فكرة القنبلة النووية و خطوات يسهل فهمها على الجميع

البلدان الرئيسية المصدرة لليورانيوم: أستراليا وكندا والصين وكازاخستان وناميبيا والنيجر وروسيا وأوزبكستان**

يعد اليورانيوم المادة الخام الأساسية للبرامج النووية، المدنية منها والعسكرية.

يستخلص اليورانيوم إما من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم المختلفة، إلا أن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام يمكن الاستفادة منه.

حينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي، ينجم عن ذلك انطلاق للطاقة، وهي العملية التي تعرف باسم الانشطار النووي.

ويحدث الانشطار النووي ببطء في المنشآت النووية، بينما يحدث نفس الانشطار بسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا.
( إذاً الفرق بين الإحتراق والإنفجار, هو أن الإحتراق يحدث بصورة منضبطة وتحت التحكم, أما الإنفجار فيكون بسرعة وبدون تحكم , مما يسبب تصاعد كمية هائلة من الغازات والحرارة في حيز ضيق جداً يؤدي إلى ضغط شديد وذلك بدوره يوصلنا إلى الإنفجار)

ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم 235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـ"النظير الانشطاري" لميله للانشطار محدثا تسلسلا تفاعليا، مطلقا الطاقة في صورة حرارية.

وحينما تنشطر ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاثة نيوترونات.

وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصطدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى.

ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتسلسل تفاعلي يتواصل من تلقاء نفسه. ويعرف هذا المتطلب بـ"الكتلة الحرجة".

غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235، بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238.
( تجدر الإشارة هنا,,, إلا أنه هناك ثلاث نظائر قابلة للإنشطار هي : اليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239 * والذي نحصل عليه من تخصيب يورانيوم 238 * و يورانيوم 233 * والذي نحصل عليه من تخصيب الثوريوم 232 *.... وهناك خمسة أنواع للوقود النووي : اليورانيوم العالي الإثراء * وهو الذي تكون فيه نسبة اليورانيوم 235 إلى 238 90% ... واليورانيوم منخفض الإثراء وهو الذي تكون فيه نسبة النظير 235 إلى النظير 238 3%.. واليورانيوم الطبيعي...والبلوتونيوم .. اليورانيوم 233..)

التحويل

** الكعكة الصفراء**

بعد استخلاص اليورانيوم ينقل الخام إلى أداة لطحنه في صورة مسحوق ناعم، يتم تكريره بعد ذلك في عملية كيميائية وإعادة تشكيله في هيئة صلبة تعرف باسم "الكعكة الصفراء"، للونها الأصفر. يذكر أن 60% إلى 70% من الكعكة الصفراء من اليورانيوم، وهي نشطة إشعاعيا.

والهدف الأساسي للعلماء النوويين هو زيادة كمية الذرات من اليورانيوم-235، وهي العملية التي تعرف بالتخصيب...( حيث أن النظير 235 و النظير 238 لهما نفس الخصائص الفيزيائية كحال كل النظائر لذلك لا يمكن فصلها بالطرق الفيزيائية ولجؤا إلى الطرق الكيميائية) ولكي يمكن الوصول إلى هذه المرحلة، يتعين أن يتحول اليورانيوم أولا إلى غاز، المعروف باسم سداسي فلوريد اليورانيوم وذلك بتسخينه لنحو 64 درجة مئوية.

ولسداسي فلوريد اليورانيوم خواص مؤكسدة وهو قابل للتفاعل بسهولة، وعلى ذلك يتعين التعامل معه بعناية بالغة.

ويتعين مد أنابيب وإنشاء مضخات خاصة في وحدات التحويل من الألومنيوم والنيكل. كما ينبغي أن يكون الغاز بمنأى عن الزيت ومواد التشحيم حتى لا تحدث أي تفاعلات كيميائية غير مطلوبة..


التخصيب

**البلدان التي لديها وحدات طرد مركزي: البرازيل والصين وألمانيا واليابان وإيران وهولندا وكوريا الشمالية وباكستان وروسيا وبريطانيا
**

هدف التخصيب هو زيادة نسبة ذرات اليورانيوم-235 الانشطاري في اليورانيوم.

ولكي يكون اليورانيوم قابل للتفاعل في مفاعل نووي لابد من تخصيبه ليحتوي على 2-3% من اليورانيوم-235. أما اليورانيوم الداخل في صناعة الأسلحة فلابد أن يحتوي على 90% يورانيوم-235 أو أكثر.

ومن أساليب التخصيب الشائعة الاستعانة بجهاز طرد مركزي غازي، حيث يتم تدوير سداسي فلوريد اليورانيوم في غرفة اسطوانية بسرعات شديدة. ويؤدي هذا إلى انفصال النظير يورانيوم-238 الأكثر كثافة عن النظير يورانيوم-235 الأخف.

ويتحرك اليورانيوم-238 الأثقل نحو قاع الغرفة حيث يتم استخلاصه، بينما تبقى تجمعات ذرات اليورانيوم-235 الأخف قرب المركز حيث يتم تجميعها.

وبعد ذلك يضخ اليورانيوم-235 في جهاز طرد مركزي آخر، وتتكرر تلك العملية عدة مرات عبر سلسلة من أجهزة الطرد المركزية.

ويعرف اليورانيوم المتبقي - وهو بالأساس من اليورانيوم-238 بعد إزالة كافة ذرات اليورانيوم-235 منه - باليورانيوم المنضب، وهو معدن ثقيل ومشع بشكل بسيط ويستخدم كمكون في القذائف الخارقة للدروع وغيرها من الذخائر.

ومن أساليب التخصيب الأخرى الأسلوب الذي يعرف بالترشيح.

ويعتمد هذا الأسلوب على أنه بين النظيرين الموجودين في غاز سداسي فلوريد اليورانيوم، فإن اليورانيوم-235 ينتشر بسرعة أكثر عبر مرشح خاص عن السرعة التي ينتشر بها النظير الأثقل، اليورانيوم-238.

وكما هو الحال مع أسلوب الطرد المركزي، يلزم تكرار هذه العملية مرات عديدة..

>>>>>>>> هنا يتجزء المخطط لدورتين دورة مباشرة لإنتاج قنبلة اليورانيوم,,,, والدورة الأخرى .. مفاعل> معالجة> قنبلة بلوتونية.... سوف نبدء بالأولى ثم الثانية..


قنبلة اليورانيوم



( فكرة القنبلة النووية ,, هي ضمان حدوث التفاعل المتسلسل , لذلك علينا أن نركز اليورانيوم 235 بالنسبة ليورانيوم 238 الذي يقتنص النيوترونات بتالي يضعف التفاعل , ثم نزيد من حجمه حتى يمكن أن يتم فيه التفاعل الإنشطاري المتسلسل , وبالحساب وجدوا أن كتلة اليورانيوم 235 إذا وصلت إلى قدر معين يحدث بها التفاعل المتسلسل بسرعة هائلة , وفي أقل من جزء من ألف من الثانية, وتنشطر جميع ذراتها وتنطلق طاقتها على هيئة إنفجار مروع, وتسمى هذه الكتلة بالحرجة وتبلغ نحو 30 كيلو جرام , ويبلغ حجمها مثل قبضة اليد, وهذه هي الفكرة الأساسية في صناعة القنبلة النووية حيث يتم تحضير اليورانيوم بتركيز 90% على هيئة كتلتين منفصلتين , كل واحدة منها أقل من الكتلة الحرجة ولكت مجموعهما يزيد عن هذه الكتلة, ويوضعا في القنبلة بطريقة تجعلهما يلتصقان ببعضعهما عند لحظة التفجير, وقد يوضع بينهما مصدر لنيوترونات لضمان بداية التفاعل)

هدف مصممو القنبلة النووية تخليق قاعدة نشطة من اليورانيوم المخصب تغذي تفاعلا تسلسليا وتطلق كميات هائلة من الحرارة بشكل عنيف.

ومن بين أبسط تصميمات تلك القنبلة، التصميم الذي يطلق عليه تصميم "المدفع".

وفي هذا التصميم يتم قذف قاعدة نشطة بكمية أصغر منها من المادة النشطة، مما يؤدي إلى إثارة التفاعل التسلسلي لليورانيوم ويحدث انفجارا نوويا.

وتحدث تلك العملية في أقل من ثانية.

ولتخليق الوقود لقنبلة اليورانيوم، يتم أولا تحويل سداسي فلوريد اليورانيوم عالي التخصيب إلى أكسيد اليورانيوم، ثم إلى صبات من معدن اليورانيوم.

ويمكن عمل ذلك باستخدام عمليات كيميائية وهندسية بسيطة نسبيا.

ويحدث أقوى سلاح انشطاري بدائي - وهو القنبلة الذرية - انفجارا بقوة 50 كيلوطن.

ويمكن زيادة تلك القوة الانفجارية باستخدام تكنيك يطلق عليه اسم التعزيز، يعمل على تحجيم خصائص الاندماج النووي.

ويقصد بالاندماج اندماج نوايات الذرات من نظائر الهيدروجين لإنتاج نوايات هليوم. وتحدث تلك العملية حينما يتم تعريض نوايات الهيدروجين لحرارة وضغط شديدين، وكلاهما من نواتج القنبلة النووية.

وينتج الاندماج النووي نيوترونات أكثر بما يحفز التفاعل الانشطاري أكثر، وبالتالي ينجم انفجار أشد.

ويطلق على تلك الأسلحة المعززة اسم القنابل الهيدروجينية، أو الأسلحة الحرارية-النووية.


مفاعـــــــل


1. قلب المفاعل
2. مضخة التبريد
3. قضبان الوقود
4. مولد البخار
5. ضخ البخار للتربين، الذي يولد الكهرباء
6. مبنى الاحتواء

تعتمد المفاعلات النووية على أساس أن الانشطار النووي يولد حرارة، يمكن الاستفادة منها واستخدامها في تسخين المياه لتكوين البخر وتشغيل التوربينات.

ويستخدم المفاعل النووي المعتاد اليورانيوم المخصب في شكل "كريات" من الوقود حجم كل واحدة منها تقريبا حجم العملة وطولها نحو بوصة. ويتم تشكيل تلك الكريات على هيئة قضبان طويلة تعرف باسم الحزم ويتم الاحتفاظ بها داخل حجرة مضغوطة شديدة العزل.

وفي الكثير من محطات توليد الطاقة، يتم تغطيس الحزم في الماء للإبقاء عليها باردة، وتستخدم محطات أخرى ثاني أكسيد الكربون أو المعدن المذاب لتبريد قلب المفاعل.

ولكي يمكن استخدام اليورانيوم في المفاعل؛ لإنتاج الحرارة عبر تفاعل انشطاري، ينبغي أن تكون قاعدة اليورانيوم قاعدة نشطة أي أن يكون اليورانيوم مخصبا بما يكفي للسماح بحدوث تسلسل تفاعلي يستمر من تلقاء ذاته. ( وهنا يجدر الذكر , أن النيوترونات البطيئة طاقتها واحد إلكترون فولت إحتمالية إصطدامه بالنظير 235 أكبر من إحتملية إصطدامها ب 238 رغم أن نسبته أكبر باليورانيوم المنخفض الإثراء أو اليورانيوم الطبيعي , ولكن طاقة النيورونات المنطلقة من الإنشطار تكون كبيرة حوالي مليون إلكترون فولت , لذلك إذا أمكن إصطياد النيوترونات المنبعثة من إشطار 235 مباشرة وتهدئة سرعتها ثم إعادتها إلى كتلة اليورانيوم عندما تصل طاقته إلى واحد إلكترون فولت , فإن ذلك يعني إستمرار التفاعل المتسلسل دون أن تعوقه شراهة اليورانيوم 238 إلى إقتناص النيوترونات السريعة , وهذا مافعله إنريكو فيرمي عند بناء أول مفاعل تجريبي في العالم , حيث جزء اليورانيوم الطبيعي المستخدم كوقود إلى كتل منفصلة توضع في وسط من مادة مهدئة لنيوترونات)

ويجب ضبط هذه العملية , لكي لا تتحول إلى إنفجار نووي!!!
ولتنظيم هذه العملية، ولتمكين المنشأة النووية من العمل، يتم إدخال قضبان تحكم في غرفة المفاعل، وهي قضبان مصنوعة من مادة، عادة ما تكون الكادميوم، تمتص النيوترونات المتولدة من الذرات داخل المفاعل.

فكلما تم إقلال النيوترونات كلما تم تحجيم التفاعلات المتسلسلة بما يبطئ من عملية انشطار ذرات اليورانيوم.

وتوجد أكثر من 400 محطة نووية لتوليد الطاقة في العالم، تنتج نحو 17% من كهرباء العالم. كما تستخدم المفاعلات النووية لتوليد الطاقة للغواصات والقطع البحرية.


المعالجــــــة


**محطة سيلافيلد في بريطانيا من أكبر محطات المعالجة في العالم**

يقصد بها العملية الكيميائية التي تفصل الوقود المفيد لإعادة تدويره من النفاية النووية.

ويتم نزع الغلاف الخارجي المعدني للقضبان النووية المستخدمة قبل أن يتم تذويبها في حامض النيتريك الساخن، وهو ما ينتج اليورانيوم (96%)، والذي يعاد استخدامه في المفاعلات، ونفاية شديدة الإشعاع (3%)، فضلا عن البلوتونيوم (1%).

كل المفاعلات النووية تنتج البلوتونيوم، غر أن المفاعلات العسكرية تنتجه بكفاءة أكثر من المفاعلات المبنية لأغراض أخرى.

ويمكن إخفاء وحدة معالجة ومفاعل لإنتاج ما يكفي من البلوتونيوم في مبنى يبدو عاديا من الخارج.

وهو ما يجعل استخلاص البلوتونيوم عن طريق المعالجة خيارا مغريا لأي بلد يرغب في متابعة برنامج سري للأسلحة.

قنبلة البلوتونيوم

يوفر البلوتونيوم عدة مزايا لا تتوفر في اليورانيوم كمكون لسلاح نووي. إذ يكفي نحو أربعة كيلوجرامات من البلوتونيوم لصناعة قنبلة، بينما تنفجر مثل هذه القنبلة بقوة 20 كيلوطن.

ولإنتاج 12 كيلوجراما من البلوتونيوم في العام، لا يلزم سوى منشأة معالجة صغيرة نسبيا.



ويتكون الرأس الحربي من نطاق من البلوتونيوم محاط بغلاف من مادة مثل البريليوم تعكس النيوترونات مرة أخرى لمواصلة العملية الانشطارية.

ويعني هذا أنه يلوم كمية أقل من البلوتونيوم للوصول إلى قاعدة نشطة، وإنتاج تفاعل انشطاري يستمر من تلقاء ذاته.

وقد تجد مجموعة إرهابية أو بلد أنه من الأسهل الحصول على البلوتونيوم من المفاعلات النووية المدنية، بدلا من محاولة الحصول على اليورانيوم المخصب، لإنتاج قنبلة نووية.

ويعتقد الخبراء أن الإرهابيين بإمكانهم تصميم قنبلة بلوتونيوم بدائية وتجميعها إذا توافر لديهم من المهارة ما لا يتجاوز ما توافر لجماعة أوم شينري كيو الدينية المتطرفة التي هاجمت مترو أنفاق اليابان بغاز الأعصاب عام 1995.

وبإمكان قنبلة نووية من هذا النوع أن تنفجر بقوة تعادل 100 طن من مادة تي إن تي - وهو ما يتجاوز أضخم هجوم تفجيري إرهابي حدث حتى الآن بعشرين ضعفا.
قال تعالى: (ولولا دفع الله الناس بعضهم ببعض لفسدت الأرض) سورة البقرة.
أي لولا أنه يدفع بمن يقاتل في سبيله كيد الفجار وتكالب الكفار لفسدت الأرض باستيلاء الكفار عليها ومنعهم من عبادة الله وإظهار دينه.
قال عليه السلام: (ألا أنبئكم بخير أعمالكم ، وأزكاها عند مليككم ، وأرفعها في درجاتكم ، و خير لكم من إنفاق الذهب والفضة ، وخير لكم من أن تلقوا عدوكم فتضربوا أعناقهم ويضربوا أعناقكم ؟ قالوا بلى ، قال : ذِكْرُ الله تعالى
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته..