פצצת ביקוע גרעיני

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
תמונת הפטרייה של פצצת "איש שמן" שהוטלה על נגסאקי, שצולמה ממפציץ B-29
נשק גרעיני
דגם של הפצצה "איש שמן", פצצת האטום שהוטלה על העיר היפנית נגסאקי ב־1945

היסטוריה של הנשק הגרעיני
מלחמה גרעינית
מרוץ החימוש הגרעיני
תכן נשק גרעיני / ניסוי גרעיני
השפעות פיצוץ גרעיני
מערכות לשיגור נשק גרעיני
ריגול גרעיני
התפשטות הנשק הגרעיני

פצצות:
פצצה מלוכלכת | פצצת ביקוע גרעיני
פצצת מימן | פצצת נייטרון
איש שמן | ילד קטן | פצצת הצאר
מדינות בעלות נשק גרעיני

מדיניות הגרעין של ארצות הברית · רוסיה · בריטניה · צרפת
סין · הודו
פקיסטן · צפון קוריאה
דרום אפריקה · ישראל

פצצת ביקוע גרעיני (הידועה בשם "פצצת אטום", על-אף שזהו שם מטעה מבחינה מדעית) היא סוג של נשק גרעיני, כלומר נשק המנצל את האנרגיה הרבה שאגורה בגרעין האטום ומשתחררת בתהליך של ביקוע גרעיני - פירוק גרעין כבד לגרעינים קלים יותר. השימוש בנשק גרעיני היווה נקודת מפנה בהיסטוריה של המלחמות ושל היחסים הבינלאומיים בכלל.

במהלך מלחמת העולם השנייה עסקו ארצות הברית, גרמניה הנאצית ואף האימפריה היפנית בפיתוח נשק גרעיני. למרות השגים משמעותיים בפרויקט הגרעין של גרמניה הנאצית ושל יפן, רק מאמץ הפיתוח של ארצות הברית - "פרויקט מנהטן" - הגיע לייצור פצצה גרעינית בפועל. ראש הפרויקט האמריקני, הפיזיקאי היהודי רוברט אופנהיימר זכה לפרסום רב וכונה "אבי פצצת האטום". צוות בראשות אנריקו פרמי השיג את תגובת השרשרת הגרעינית מעשי ידי אדם הראשונה מעולם בשנת 1942 וב־1945 נוסה הנשק הגרעיני לראשונה באתר טריניטי, סמוך לאלאמוגורדו, ניו מקסיקו. בעקבות הצלחת הניסוי יוצרו שתי פצצות ביקוע גרעיני, שהוטלו על הערים היפניות הירושימה ("ילד קטן") ונגסאקי ("איש שמן"). מספר ימים לאחר הטלת פצצת האטום על נגסאקי, נכנעה יפן ללא תנאים, ובכך למעשה באה לסיומה מלחמת העולם השנייה. מאז לא הופעל יותר נשק גרעיני במלחמה.

66,000 איש נהרגו כתוצאה מיידית מהתפוצצות הפצצה בהירושימה. 60,000 איש נוספים מתו עד סוף 1945 כתוצאה מפגיעות שגרמה להם הפצצה, ורבבות אנשים נוספים סבלו מנזקי הקרינה הרדיואקטיבית במשך שנים רבות.

ברית המועצות פוצצה את הפצצה הגרעינית הראשונה שלה RDS-1 ב-29 באוגוסט 1949. תכנון הפצצה התבסס בעיקר על התכנון האמריקאי, שאותו קיבלה ברית המועצות מהמרגל קלאוס פוקס, אך ייתכן שגם על סמך מתקנים של גרמניה הנאצית, בשטח מזרח גרמניה לשעבר.

עוצמתה של פצצת ביקוע גרעיני נמדדת בקילוטון TNT (בקצרה "קילוטון"). עוצמתה של "ילד קטן", פצצת האטום שהוטלה על הירושימה, הייתה כ-13 עד 16 קילוטון TNT.

תהליך מקביל המפיק אנרגיה רבה יותר הוא היתוך גרעיני, שבו מתחברים גרעיני אטומים קלים ליצירת אטום כבד יותר, והוא התהליך המניע את השמש וגם הבסיס לפעולתה של פצצה תרמו-גרעינית המכונה גם פצצת מימן.

נזקים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הנזקים המיוחסים לפצצות ביקוע גרעיני ולפצצות תרמו גרעיניות הם (בסדר יורד לפי עוצמת הנזק לרקמות אורגניות):

1. גל הדף (shock wave)

מקובל להניח שבפצצת ביקוע גרעיני "רגילה" (בסדר הגודל של פצצת "ילד קטן") יהיה "הרס מוחלט" (מוגדר כ-80% מקרי מוות - מעל 1 אטמוספירה) כתוצאה מעוצמת גל ההדף ברדיוס של כ-500 מטר ו"הרס כבד" (מוגדר כ-15% מקרי מוות - מעל 0.3 אטמוספירה) ברדיוס 1 ק"מ. שטחים אלו יגדלו משמעותית במידה והפיצוץ יהיה כמה מאות מטרים מעל גובה הקרקע. יחד עם זאת, מקלטים וממ"דים בישראל אמורים לשרוד את רוב ההדף שכן התקן קובע שמבנים אלו עמידים בהדף של מעל 1 אטמוספירה.

2. קרינה תרמית (light emission)

כוויות קשות ואף התאיידות של אנשים החשופים לפיצוץ, ושריפות מבנים. עוצמת ההרס תלויה בעוצמת גלי השריפות, בטיב הבניה וכדומה.

3. קרינה מייננת (ionizing radiation)

עוצמת הקרינה קטנה בכמחצית, מדי 150 מטר. הקרינה קטלנית לרקמות וגם כאן הטווח הקטלני נאמד בכמה מאות מטרים, בפצצה מהגודל של "ילד קטן".

4. נשורת/זיהום רדיו-אקטיבי (fallout / radioactive contamination)

הנשורת נוצרת רק במידה שהפיצוץ היה קרוב מאוד לקרקע. האבק המיונן מתחיל לנשור מהפטריה בגובה קילומטרים רבים כחצי שעה לאחר הפיצוץ. עוצמת הנזק תלויה במשטר הרוחות ובפצצה מהגודל של "ילד קטן" יכולה להגיע לכ-20 ק"מ. הנשורת נחשבת קטלנית ב-48 השעות הראשונות לאדם ללא הגנה, ולאחר מכן עוצמתה דועכת עד ל 1% מכמות הקרינה הראשונית, אך גם אז אין להשאר יותר מכמה שעות בשטח הנגוע ללא הגנה. קיר בטון בעובי 30 ס"מ נחשב להגנה מספקת.

5. דופק (פולס) אלקטרו-מגנטי (electromagnetic pulse)

נזק זה אינו גורם לפגיעה ישירה בחיי אדם, אך עלול לגרום לנזק כלכלי ותעשייתי חמור. מערכות מחשב רבות - בין השאר של מערכות חיוניות כגון מים וחשמל - עלולות להנזק עקב הזרם הרגעי העובר במוליכים בעוצמה גבוהה.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – היסטוריה של הנשק הגרעיני

עקרון פעולה[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – ביקוע גרעיני

מבנה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מנגנון ירי[עריכת קוד מקור | עריכה]

הדגמת פעולת מנגנון ירי

מנגנון הירי, המנגנון שבפצצה "ילד קטן"- שהוטלה על הירושימה, הוא מנגנון שמבוסס על הפרדת החומר הבקיע לשתי מסות תת-קריטיות, וירי אחת מהן אל השנייה למטרת הביקוע. החומר הבקיע במנגנון זה הוא אורניום מועשר (כלומר אורניום שרובו עשוי מהאיזוטופ אורניום 235, אשר באורניום טבעי הוא מהווה אחוז קטן מהרכב החומר שרובו מורכב מאורניום-238). את המסה הקריטית של האורניום המועשר, מפרידים לשתי מסות תת-קריטיות, בצורה של "קליע" ו"מטרה". שתי המסות נמצאות בקנה ירי, וכדי ליצור את תגובת השרשרת הגרעינית, נורה ה"קליע" אל ה"מטרה", ובכך מתחבר אליה, יוצר מסה קריטית ומתחיל את הביקוע הגרעיני. יעילות מנגנון הירי נמוכה למדי שכן רק אחוז קטן מהאורניום עובר את תהליך הביקוע הגרעיני, וכן המנגנון אינו בטוח והינו בעל פוטנציאל גדול לתאונות. התרסקות מטוס, שריפה או פגיעת ברק עלולים להפעיל את המנגנון ובכך ליצור תגובת שרשרת גרעינית.

מנגנון קריסה[עריכת קוד מקור | עריכה]

אנימציה של מנגנון הקריסה

מנגנון הקריסה, המנגנון שבפצצה "איש שמן"- שהוטלה על נגסאקי, הוא מנגנון המבוסס על דחיסה של מסה תת-קריטית עד מצב של מסה על-קריטית. החומר המתבקע במנגנון זה הוא פלוטוניום U-239, תוצר מלאכותי של אורניום U-238. המנגנון מבוסס על ליבת מסה תת-קריטית של פלוטוניום, שממוקמת במרכז מסה כדורית של חומר נפץ רגיל. כדי ליצור את תהליך הביקוע, מוצת בו-זמנית חומר הנפץ שמסביב לליבה, ובכך יוצר לחץ סימטרי עצום אל תוך ליבת הפלוטוניום. ליבת הפלוטוניום נדחסת, וצפיפותה מתגברת עד כדי היווצרות מסה על-קריטית המאפשרת את הליך ביקוע הגרעין. במנגנון זה ישנה בעייתיות, הנובעת מהקושי לוודא שתהליך הדחיסה יהיה סימטרי באופן מדויק. דחיסה א-סימטרית תביא לפליטת מסת הפלוטוניום אל מחוץ לגוף הפצצה, ובכך לשיבוש תהליך הביקוע ולפיצוץ בלתי-יעיל. על הקושי ניתן להתגבר בעזרת מנגנון לוויסות עוצמת פיצוץ חומר הנפץ הרגיל עד להשגת גל הדף בסימטריות הרצויה. מנגנון הקריסה יעיל ובטיחותי יותר ממנגנון הירי, שכן כדי ליצור תהליך ביקוע יש ליצור תהליך דחיסה מדויק מאוד ולא מקרי.

תיאור סכמטי של פצצת ביקוע גרעיני

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]