और शीतलन भारी जल द्वारा किया जाता है। परमाणु रिएक्टर के संचालन का उपकरण और सिद्धांत वायुमंडलीय दबाव पर ठंडे डी 2 ओ के साथ एक टैंक का उपयोग करना है। प्राकृतिक यूरेनियम ईंधन के साथ जिरकोनियम मिश्र धातु से बने पाइप द्वारा कोर को छेद दिया जाता है, जिसके माध्यम से भारी पानी इसे ठंडा करता है। भारी पानी में विखंडन की गर्मी को शीतलक में स्थानांतरित करके बिजली का उत्पादन किया जाता है जो भाप जनरेटर के माध्यम से परिचालित होता है। द्वितीयक परिपथ में भाप तब एक पारंपरिक टरबाइन चक्र से होकर गुजरती है।

अनुसंधान सुविधाएं

वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए, एक परमाणु रिएक्टर का सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है, जिसके संचालन का सिद्धांत असेंबली के रूप में जल शीतलन और प्लेट जैसे यूरेनियम ईंधन तत्वों का उपयोग होता है। कुछ किलोवाट से लेकर सैकड़ों मेगावाट तक बिजली स्तरों की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम करने में सक्षम। चूंकि बिजली उत्पादन अनुसंधान रिएक्टरों का मुख्य कार्य नहीं है, इसलिए उन्हें कोर में उत्पन्न थर्मल ऊर्जा, घनत्व और न्यूट्रॉन की नाममात्र ऊर्जा की विशेषता है। ये पैरामीटर हैं जो विशिष्ट सर्वेक्षण करने के लिए एक शोध रिएक्टर की क्षमता को मापने में मदद करते हैं। कम पावर सिस्टम आमतौर पर विश्वविद्यालयों में शिक्षण के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि सामग्री और प्रदर्शन परीक्षण और सामान्य शोध के लिए अनुसंधान प्रयोगशालाओं में उच्च शक्ति की आवश्यकता होती है।

सबसे आम अनुसंधान परमाणु रिएक्टर, जिसकी संरचना और संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है। इसका सक्रिय क्षेत्र पानी के एक बड़े गहरे पूल के तल पर स्थित है। यह चैनलों के अवलोकन और प्लेसमेंट को सरल करता है जिसके माध्यम से न्यूट्रॉन बीम को निर्देशित किया जा सकता है। कम बिजली के स्तर पर, शीतलक से खून बहने की कोई आवश्यकता नहीं है, क्योंकि शीतलक का प्राकृतिक संवहन एक सुरक्षित संचालन स्थिति बनाए रखने के लिए पर्याप्त गर्मी अपव्यय प्रदान करता है। हीट एक्सचेंजर आमतौर पर सतह पर या पूल के शीर्ष पर स्थित होता है जहां गर्म पानी जमा होता है।

जहाज स्थापना

परमाणु रिएक्टरों का मूल और मुख्य अनुप्रयोग पनडुब्बियों में उनका उपयोग है। उनका मुख्य लाभ यह है कि, जीवाश्म ईंधन दहन प्रणालियों के विपरीत, उन्हें बिजली उत्पन्न करने के लिए हवा की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए, एक परमाणु पनडुब्बी लंबे समय तक जलमग्न रह सकती है, जबकि एक पारंपरिक डीजल-इलेक्ट्रिक पनडुब्बी को हवा में अपने इंजन शुरू करने के लिए समय-समय पर सतह पर उठना चाहिए। नौसैनिक जहाजों को रणनीतिक लाभ देता है। इसके लिए धन्यवाद, विदेशी बंदरगाहों या आसानी से कमजोर टैंकरों से ईंधन भरने की आवश्यकता नहीं है।

पनडुब्बी पर परमाणु रिएक्टर के संचालन के सिद्धांत को वर्गीकृत किया गया है। हालांकि, यह ज्ञात है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में यह अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करता है, और धीमा और ठंडा पानी हल्के पानी द्वारा किया जाता है। परमाणु पनडुब्बी यूएसएस नॉटिलस के पहले रिएक्टर का डिजाइन शक्तिशाली अनुसंधान सुविधाओं से काफी प्रभावित था। इसकी अनूठी विशेषताएं एक बहुत बड़ा प्रतिक्रियाशीलता मार्जिन है, जो बिना ईंधन भरने के लंबे समय तक संचालन सुनिश्चित करता है और एक स्टॉप के बाद पुनरारंभ करने की क्षमता सुनिश्चित करता है। पता लगाने से बचने के लिए उप में पावर स्टेशन बहुत शांत होना चाहिए। पनडुब्बियों के विभिन्न वर्गों की विशिष्ट जरूरतों को पूरा करने के लिए, बिजली संयंत्रों के विभिन्न मॉडल बनाए गए।

अमेरिकी नौसेना के विमानवाहक पोत एक परमाणु रिएक्टर का उपयोग करते हैं, जिसके सिद्धांत को सबसे बड़ी पनडुब्बियों से उधार लिया गया माना जाता है। उनके डिजाइन का विवरण भी प्रकाशित नहीं किया गया है।

संयुक्त राज्य अमेरिका के अलावा, ब्रिटेन, फ्रांस, रूस, चीन और भारत के पास परमाणु पनडुब्बी हैं। प्रत्येक मामले में, डिजाइन का खुलासा नहीं किया गया था, लेकिन यह माना जाता है कि वे सभी बहुत समान हैं - यह उनकी तकनीकी विशेषताओं के लिए समान आवश्यकताओं का परिणाम है। रूस के पास एक छोटा बेड़ा भी है जो सोवियत पनडुब्बियों के समान रिएक्टरों से लैस है।

औद्योगिक संयंत्र

उत्पादन उद्देश्यों के लिए, एक परमाणु रिएक्टर का उपयोग किया जाता है, जिसके संचालन का सिद्धांत निम्न स्तर के ऊर्जा उत्पादन के साथ उच्च उत्पादकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि कोर में प्लूटोनियम के लंबे समय तक रहने से अवांछित 240 पु का संचय होता है।

ट्रिटियम उत्पादन

वर्तमान में, ट्रिटियम (3 एच या टी) ऐसी प्रणालियों द्वारा उत्पादित मुख्य सामग्री है - प्लूटोनियम -239 के लिए चार्ज 24,100 वर्षों का लंबा आधा जीवन है, इसलिए इस तत्व का उपयोग करने वाले परमाणु हथियारों वाले देशों में यह अधिक है ज़रूरी। 239 पु के विपरीत, ट्रिटियम का आधा जीवन लगभग 12 वर्ष है। इस प्रकार, आवश्यक आपूर्ति बनाए रखने के लिए, हाइड्रोजन के इस रेडियोधर्मी समस्थानिक का निरंतर उत्पादन किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, सवाना नदी, दक्षिण कैरोलिना, ट्रिटियम का उत्पादन करने वाले कई भारी जल रिएक्टरों का संचालन करती है।

अस्थायी बिजली इकाइयाँ

परमाणु रिएक्टर बनाए गए हैं जो दूरस्थ पृथक क्षेत्रों में बिजली और भाप हीटिंग प्रदान कर सकते हैं। रूस में, उदाहरण के लिए, आर्कटिक समुदायों की सेवा के लिए विशेष रूप से डिजाइन किए गए छोटे बिजली संयंत्रों का उपयोग पाया गया है। चीन में, एक 10 मेगावाट एचटीआर-10 संयंत्र अनुसंधान संस्थान को गर्मी और बिजली की आपूर्ति करता है जहां यह स्थित है। स्वीडन और कनाडा में समान क्षमता वाले छोटे नियंत्रित रिएक्टर विकसित किए जा रहे हैं। 1960 और 1972 के बीच, अमेरिकी सेना ने ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में दूरदराज के ठिकानों को बिजली देने के लिए कॉम्पैक्ट वाटर रिएक्टरों का इस्तेमाल किया। उनकी जगह तेल से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने ले ली।

अंतरिक्ष की खोज

इसके अलावा, बाहरी अंतरिक्ष में बिजली की आपूर्ति और आवाजाही के लिए रिएक्टर विकसित किए गए हैं। 1967 और 1988 के बीच, सोवियत संघ ने बिजली उपकरण और टेलीमेट्री के लिए कोस्मोस उपग्रहों पर छोटे परमाणु प्रतिष्ठान स्थापित किए, लेकिन यह नीति आलोचना का लक्ष्य बन गई। इनमें से कम से कम एक उपग्रह ने पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश किया, जिसके परिणामस्वरूप कनाडा के दूरदराज के क्षेत्रों में रेडियोधर्मी संदूषण हुआ। 1965 में संयुक्त राज्य अमेरिका ने केवल एक परमाणु-संचालित उपग्रह लॉन्च किया। हालांकि, गहरी अंतरिक्ष उड़ानों, अन्य ग्रहों की मानवयुक्त खोज या स्थायी चंद्र आधार पर उनके उपयोग के लिए परियोजनाएं विकसित की जा रही हैं। यह आवश्यक रूप से एक गैस-कूल्ड या तरल-धातु परमाणु रिएक्टर होगा, जिसके भौतिक सिद्धांत रेडिएटर के आकार को कम करने के लिए आवश्यक उच्चतम संभव तापमान प्रदान करेंगे। इसके अलावा, अंतरिक्ष यान रिएक्टर को परिरक्षण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री की मात्रा को कम करने और लॉन्च और स्पेसफ्लाइट के दौरान वजन कम करने के लिए यथासंभव कॉम्पैक्ट होना चाहिए। ईंधन की आपूर्ति अंतरिक्ष उड़ान की पूरी अवधि के लिए रिएक्टर के संचालन को सुनिश्चित करेगी।

उत्तर कोरिया प्रशांत क्षेत्र में सुपर-शक्तिशाली हाइड्रोजन बम परीक्षण के साथ अमेरिका को धमकी दे रहा है। जापान, जो परीक्षणों से पीड़ित हो सकता था, ने उत्तर कोरिया की योजनाओं को बिल्कुल अस्वीकार्य बताया। राष्ट्रपति डोनाल्ड ट्रम्प और किम जोंग-उन साक्षात्कार में शपथ लेते हैं और खुले सैन्य संघर्ष के बारे में बात करते हैं। जो लोग परमाणु हथियारों को नहीं समझते हैं, लेकिन विषय में रहना चाहते हैं, उनके लिए "फ्यूचरिस्ट" ने एक गाइड संकलित किया है।

परमाणु हथियार कैसे काम करते हैं?

डायनामाइट की एक नियमित छड़ी की तरह, परमाणु बम ऊर्जा का उपयोग करता है। केवल यह एक आदिम रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान नहीं, बल्कि जटिल परमाणु प्रक्रियाओं में जारी किया जाता है। परमाणु से परमाणु ऊर्जा निकालने के दो मुख्य तरीके हैं। पर परमाणु विखंडन एक परमाणु का नाभिक न्यूट्रॉन के साथ दो छोटे टुकड़ों में विभाजित हो जाता है। परमाणु संलयन - वह प्रक्रिया जिसके द्वारा सूर्य ऊर्जा उत्पन्न करता है - इसमें दो छोटे परमाणुओं को मिलाकर एक बड़ा परमाणु बनाया जाता है। किसी भी प्रक्रिया, विखंडन या संलयन में, बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा और विकिरण निकलता है। इस पर निर्भर करते हुए कि परमाणु विखंडन या संलयन का उपयोग किया जाता है, बमों को विभाजित किया जाता है परमाणु (परमाणु) और थर्मान्यूक्लीयर .

क्या आप परमाणु विखंडन के बारे में विस्तार से बता सकते हैं?

हिरोशिमा पर परमाणु बम विस्फोट (1945)

जैसा कि आपको याद है, एक परमाणु तीन प्रकार के उप-परमाणु कणों से बना होता है: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन। परमाणु के केंद्र को कहा जाता है सार , प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना है। प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, इलेक्ट्रॉन ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं, और न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता है। प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन अनुपात हमेशा एक से एक होता है, इसलिए पूरे परमाणु में एक तटस्थ चार्ज होता है। उदाहरण के लिए, एक कार्बन परमाणु में छह प्रोटॉन और छह इलेक्ट्रॉन होते हैं। कण एक मौलिक बल द्वारा आपस में जुड़े रहते हैं - मजबूत परमाणु बल .

एक परमाणु के गुण बहुत भिन्न हो सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि इसमें कितने अलग-अलग कण हैं। यदि आप प्रोटॉन की संख्या बदलते हैं, तो आपके पास एक अलग रासायनिक तत्व होगा। यदि आप न्यूट्रॉन की संख्या बदलते हैं, तो आपको मिलता है आइसोटोप वही तत्व जो आपके हाथ में है। उदाहरण के लिए, कार्बन के तीन समस्थानिक होते हैं: 1) कार्बन-12 (छह प्रोटॉन + छह न्यूट्रॉन), तत्व का एक स्थिर और बार-बार होने वाला रूप, 2) कार्बन-13 (छह प्रोटॉन + सात न्यूट्रॉन), जो स्थिर लेकिन दुर्लभ है, और 3) कार्बन -14 (छह प्रोटॉन + आठ न्यूट्रॉन), जो दुर्लभ और अस्थिर (या रेडियोधर्मी) है।

अधिकांश परमाणु नाभिक स्थिर होते हैं, लेकिन कुछ अस्थिर (रेडियोधर्मी) होते हैं। ये नाभिक अनायास ही ऐसे कणों का उत्सर्जन करते हैं जिन्हें वैज्ञानिक विकिरण कहते हैं। इस प्रक्रिया को कहा जाता है रेडियोधर्मी क्षय . क्षय तीन प्रकार का होता है:

अल्फा क्षय : नाभिक एक अल्फा कण को ​​बाहर निकालता है - दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन एक साथ बंधे होते हैं। बीटा क्षय : न्यूट्रॉन एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटीन्यूट्रिनो में बदल जाता है। उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन एक बीटा कण है। सहज विभाजन: नाभिक कई भागों में टूट जाता है और न्यूट्रॉन का उत्सर्जन करता है, और विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा की एक नाड़ी - एक गामा किरण भी उत्सर्जित करता है। यह बाद के प्रकार का क्षय है जिसका उपयोग परमाणु बम में किया जाता है। विखंडन द्वारा उत्सर्जित मुक्त न्यूट्रॉन प्रारंभ श्रृंखला अभिक्रिया जो भारी मात्रा में ऊर्जा छोड़ता है।

परमाणु बम किससे बने होते हैं?

इन्हें यूरेनियम-235 और प्लूटोनियम-239 से बनाया जा सकता है। यूरेनियम प्रकृति में तीन समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में पाया जाता है: 238U (प्राकृतिक यूरेनियम का 99.2745%), 235U (0.72%) और 234U (0.0055%)। सबसे आम 238 यू एक श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन नहीं करता है: केवल 235 यू इसके लिए सक्षम है। अधिकतम विस्फोट शक्ति प्राप्त करने के लिए, यह आवश्यक है कि बम की "भराई" में 235 यू की सामग्री कम से कम 80% हो। इसलिए यूरेनियम कृत्रिम रूप से गिरता है समृद्ध . ऐसा करने के लिए, यूरेनियम समस्थानिकों के मिश्रण को दो भागों में विभाजित किया जाता है ताकि उनमें से एक में 235 U से अधिक हो।

आमतौर पर जब समस्थानिकों को अलग किया जाता है, तो बहुत अधिक मात्रा में यूरेनियम समाप्त हो जाता है जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू नहीं कर सकता है - लेकिन ऐसा करने का एक तरीका है। तथ्य यह है कि प्लूटोनियम-239 प्रकृति में नहीं होता है। लेकिन इसे न्यूट्रॉन के साथ 238 U पर बमबारी करके प्राप्त किया जा सकता है।

उनकी शक्ति को कैसे मापा जाता है?

परमाणु और थर्मोन्यूक्लियर चार्ज की शक्ति को टीएनटी समकक्ष में मापा जाता है - ट्रिनिट्रोटोल्यूनि की मात्रा जिसे समान परिणाम प्राप्त करने के लिए विस्फोट किया जाना चाहिए। इसे किलोटन (kt) और मेगाटन (माउंट) में मापा जाता है। अति-छोटे परमाणु हथियारों की शक्ति 1 kt से कम होती है, जबकि सुपर-शक्तिशाली बम 1 Mt से अधिक देते हैं।

सोवियत "ज़ार बम" की शक्ति, विभिन्न स्रोतों के अनुसार, टीएनटी समकक्ष में 57 से 58.6 मेगाटन तक थी, थर्मोन्यूक्लियर बम की शक्ति, जिसे डीपीआरके ने सितंबर की शुरुआत में परीक्षण किया था, लगभग 100 किलोटन था।

परमाणु हथियार किसने बनाए?

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट ओपेनहाइमर और जनरल लेस्ली ग्रोव्स

1930 के दशक में, एक इतालवी भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी ने प्रदर्शित किया कि न्यूट्रॉन से बमबारी करने वाले तत्वों को नए तत्वों में परिवर्तित किया जा सकता है। इस कार्य का परिणाम थी खोज धीमी न्यूट्रॉन , साथ ही साथ नए तत्वों की खोज जो आवर्त सारणी में प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। फर्मी की खोज के कुछ समय बाद, जर्मन वैज्ञानिक ओटो हनो और फ़्रिट्ज़ स्ट्रैसमैन यूरेनियम पर न्यूट्रॉन के साथ बमबारी की, जिसके परिणामस्वरूप बेरियम के एक रेडियोधर्मी समस्थानिक का निर्माण हुआ। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि कम गति वाले न्यूट्रॉन यूरेनियम नाभिक को दो छोटे टुकड़ों में तोड़ने का कारण बनते हैं।

इस काम ने पूरी दुनिया के मन को उत्साहित कर दिया। प्रिंसटन विश्वविद्यालय में नील्स बोहरो साथ काम किया जॉन व्हीलर विखंडन प्रक्रिया का एक काल्पनिक मॉडल विकसित करना। उन्होंने सुझाव दिया कि यूरेनियम -235 विखंडन से गुजरता है। लगभग उसी समय, अन्य वैज्ञानिकों ने पाया कि विखंडन प्रक्रिया से और भी अधिक न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। इसने बोहर और व्हीलर को एक महत्वपूर्ण प्रश्न पूछने के लिए प्रेरित किया: क्या विखंडन द्वारा बनाए गए मुक्त न्यूट्रॉन एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू कर सकते हैं जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी करेगी? यदि ऐसा है, तो अकल्पनीय शक्ति के हथियार बनाए जा सकते हैं। उनकी धारणाओं की पुष्टि फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ने की थी फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी . उनका निष्कर्ष परमाणु हथियारों के विकास के लिए प्रेरणा था।

जर्मनी, इंग्लैंड, अमेरिका और जापान के भौतिकविदों ने परमाणु हथियारों के निर्माण पर काम किया। द्वितीय विश्व युद्ध के फैलने से पहले अल्बर्ट आइंस्टीन संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रपति को लिखा फ्रैंकलिन रूज़वेल्ट कि नाजी जर्मनी यूरेनियम-235 को शुद्ध करने और परमाणु बम बनाने की योजना बना रहा है। अब यह पता चला कि जर्मनी एक श्रृंखला प्रतिक्रिया करने से बहुत दूर था: वे "गंदे", अत्यधिक रेडियोधर्मी बम पर काम कर रहे थे। जो भी हो, अमेरिकी सरकार ने कम से कम समय में परमाणु बम बनाने में अपने सभी प्रयासों को फेंक दिया। मैनहट्टन प्रोजेक्ट को एक अमेरिकी भौतिक विज्ञानी के नेतृत्व में लॉन्च किया गया था रॉबर्ट ओपेनहाइमर और सामान्य लेस्ली ग्रोव्स . इसमें यूरोप से आए प्रमुख वैज्ञानिकों ने भाग लिया। 1945 की गर्मियों तक, दो प्रकार की विखंडनीय सामग्री - यूरेनियम -235 और प्लूटोनियम -239 के आधार पर एक परमाणु हथियार बनाया गया था। एक बम, प्लूटोनियम "थिंग", परीक्षणों के दौरान विस्फोट किया गया था, और दो और, यूरेनियम "किड" और प्लूटोनियम "फैट मैन", हिरोशिमा और नागासाकी के जापानी शहरों पर गिराए गए थे।

थर्मोन्यूक्लियर बम कैसे काम करता है और इसका आविष्कार किसने किया था?

थर्मोन्यूक्लियर बम प्रतिक्रिया पर आधारित है परमाणु संलयन . परमाणु विखंडन के विपरीत, जो अनायास और अनैच्छिक रूप से हो सकता है, बाहरी ऊर्जा की आपूर्ति के बिना परमाणु संलयन असंभव है। परमाणु नाभिक धनावेशित होते हैं, इसलिए वे एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। इस स्थिति को कूलम्ब बैरियर कहा जाता है। प्रतिकर्षण पर काबू पाने के लिए इन कणों को पागल गति तक फैलाना आवश्यक है। यह बहुत अधिक तापमान पर किया जा सकता है - कई मिलियन केल्विन (इसलिए नाम) के आदेश पर। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं तीन प्रकार की होती हैं: आत्मनिर्भर (तारों के आंतरिक भाग में होती हैं), नियंत्रित और अनियंत्रित या विस्फोटक - इनका उपयोग हाइड्रोजन बम में किया जाता है।

परमाणु चार्ज द्वारा शुरू किए गए थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन बम का विचार एनरिको फर्मी ने अपने सहयोगी को प्रस्तावित किया था एडवर्ड टेलर 1941 में वापस मैनहट्टन परियोजना की शुरुआत में। हालाँकि, उस समय यह विचार मांग में नहीं था। टेलर के विकास में सुधार हुआ स्टानिस्लाव उलामी , थर्मोन्यूक्लियर बम के विचार को व्यवहार में लाना। 1952 में, ऑपरेशन आइवी माइक के दौरान एनेवेटोक एटोल पर पहले थर्मोन्यूक्लियर विस्फोटक उपकरण का परीक्षण किया गया था। हालांकि, यह एक प्रयोगशाला नमूना था, जो युद्ध के लिए अनुपयुक्त था। एक साल बाद, सोवियत संघ ने भौतिकविदों के डिजाइन के अनुसार इकट्ठे हुए दुनिया के पहले थर्मोन्यूक्लियर बम का विस्फोट किया। एंड्री सखारोव और जूलिया खारीटोन . उपकरण एक परत केक जैसा दिखता था, इसलिए दुर्जेय हथियार को "स्लोइका" उपनाम दिया गया था। आगे के विकास के क्रम में, पृथ्वी पर सबसे शक्तिशाली बम, "ज़ार बॉम्बा" या "कुज़्किन की माँ" का जन्म हुआ। अक्टूबर 1961 में, नोवाया ज़म्ल्या द्वीपसमूह पर इसका परीक्षण किया गया था।

थर्मोन्यूक्लियर बम किससे बने होते हैं?

अगर आपने सोचा कि हाइड्रोजन और थर्मोन्यूक्लियर बम अलग चीजें हैं, आप गलत थे। ये शब्द पर्यायवाची हैं। यह हाइड्रोजन (या बल्कि, इसके समस्थानिक - ड्यूटेरियम और ट्रिटियम) है जो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया करने के लिए आवश्यक है। हालांकि, एक कठिनाई है: हाइड्रोजन बम को विस्फोट करने के लिए, पारंपरिक परमाणु विस्फोट के दौरान पहले उच्च तापमान प्राप्त करना आवश्यक है - तभी परमाणु नाभिक प्रतिक्रिया करना शुरू कर देगा। इसलिए, थर्मोन्यूक्लियर बम के मामले में, डिजाइन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

दो योजनाएं व्यापक रूप से जानी जाती हैं। पहला सखारोव "पफ" है। केंद्र में एक परमाणु डेटोनेटर था, जो ट्रिटियम के साथ मिश्रित लिथियम ड्यूटेराइड की परतों से घिरा हुआ था, जो समृद्ध यूरेनियम की परतों से घिरे हुए थे। इस डिजाइन ने 1 माउंट के भीतर एक शक्ति हासिल करना संभव बना दिया। दूसरा अमेरिकी टेलर-उलम योजना है, जहां परमाणु बम और हाइड्रोजन आइसोटोप अलग-अलग स्थित थे। यह इस तरह दिखता था: नीचे से - तरल ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के मिश्रण वाला एक कंटेनर, जिसके केंद्र में एक "स्पार्क प्लग" था - एक प्लूटोनियम रॉड, और ऊपर से - एक पारंपरिक परमाणु चार्ज, और यह सब एक में भारी धातु का खोल (उदाहरण के लिए, घटिया यूरेनियम)। विस्फोट के दौरान उत्पन्न होने वाले तेज न्यूट्रॉन यूरेनियम शेल में परमाणु विखंडन प्रतिक्रियाओं का कारण बनते हैं और विस्फोट की कुल ऊर्जा में ऊर्जा जोड़ते हैं। लिथियम यूरेनियम -238 ड्यूटेराइड की अतिरिक्त परतें जोड़ने से आप असीमित शक्ति के प्रोजेक्टाइल बना सकते हैं। 1953 में सोवियत भौतिक विज्ञानी विक्टर डेविडेंको टेलर-उलम विचार को गलती से दोहराया, और इसके आधार पर सखारोव एक बहु-मंच योजना के साथ आया जिसने अभूतपूर्व शक्ति के हथियार बनाना संभव बना दिया। इस योजना के अनुसार कुज़्किना की माँ ने काम किया।

और कौन से बम हैं?

न्यूट्रॉन वाले भी होते हैं, लेकिन यह आमतौर पर डरावना होता है। वास्तव में, एक न्यूट्रॉन बम एक कम उपज वाला थर्मोन्यूक्लियर बम होता है, जिसकी विस्फोट ऊर्जा का 80% विकिरण (न्यूट्रॉन विकिरण) होता है। यह एक साधारण कम-उपज वाले परमाणु चार्ज की तरह दिखता है, जिसमें बेरिलियम आइसोटोप वाला एक ब्लॉक जोड़ा जाता है - न्यूट्रॉन का एक स्रोत। जब कोई परमाणु हथियार फटता है, तो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया शुरू होती है। इस प्रकार का हथियार एक अमेरिकी भौतिक विज्ञानी द्वारा विकसित किया गया था सैमुअल कोहेन . यह माना जाता था कि न्यूट्रॉन हथियार आश्रयों में भी सभी जीवन को नष्ट कर देते हैं, हालांकि, ऐसे हथियारों के विनाश की सीमा छोटी है, क्योंकि वातावरण तेजी से न्यूट्रॉन प्रवाह को बिखेरता है, और बड़ी दूरी पर सदमे की लहर अधिक मजबूत होती है।

लेकिन कोबाल्ट बम का क्या?

नहीं, बेटा, यह शानदार है। आधिकारिक तौर पर किसी भी देश के पास कोबाल्ट बम नहीं हैं। सैद्धांतिक रूप से, यह कोबाल्ट शेल के साथ एक थर्मोन्यूक्लियर बम है, जो अपेक्षाकृत कमजोर परमाणु विस्फोट के साथ भी क्षेत्र का एक मजबूत रेडियोधर्मी संदूषण प्रदान करता है। 510 टन कोबाल्ट पृथ्वी की पूरी सतह को संक्रमित कर सकता है और ग्रह पर सभी जीवन को नष्ट कर सकता है। भौतिक विज्ञानी लियो स्ज़ीलार्ड , जिन्होंने 1950 में इस काल्पनिक डिजाइन का वर्णन किया, इसे "डूम्सडे मशीन" कहा।

कौन सा कूलर है: परमाणु बम या थर्मोन्यूक्लियर?

"ज़ार-बॉम्बा" का पूर्ण पैमाने पर मॉडल

हाइड्रोजन बम परमाणु बम से कहीं अधिक उन्नत और तकनीकी रूप से उन्नत है। इसकी विस्फोटक शक्ति एक परमाणु से कहीं अधिक है और केवल उपलब्ध घटकों की संख्या तक सीमित है। एक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया में, प्रत्येक न्यूक्लियॉन (तथाकथित घटक नाभिक, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) के लिए, परमाणु प्रतिक्रिया की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा निकलती है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम नाभिक के विखंडन के दौरान, एक न्यूक्लियॉन में 0.9 MeV (मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट) होता है, और हाइड्रोजन नाभिक से हीलियम नाभिक के संश्लेषण के दौरान, 6 MeV के बराबर ऊर्जा निकलती है।

बम की तरह बाँटनालक्ष्य को?

सबसे पहले, उन्हें विमान से गिरा दिया गया था, लेकिन हवाई सुरक्षा में लगातार सुधार हुआ, और इस तरह से परमाणु हथियार पहुंचाना नासमझी साबित हुई। रॉकेट प्रौद्योगिकी के उत्पादन में वृद्धि के साथ, परमाणु हथियार देने के सभी अधिकार विभिन्न ठिकानों की बैलिस्टिक और क्रूज मिसाइलों को हस्तांतरित कर दिए गए। इसलिए, बम अब बम नहीं है, बल्कि एक वारहेड है।

एक राय है कि उत्तर कोरियाई हाइड्रोजन बम एक रॉकेट पर स्थापित करने के लिए बहुत बड़ा है - इसलिए यदि डीपीआरके जीवन के लिए खतरा लाने का फैसला करता है, तो उसे जहाज द्वारा विस्फोट स्थल पर ले जाया जाएगा।

परमाणु युद्ध के परिणाम क्या हैं?

हिरोशिमा और नागासाकी संभावित सर्वनाश का एक छोटा सा हिस्सा हैं। उदाहरण के लिए, "परमाणु सर्दी" की प्रसिद्ध परिकल्पना, जिसे अमेरिकी खगोल भौतिकीविद् कार्ल सागन और सोवियत भूभौतिकीविद् जॉर्जी गोलित्सिन ने आगे रखा था। यह माना जाता है कि कई परमाणु हथियारों (रेगिस्तान या पानी में नहीं, बल्कि बस्तियों में) के विस्फोट से कई आग लग जाएगी, और बड़ी मात्रा में धुआं और कालिख वायुमंडल में फैल जाएगी, जिससे वैश्विक शीतलन होगा। ज्वालामुखी गतिविधि के प्रभाव की तुलना करके परिकल्पना की आलोचना की जाती है, जिसका जलवायु पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, कुछ वैज्ञानिक ध्यान देते हैं कि ग्लोबल वार्मिंग शीतलन की तुलना में अधिक होने की संभावना है - हालांकि, दोनों पक्षों को उम्मीद है कि हम कभी नहीं जान पाएंगे।

क्या परमाणु हथियारों की अनुमति है?

20वीं शताब्दी में हथियारों की होड़ के बाद, देशों ने अपना विचार बदल दिया और परमाणु हथियारों के उपयोग को सीमित करने का निर्णय लिया। संयुक्त राष्ट्र ने परमाणु हथियारों के अप्रसार और परमाणु परीक्षणों के निषेध पर संधियों को अपनाया (बाद में युवा परमाणु शक्तियों भारत, पाकिस्तान और डीपीआरके द्वारा हस्ताक्षरित नहीं किया गया था)। जुलाई 2017 में, परमाणु हथियारों पर प्रतिबंध लगाने वाली एक नई संधि को अपनाया गया था।

संधि का पहला लेख पढ़ता है, "प्रत्येक राज्य पार्टी कभी भी, किसी भी परिस्थिति में, परमाणु हथियारों या अन्य परमाणु विस्फोटक उपकरणों को विकसित करने, परीक्षण करने, निर्माण करने, निर्माण करने, अन्यथा हासिल करने, रखने या भंडार करने का वचन नहीं देती है।"

हालाँकि, दस्तावेज़ तब तक लागू नहीं होगा जब तक कि 50 राज्य इसकी पुष्टि नहीं कर देते।