
मनुष्यों को मारने के लिए पहला परमाणु बम 6 अगस्त, 1945 को जापान के हिरोशिमा में विस्फोट हुआ। तीन दिन बाद, नागासाकी पर दूसरा बम विस्फोट हुआ। इन हथियारों द्वारा की गई मृत्यु और विनाश अभूतपूर्व था और हो सकता है कि दूसरी दुनिया में प्राणियों की एक और जाति के साथ, परमाणु खतरे को वहीं और वहीं समाप्त कर दिया हो।
लेकिन जापान की घटनाओं ने, हालांकि वे द्वितीय विश्व युद्ध के करीब लाए, ने संयुक्त राज्य अमेरिका और सोवियत संघ के बीच शीत युद्ध की शुरुआत को चिह्नित किया। १९४५ और १९८० के दशक के अंत के बीच, दोनों पक्षों ने परमाणु हथियारों में भारी मात्रा में धन का निवेश किया और अपने भंडार में काफी वृद्धि की, ज्यादातर संघर्ष को रोकने के साधन के रूप में। बम से विनाशकारी विनाश का खतरा हर किसी और हर चीज पर मंडरा रहा था। स्कूलों ने परमाणु हवाई हमले का अभ्यास किया। सरकारों ने फॉलआउट शेल्टर बनाए । मकान मालिकों ने अपने पिछवाड़े में बंकर खोदा।
1970 और 80 के दशक के दौरान, तनाव कुछ हद तक कम होने लगा। फिर 1989 में बर्लिन की दीवार गिर गई, इसके दो साल बाद ही सोवियत सरकार का पतन हो गया। शीत युद्ध आधिकारिक रूप से समाप्त हो गया। जैसे-जैसे दोनों देशों के बीच संबंधों में सुधार हुआ, परमाणु शस्त्रागार को सीमित करने की प्रतिबद्धता सामने आई। फरवरी 2011 में नवीनतम प्रभावी होने के साथ, संधियों की एक श्रृंखला का पालन किया गया। अपने पूर्ववर्तियों की तरह, नई सामरिक शस्त्र न्यूनीकरण संधि (START) का उद्देश्य रणनीतिक हथियारों को और कम करना और सीमित करना है। अन्य उपायों के अलावा, यह 1,550 युद्धपोतों की कुल सीमा [स्रोत: व्हाइट हाउस ] की मांग करता है ।
दुर्भाग्य से, भले ही रूस और अमेरिका अस्थायी रूप से कगार से दूर हैं, परमाणु युद्ध का खतरा बना हुआ है। नौ देश अब बैलिस्टिक मिसाइलों पर परमाणु हथियार वितरित कर सकते हैं [स्रोत: फिशेट्टी ]। उनमें से कम से कम तीन देश - अमेरिका, रूस और चीन - दुनिया में कहीं भी किसी भी लक्ष्य पर हमला कर सकते हैं। आज के हथियार जापान पर गिराए गए बमों की विनाशकारी शक्ति को आसानी से टक्कर दे सकते हैं। 2009 में, उत्तर कोरिया ने हिरोशिमा को नष्ट करने वाले परमाणु बम के समान शक्तिशाली परमाणु हथियार का सफलतापूर्वक परीक्षण किया। भूमिगत विस्फोट इतना महत्वपूर्ण था कि इसने 4.5 की तीव्रता वाला भूकंप पैदा किया [स्रोत: मैककरी ]।
जबकि परमाणु युद्ध का राजनीतिक परिदृश्य पिछले कुछ वर्षों में काफी बदल गया है, हथियार का विज्ञान - परमाणु प्रक्रियाएं जो उस रोष को दूर करती हैं - आइंस्टीन के समय से जानी जाती हैं । यह लेख समीक्षा करेगा कि परमाणु बम कैसे काम करते हैं, जिसमें वे कैसे बनाए और तैनात किए जाते हैं। सबसे पहले परमाणु संरचना और रेडियोधर्मिता की त्वरित समीक्षा है।
- परमाणु संरचना और रेडियोधर्मिता
- परमाणु विखंडन
- परमाणु ईंधन
- विखंडन बम डिजाइन
- विखंडन बम ट्रिगर
- फ्यूजन बम
- परमाणु बम वितरण
- परमाणु बमों के परिणाम और स्वास्थ्य जोखिम
परमाणु संरचना और रेडियोधर्मिता
इससे पहले कि हम बमों तक पहुँच सकें, हमें छोटे, परमाणु रूप से छोटे से शुरुआत करनी होगी। एक परमाणु , आपको याद होगा, तीन उप- परमाणु कणों से बना है - प्रोटॉन , न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन । परमाणु का केंद्र, जिसे नाभिक कहा जाता है , प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना होता है। प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता है और इलेक्ट्रॉनों पर ऋणात्मक आवेश होता है। प्रोटॉन-से-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।
हालांकि यह इतना आसान नहीं है। एक परमाणु के गुण उसके प्रत्येक कण में से कितने के आधार पर काफी बदल सकते हैं। यदि आप प्रोटॉन की संख्या बदलते हैं, तो आप पूरी तरह से एक अलग तत्व के साथ समाप्त हो जाते हैं। यदि आप एक परमाणु में न्यूट्रॉन की संख्या बदलते हैं, तो आप एक आइसोटोप के साथ समाप्त हो जाते हैं । उदाहरण के लिए, कार्बन के तीन समस्थानिक होते हैं: 1) कार्बन-12 (छह प्रोटॉन + छह न्यूट्रॉन), तत्व का एक स्थिर और सामान्य रूप से होने वाला रूप, 2) कार्बन-13 (छह प्रोटॉन + सात न्यूट्रॉन), जो स्थिर लेकिन दुर्लभ है और 3) कार्बन-14 (छह प्रोटॉन + आठ न्यूट्रॉन), जो बूट करने के लिए दुर्लभ और अस्थिर (या रेडियोधर्मी) है।
जैसा कि हम कार्बन के साथ देखते हैं, अधिकांश परमाणु नाभिक स्थिर होते हैं, लेकिन कुछ बिल्कुल भी स्थिर नहीं होते हैं। ये नाभिक अनायास ही ऐसे कणों का उत्सर्जन करते हैं जिन्हें वैज्ञानिक विकिरण कहते हैं । एक नाभिक जो विकिरण उत्सर्जित करता है, निश्चित रूप से, रेडियोधर्मी है , और कणों को उत्सर्जित करने की क्रिया को रेडियोधर्मी क्षय के रूप में जाना जाता है । यदि आप रेडियोधर्मी क्षय के बारे में विशेष रूप से उत्सुक हैं, तो आप समझना चाहेंगे कि परमाणु विकिरण कैसे काम करता है । अभी के लिए, हम तीन प्रकार के रेडियोधर्मी क्षय के बारे में जानेंगे:
- अल्फा क्षय: एक नाभिक एक साथ बंधे दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन को बाहर निकालता है, जिसे अल्फा कण के रूप में जाना जाता है ।
- बीटा क्षय: एक न्यूट्रॉन एक प्रोटॉन, एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटीन्यूट्रिनो बन जाता है । उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन एक बीटा कण है।
- स्वतःस्फूर्त विखंडन: एक नाभिक दो टुकड़ों में विभाजित हो जाता है। इस प्रक्रिया में, यह न्यूट्रॉन को बाहर निकाल सकता है, जो न्यूट्रॉन किरणें बन सकता है। नाभिक एक विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के फटने का उत्सर्जन भी कर सकता है जिसे गामा किरण के रूप में जाना जाता है । गामा किरणें एकमात्र प्रकार का परमाणु विकिरण है जो तेज गति वाले कणों के बजाय ऊर्जा से आता है।
उस विखंडन भाग को विशेष रूप से याद रखें। जब हम परमाणु बमों की आंतरिक कार्यप्रणाली पर चर्चा करते हैं तो यह सामने आता रहेगा।
परमाणु विखंडन
परमाणु बमों में मजबूत और कमजोर बल शामिल होते हैं, जो एक परमाणु के नाभिक को एक साथ रखते हैं, विशेष रूप से अस्थिर नाभिक वाले परमाणु। वहाँ दो बुनियादी तरीके कि परमाणु ऊर्जा एक से रिहा किया जा सकता है परमाणु । में परमाणु विखंडन (चित्र), वैज्ञानिकों एक न्यूट्रॉन के साथ दो छोटे टुकड़ों में एक परमाणु के नाभिक अलग हो गए। परमाणु संलयन - वह प्रक्रिया जिसके द्वारा सूर्य ऊर्जा पैदा करता है - में दो छोटे परमाणुओं को एक साथ लाने के लिए एक बड़ा बनाना शामिल है। किसी भी प्रक्रिया में, विखंडन या संलयन, बड़ी मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा और विकिरण उत्सर्जित होते हैं।
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हम परमाणु विखंडन की खोज का श्रेय इतालवी भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी के काम को दे सकते हैं। 1930 के दशक में, फर्मी ने प्रदर्शित किया कि न्यूट्रॉन बमबारी के अधीन तत्वों को नए तत्वों में बदला जा सकता है। इस काम के परिणामस्वरूप धीमी न्यूट्रॉन की खोज हुई, साथ ही साथ नए तत्वों का आवर्त सारणी में प्रतिनिधित्व नहीं किया गया। फर्मी की खोज के तुरंत बाद, जर्मन वैज्ञानिकों ओटो हैन और फ्रिट्ज स्ट्रैसमैन ने न्यूट्रॉन के साथ यूरेनियम पर बमबारी की, जिससे एक रेडियोधर्मी बेरियम आइसोटोप का उत्पादन हुआ। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि कम गति वाले न्यूट्रॉन ने यूरेनियम नाभिक को दो छोटे टुकड़ों में विखंडन, या अलग कर दिया।
उनके काम ने पूरी दुनिया में अनुसंधान प्रयोगशालाओं में गहन गतिविधि को जन्म दिया। प्रिंसटन यूनिवर्सिटी में, नील्स बोहर ने जॉन व्हीलर के साथ मिलकर विखंडन प्रक्रिया का एक काल्पनिक मॉडल विकसित किया। उन्होंने अनुमान लगाया कि यह यूरेनियम आइसोटोप यूरेनियम -235 था, न कि यूरेनियम -238, जो विखंडन से गुजर रहा था। लगभग उसी समय, अन्य वैज्ञानिकों ने पाया कि विखंडन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप और भी अधिक न्यूट्रॉन उत्पन्न हुए। इसने बोहर और व्हीलर को एक महत्वपूर्ण प्रश्न पूछने के लिए प्रेरित किया: क्या विखंडन में निर्मित मुक्त न्यूट्रॉन एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू कर सकते हैं जो भारी मात्रा में ऊर्जा जारी करेगी? यदि ऐसा है, तो अकल्पनीय शक्ति का हथियार बनाना संभव हो सकता है।
और वो यह था।
परमाणु ईंधन

मार्च 1940 में, न्यूयॉर्क शहर में कोलंबिया विश्वविद्यालय में काम कर रहे वैज्ञानिकों की एक टीम ने बोहर और व्हीलर द्वारा प्रस्तुत परिकल्पना की पुष्टि की - आइसोटोप यूरेनियम -235 , या यू -235 , परमाणु विखंडन के लिए जिम्मेदार था। 1941 के पतन में कोलंबिया की टीम ने U-235 का उपयोग करके एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करने की कोशिश की, लेकिन असफल रही। फिर सारा काम शिकागो विश्वविद्यालय में चला गया, जहां विश्वविद्यालय के स्टैग फील्ड के नीचे स्थित एक स्क्वैश कोर्ट में, एनरिको फर्मी ने अंततः दुनिया की पहली नियंत्रित परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया हासिल की। ईंधन के रूप में U-235 का उपयोग करते हुए परमाणु बम का विकास तेजी से आगे बढ़ा।
परमाणु बम के डिजाइन में इसके महत्व के कारण, आइए U-235 को और करीब से देखें। U-235 उन कुछ सामग्रियों में से एक है जो प्रेरित विखंडन से गुजर सकती है । यूरेनियम के प्राकृतिक रूप से क्षय होने के लिए 700 मिलियन से अधिक वर्षों की प्रतीक्षा करने के बजाय, यदि न्यूट्रॉन अपने नाभिक में चला जाए तो तत्व को बहुत तेजी से तोड़ा जा सकता है। नाभिक बिना किसी हिचकिचाहट के न्यूट्रॉन को अवशोषित कर लेगा, अस्थिर हो जाएगा और तुरंत विभाजित हो जाएगा।
जैसे ही नाभिक न्यूट्रॉन को पकड़ लेता है, यह दो हल्के परमाणुओं में विभाजित हो जाता है और दो या तीन नए न्यूट्रॉन को फेंक देता है (निकासी किए गए न्यूट्रॉन की संख्या इस बात पर निर्भर करती है कि U-235 परमाणु कैसे विभाजित होता है)। दो हल्के परमाणु तब गामा विकिरण उत्सर्जित करते हैं क्योंकि वे अपने नए राज्यों में बस जाते हैं। इस प्रेरित विखंडन प्रक्रिया के बारे में कुछ बातें हैं जो इसे दिलचस्प बनाती हैं:
- U-235 परमाणु द्वारा न्यूट्रॉन पर कब्जा करने की संभावना काफी अधिक है। एक बम में जो ठीक से काम कर रहा है, प्रत्येक विखंडन से निकाले गए एक से अधिक न्यूट्रॉन एक और विखंडन का कारण बनते हैं। यह एक परमाणु के प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के रूप में कंचों के एक बड़े वृत्त के बारे में सोचने में मदद करता है। यदि आप एक संगमरमर - एक न्यूट्रॉन - को बड़े वृत्त के बीच में मारते हैं, तो यह एक संगमरमर से टकराएगा, जो कुछ और कंचों से टकराएगा, और इसी तरह जब तक एक श्रृंखला प्रतिक्रिया जारी रहती है।
- पिकोसेकंड (0.000000000001 सेकंड) के क्रम में न्यूट्रॉन को पकड़ने और विभाजित करने की प्रक्रिया बहुत जल्दी होती है।
- U-235 के इन गुणों के काम करने के लिए, यूरेनियम का एक नमूना समृद्ध होना चाहिए ; यानी एक नमूने में U-235 की मात्रा को स्वाभाविक रूप से होने वाले स्तरों से आगे बढ़ाया जाना चाहिए। हथियार-ग्रेड यूरेनियम कम से कम 90 प्रतिशत U-235 से बना है।
1941 में, बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने एक और तत्व - तत्व 94 की खोज की - जो परमाणु ईंधन के रूप में क्षमता प्रदान कर सकता है। उन्होंने तत्व को प्लूटोनियम नाम दिया , और अगले वर्ष के दौरान, उन्होंने प्रयोगों के लिए पर्याप्त बनाया। आखिरकार, उन्होंने प्लूटोनियम की विखंडन विशेषताओं को स्थापित किया और परमाणु हथियारों के लिए एक दूसरे संभावित ईंधन की पहचान की।
विखंडन बम डिजाइन

एक विखंडन बम में, समय से पहले विस्फोट को रोकने के लिए, ईंधन को अलग उप-महत्वपूर्ण द्रव्यमान में रखा जाना चाहिए , जो विखंडन का समर्थन नहीं करेगा। परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए आवश्यक विखंडनीय सामग्री का न्यूनतम द्रव्यमान महत्वपूर्ण द्रव्यमान है। संगमरमर की सादृश्यता के बारे में फिर से सोचें। यदि मार्बल्स का चक्र बहुत दूर फैला हुआ है - सबक्रिटिकल मास - एक छोटी श्रृंखला प्रतिक्रिया तब होगी जब "न्यूट्रॉन मार्बल" केंद्र से टकराएगा। यदि कंचों को वृत्त - क्रांतिक द्रव्यमान - में एक साथ करीब रखा जाता है, तो एक बड़ी श्रृंखला प्रतिक्रिया होने की संभावना अधिक होती है।
ईंधन को अलग-अलग उप-राजनीतिक जनता में रखने से डिजाइन चुनौतियों का सामना करना पड़ता है जिन्हें एक विखंडन बम के ठीक से काम करने के लिए हल किया जाना चाहिए। पहली चुनौती, निश्चित रूप से, एक सुपरक्रिटिकल द्रव्यमान बनाने के लिए उप- क्रिटिकल जनता को एक साथ ला रही है , जो विस्फोट के समय एक विखंडन प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए पर्याप्त से अधिक न्यूट्रॉन प्रदान करेगी। बम डिज़ाइनर दो समाधान लेकर आए, जिन्हें हम अगले भाग में कवर करेंगे।
इसके बाद, विखंडन शुरू करने के लिए मुक्त न्यूट्रॉन को सुपरक्रिटिकल द्रव्यमान में पेश किया जाना चाहिए। न्यूट्रॉन जनरेटर बनाकर न्यूट्रॉन पेश किए जाते हैं । यह जनरेटर पोलोनियम और बेरिलियम की एक छोटी सी गोली है, जिसे विखंडनीय ईंधन कोर के भीतर पन्नी द्वारा अलग किया जाता है। इस जनरेटर में:
- जब सबक्रिटिकल द्रव्यमान एक साथ आते हैं तो पन्नी टूट जाती है और पोलोनियम अनायास अल्फा कणों का उत्सर्जन करता है।
- ये अल्फा कण बेरिलियम-9 से टकराकर बेरिलियम-8 और मुक्त न्यूट्रॉन बनाते हैं।
- न्यूट्रॉन तब विखंडन शुरू करते हैं।
अंत में, डिजाइन को बम विस्फोट से पहले जितना संभव हो उतना सामग्री को विखंडित करने की अनुमति देनी चाहिए। यह एक घने एक कहा जाता है सामग्री के भीतर विखंडन अभिक्रिया सीमित द्वारा पूरा किया है छेड़छाड़ , जो आमतौर पर यूरेनियम -238 से बना है। विखंडन कोर द्वारा छेड़छाड़ गर्म और विस्तारित हो जाती है। टैम्पर का यह विस्तार विखंडन कोर पर वापस दबाव डालता है और कोर के विस्तार को धीमा कर देता है। छेड़छाड़ न्यूट्रॉन को वापस विखंडन कोर में भी दर्शाता है, जिससे विखंडन प्रतिक्रिया की दक्षता बढ़ जाती है।
विखंडन बम ट्रिगर
उप-राजनीतिक जनता को एक साथ लाने का सबसे सरल तरीका एक बंदूक बनाना है जो एक द्रव्यमान को दूसरे में चलाती है । न्यूट्रॉन जनरेटर के चारों ओर U-235 का एक गोला बनाया जाता है और U-235 की एक छोटी गोली निकाल दी जाती है। गोली को एक लंबी ट्यूब के एक छोर पर रखा जाता है जिसके पीछे विस्फोटक होता है, जबकि दूसरे छोर पर गोला रखा जाता है। बैरोमेट्रिक-प्रेशर सेंसर विस्फोट के लिए उपयुक्त ऊंचाई निर्धारित करता है और घटनाओं के निम्नलिखित अनुक्रम को ट्रिगर करता है:
- विस्फोटक गोली मारते हैं और बैरल के नीचे गोली चलाते हैं।
- गोली गोला और जनरेटर से टकराती है, जिससे विखंडन प्रतिक्रिया शुरू होती है।
- विखंडन प्रतिक्रिया शुरू होती है।
- बम फट जाता है।
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लिटिल बॉय , हिरोशिमा पर गिराया गया बम, इस प्रकार का बम था और इसमें लगभग 1.5 प्रतिशत की दक्षता के साथ 14.5 किलोटन की उपज (14,500 टन टीएनटी के बराबर) थी। यानी विस्फोट से सामग्री को दूर ले जाने से पहले 1.5 प्रतिशत सामग्री का विखंडन किया गया था।
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सुपरक्रिटिकल मास बनाने का दूसरा तरीका उप-क्रिटिकल जनता को एक साथ एक क्षेत्र में प्रत्यारोपण द्वारा संपीड़ित करने की आवश्यकता है। फैट मैन , नागासाकी पर गिराया गया बम, इन तथाकथित विस्फोट -ट्रिगर बमों में से एक था । इसे बनाना आसान नहीं था। प्रारंभिक बम डिजाइनरों को कई समस्याओं का सामना करना पड़ा, विशेष रूप से पूरे क्षेत्र में समान रूप से सदमे की लहर को कैसे नियंत्रित और निर्देशित किया जाए। उनका समाधान उच्च विस्फोटकों से घिरे प्लूटोनियम -239 कोर और छेड़छाड़ के रूप में कार्य करने के लिए U-235 के गोले से युक्त एक इम्प्लोजन डिवाइस बनाना था। जब बम में विस्फोट किया गया था, तो इसमें 17 प्रतिशत की दक्षता के साथ 23 किलोटन की उपज थी। यह हुआ था:
- विस्फोटकों ने फायरिंग की, जिससे सदमे की लहर दौड़ गई।
- शॉक वेव ने कोर को संकुचित कर दिया।
- विखंडन प्रतिक्रिया शुरू हुई।
- बम फट गया।
डिजाइनर मूल प्रत्यारोपण-ट्रिगर डिजाइन में सुधार करने में सक्षम थे। 1943 में, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी एडवर्ड टेलर ने बूस्टिंग की अवधारणा का आविष्कार किया। बूस्टिंग एक ऐसी प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिससे न्यूट्रॉन बनाने के लिए संलयन प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, जो तब उच्च दर पर विखंडन प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करने के लिए उपयोग किया जाता है। पहले परीक्षण में बूस्टिंग की वैधता की पुष्टि होने में आठ साल लग गए, लेकिन एक बार सबूत आने के बाद, यह एक लोकप्रिय डिजाइन बन गया। इसके बाद के वर्षों में, अमेरिका में निर्मित लगभग 90 प्रतिशत परमाणु बमों ने बूस्ट डिज़ाइन का उपयोग किया।
बेशक, संलयन प्रतिक्रियाओं का उपयोग परमाणु हथियार में ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में भी किया जा सकता है। अगले भाग में, हम फ्यूजन बमों की आंतरिक कार्यप्रणाली को देखेंगे।
फ्यूजन बम
विखंडन बम काम करते थे, लेकिन वे बहुत कुशल नहीं थे। वैज्ञानिकों को यह सोचने में देर नहीं लगी कि क्या विपरीत परमाणु प्रक्रिया - संलयन - बेहतर काम कर सकती है। संलयन तब होता है जब दो परमाणुओं के नाभिक आपस में मिलकर एक भारी परमाणु का निर्माण करते हैं। अत्यधिक उच्च तापमान पर, हाइड्रोजन आइसोटोप ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के नाभिक आसानी से फ्यूज हो सकते हैं, इस प्रक्रिया में भारी मात्रा में ऊर्जा जारी करते हैं। इस प्रक्रिया का लाभ उठाने वाले हथियार फ्यूजन बम , थर्मोन्यूक्लियर बम या हाइड्रोजन बम कहलाते हैं । फ्यूजन बमों में विखंडन बमों की तुलना में अधिक किलोटन पैदावार और अधिक क्षमता होती है, लेकिन वे कुछ समस्याएं पेश करते हैं जिन्हें हल किया जाना चाहिए:
- ड्यूटेरियम और ट्रिटियम, संलयन के लिए ईंधन, दोनों गैसें हैं, जिन्हें स्टोर करना मुश्किल है।
- ट्रिटियम कम आपूर्ति में है और इसका आधा जीवन छोटा है ।
- बम में ईंधन को लगातार भरना पड़ता है।
- संलयन प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए उच्च तापमान पर ड्यूटेरियम या ट्रिटियम को अत्यधिक संकुचित करना पड़ता है।
वैज्ञानिकों ने पहली समस्या को लिथियम-ड्यूटेरेट का उपयोग करके दूर किया, एक ठोस यौगिक जो सामान्य तापमान पर रेडियोधर्मी क्षय से नहीं गुजरता है, मुख्य थर्मोन्यूक्लियर सामग्री के रूप में। ट्रिटियम समस्या को दूर करने के लिए, बम डिजाइनर लिथियम से ट्रिटियम का उत्पादन करने के लिए एक विखंडन प्रतिक्रिया पर भरोसा करते हैं। विखंडन प्रतिक्रिया भी अंतिम समस्या को हल करती है। विखंडन प्रतिक्रिया में छोड़े गए अधिकांश विकिरण एक्स-रे हैं , और ये एक्स-रे संलयन शुरू करने के लिए आवश्यक उच्च तापमान और दबाव प्रदान करते हैं। तो, एक फ्यूजन बम में दो-चरण का डिज़ाइन होता है - एक प्राथमिक विखंडन या बढ़ाया-विखंडन घटक और एक द्वितीयक संलयन घटक।
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इस बम डिजाइन को समझने के लिए, कल्पना कीजिए कि एक बम आवरण के भीतर आपके पास एक विस्फोट विखंडन बम और यूरेनियम -238 (छेड़छाड़) का एक सिलेंडर आवरण है। टैम्पर के अंदर लिथियम ड्यूटेराइड (ईंधन) और सिलेंडर के बीच में प्लूटोनियम-239 की एक खोखली छड़ होती है। सिलेंडर को इम्प्लोजन बम से अलग करना यूरेनियम -238 और प्लास्टिक फोम की एक ढाल है जो बम के आवरण में शेष स्थानों को भरता है। बम के विस्फोट से निम्नलिखित घटनाओं का क्रम होता है:
- विखंडन बम फट जाता है, जिससे एक्स-रे निकलते हैं।
- ये एक्स-रे बम के अंदरूनी हिस्से और टैम्पर को गर्म करते हैं; ढाल ईंधन के समय से पहले विस्फोट को रोकता है।
- गर्मी के कारण छेड़छाड़ फैल जाती है और जल जाती है, जिससे लिथियम ड्यूटेरेट के खिलाफ अंदर की ओर दबाव पड़ता है।
- लिथियम ड्यूटेरेट को लगभग 30 गुना निचोड़ा जाता है।
- कम्प्रेशन शॉक वेव्स प्लूटोनियम रॉड में विखंडन शुरू करते हैं।
- विखंडनीय छड़ से विकिरण, ऊष्मा और न्यूट्रॉन निकलते हैं।
- न्यूट्रॉन लिथियम ड्यूटेरेट में जाते हैं, लिथियम के साथ मिलकर ट्रिटियम बनाते हैं।
- उच्च तापमान और दबाव का संयोजन ट्रिटियम-ड्यूटेरियम और ड्यूटेरियम-ड्यूटेरियम संलयन प्रतिक्रियाओं के लिए पर्याप्त है, जिससे अधिक गर्मी, विकिरण और न्यूट्रॉन का उत्पादन होता है।
- संलयन प्रतिक्रियाओं से न्यूट्रॉन छेड़छाड़ और ढाल से यूरेनियम -238 टुकड़ों में विखंडन को प्रेरित करते हैं।
- छेड़छाड़ और ढाल के टुकड़ों का विखंडन और भी अधिक विकिरण और गर्मी पैदा करता है।
- बम फट जाता है।
ये सभी घटनाएँ एक सेकंड के लगभग 600 अरबवें हिस्से में होती हैं (विखंडन बम विस्फोट के लिए एक सेकंड का 550 अरबवां, संलयन घटनाओं के लिए एक सेकंड का 50 अरबवां हिस्सा)। परिणाम 10,000 किलोटन उपज के साथ एक विशाल विस्फोट है - लिटिल बॉय विस्फोट की तुलना में 700 गुना अधिक शक्तिशाली।
परमाणु बम वितरण

परमाणु बम बनाना एक बात है। हथियार को उसके इच्छित लक्ष्य तक पहुँचाना और उसे सफलतापूर्वक विस्फोट करना पूरी तरह से एक और बात है। द्वितीय विश्व युद्ध के अंत में वैज्ञानिकों द्वारा बनाए गए पहले बमों के बारे में यह विशेष रूप से सच था। साइंटिफिक अमेरिकन के 1995 के अंक में लिखते हुए, मैनहट्टन प्रोजेक्ट के एक सदस्य, फिलिप मॉरिसन ने शुरुआती हथियारों के बारे में यह कहा: "1945 के सभी तीन बम - [ट्रिनिटी] परीक्षण बम और जापान पर गिराए गए दो बम - थे विश्वसनीय हथियार की तुलना में जटिल प्रयोगशाला उपकरणों के लगभग कामचलाऊ टुकड़े।"
उन बमों को उनके अंतिम गंतव्य तक पहुंचाने में लगभग उतना ही सुधार किया गया जितना कि उनके डिजाइन और निर्माण में। यूएसएस इंडियानापोलिस ने 28 जुलाई, 1945 को लिटिल बॉय बम के पुर्जे और समृद्ध यूरेनियम ईंधन को प्रशांत द्वीप टिनियन में पहुँचाया। फैट मैन बम के घटक, तीन संशोधित बी -29 द्वारा किए गए, 2 अगस्त को पहुंचे। एक टीम बैठक में सहायता के लिए 60 वैज्ञानिकों ने लॉस एलामोस, एनएम से टिनियन के लिए उड़ान भरी। लिटिल बॉय बम - जिसका वजन 9,700 पाउंड (4,400 किलोग्राम) और नाक से पूंछ तक 10 फीट (3 मीटर) का था - पहले तैयार था। 6 अगस्त को, एक दल ने कर्नल पॉल तिब्बत द्वारा संचालित बी-29 एनोला गे में बम लोड किया। विमान ने जापान के लिए 750 मील (1,200 किलोमीटर) की यात्रा की और बम को हिरोशिमा के ऊपर हवा में गिरा दिया, जहां यह ठीक 8:12 बजे 9 अगस्त को लगभग 11,000 पाउंड (5,000-किलोग्राम) फैट मैन बम ने बोस्कर पर एक ही यात्रा की, मेजर चार्ल्स स्वीनी द्वारा संचालित दूसरा बी -29। इसका घातक पेलोड दोपहर से ठीक पहले नागासाकी के ऊपर फट गया।
आज, जापान में इस्तेमाल की जाने वाली विधि - विमान द्वारा ले जाने वाले गुरुत्वाकर्षण बम - परमाणु हथियार पहुंचाने का एक व्यवहार्य तरीका है। लेकिन वर्षों से, जैसे-जैसे हथियार आकार में कम होते गए हैं, अन्य विकल्प उपलब्ध हो गए हैं। कई देशों ने परमाणु उपकरणों से लैस कई बैलिस्टिक और क्रूज मिसाइलों का भंडार किया है। अधिकांश बैलिस्टिक मिसाइलें भूमि आधारित साइलो या पनडुब्बियों से लॉन्च की जाती हैं । वे पृथ्वी के वायुमंडल से बाहर निकलते हैं, अपने लक्ष्य तक हजारों मील की यात्रा करते हैं और अपने हथियारों को तैनात करने के लिए वायुमंडल में फिर से प्रवेश करते हैं। क्रूज मिसाइलों में बैलिस्टिक मिसाइलों की तुलना में छोटी रेंज और छोटे हथियार होते हैं, लेकिन उनका पता लगाना और अवरोधन करना कठिन होता है। उन्हें हवा से, जमीन पर मोबाइल लॉन्चर से और नौसेना के जहाजों से लॉन्च किया जा सकता है।
शीत युद्ध के दौरान सामरिक परमाणु हथियार या TNW भी लोकप्रिय हो गए। छोटे क्षेत्रों को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किए गए, TNW में कम दूरी की मिसाइलें, तोपखाने के गोले, लैंड माइंस और डेप्थ चार्ज शामिल हैं। पोर्टेबल TNW, जैसे डेवी क्रॉकेट राइफल, छोटी एक या दो सदस्यीय टीमों के लिए परमाणु हमला करना संभव बनाते हैं।
परमाणु बमों के परिणाम और स्वास्थ्य जोखिम

एक परमाणु हथियार के विस्फोट से जबरदस्त विनाश होता है, लेकिन खंडहरों में सूक्ष्म सबूत होंगे कि बम की सामग्री कहाँ से आई थी। एक आबादी वाले शहर जैसे लक्ष्य पर परमाणु बम के विस्फोट से भारी क्षति होती है। क्षति की मात्रा बम विस्फोट के केंद्र से दूरी पर निर्भर करती है, जिसे हाइपोसेंटर या ग्राउंड जीरो कहा जाता है । आप हाइपोसेंटर के जितने करीब होंगे, नुकसान उतना ही गंभीर होगा। नुकसान कई चीजों के कारण होता है:
- विस्फोट से भीषण गर्मी की लहर
- विस्फोट से उत्पन्न शॉक वेव का दबाव
- विकिरण
- रेडियोधर्मी फॉलआउट (धूल और बम के मलबे के महीन रेडियोधर्मी कणों के बादल जो वापस जमीन पर गिरते हैं)
हाइपोसेंटर पर, सब कुछ तुरंत उच्च तापमान (500 मिलियन डिग्री फ़ारेनहाइट या 300 मिलियन डिग्री सेल्सियस तक) द्वारा वाष्पीकृत हो जाता है। हाइपोसेंटर से बाहर की ओर, अधिकांश हताहत गर्मी से जलने के कारण होते हैं, इमारतों के उड़ने वाले मलबे से चोटें आती हैं जो सदमे की लहर से ढह जाती हैं और उच्च विकिरण के तीव्र संपर्क में होती हैं। तत्काल विस्फोट क्षेत्र से परे, हताहतों की संख्या गर्मी, विकिरण और गर्मी की लहर से उत्पन्न आग से होती है। लंबी अवधि में, प्रचलित हवाओं के कारण व्यापक क्षेत्र में रेडियोधर्मी गिरावट होती है। रेडियोधर्मी फॉलआउट कण पानी की आपूर्ति में प्रवेश करते हैं और विस्फोट से कुछ दूरी पर लोगों द्वारा साँस और निगले जाते हैं।
वैज्ञानिकों ने मानव स्वास्थ्य पर परमाणु विस्फोटों के अल्पकालिक और दीर्घकालिक प्रभावों को समझने के लिए हिरोशिमा और नागासाकी बम विस्फोटों के बचे लोगों का अध्ययन किया है । विकिरण और रेडियोधर्मी परिणाम शरीर में उन कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं जो सक्रिय रूप से विभाजित होती हैं (बाल, आंत, अस्थि मज्जा, प्रजनन अंग )। परिणामी स्वास्थ्य स्थितियों में से कुछ में शामिल हैं:
- मतली, उल्टी और दस्त
- मोतियाबिंद
- बाल झड़ना
- रक्त कोशिकाओं की हानि
इन स्थितियों से अक्सर ल्यूकेमिया, कैंसर , बांझपन और जन्म दोषों का खतरा बढ़ जाता है ।
वैज्ञानिक और चिकित्सक अभी भी जापान पर गिराए गए बमों के बचे लोगों का अध्ययन कर रहे हैं और उम्मीद करते हैं कि समय के साथ और परिणाम सामने आएंगे।
1980 के दशक में, वैज्ञानिकों ने परमाणु युद्ध (दुनिया के विभिन्न हिस्सों में कई परमाणु बम विस्फोट) के संभावित प्रभावों का आकलन किया और इस सिद्धांत का प्रस्ताव रखा कि एक परमाणु सर्दी हो सकती है। परमाणु-सर्दियों के परिदृश्य में, कई बमों के विस्फोट से धूल और रेडियोधर्मी सामग्री के बड़े बादल उठेंगे जो पृथ्वी के वायुमंडल में उच्च यात्रा करेंगे। ये बादल सूरज की रोशनी को रोक देंगे। सूर्य के प्रकाश का निम्न स्तर ग्रह की सतह के तापमान को कम करेगा और पौधों और जीवाणुओं द्वारा प्रकाश संश्लेषण को कम करेगा। प्रकाश संश्लेषण में कमी से खाद्य श्रृंखला बाधित होगी, जिससे जीवन (मनुष्यों सहित) का बड़े पैमाने पर विलुप्त होना होगा। यह परिदृश्य क्षुद्रग्रह परिकल्पना के समान है जिसे डायनासोर के विलुप्त होने की व्याख्या करने के लिए प्रस्तावित किया गया है. परमाणु-सर्दियों के परिदृश्य के समर्थकों ने धूल और मलबे के बादलों की ओर इशारा किया जो संयुक्त राज्य अमेरिका में माउंट सेंट हेलेंस और फिलीपींस में माउंट पिनातुबो के ज्वालामुखी विस्फोट के बाद पूरे ग्रह में चले गए ।
परमाणु हथियारों में अविश्वसनीय, दीर्घकालिक विनाशकारी शक्ति होती है जो मूल लक्ष्य से बहुत आगे तक जाती है। यही कारण है कि दुनिया की सरकारें परमाणु बम बनाने की तकनीक और सामग्री के प्रसार को नियंत्रित करने और शीत युद्ध के दौरान तैनात परमाणु हथियारों के शस्त्रागार को कम करने की कोशिश कर रही हैं। यही कारण है कि उत्तर कोरिया और अन्य देशों द्वारा किए गए परमाणु परीक्षणों को अंतर्राष्ट्रीय समुदाय से इतनी कड़ी प्रतिक्रिया मिलती है। हिरोशिमा और नागासाकी बम विस्फोट कई दशक पहले हो सकते हैं, लेकिन उस भयावह अगस्त की सुबह की भयानक छवियां हमेशा की तरह स्पष्ट और उज्ज्वल जलती हैं।
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सूत्रों का कहना है
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