BOMBA ATOMICA

“...Nu exista nimic altceva decat atomi si vid “ a afirmat Democrit.Asa incepe oare istoria bombei atomice ?
Cu 400 de ani inaintea erei noastre Democrit din Abdera descopera ca sfaramand un obiect material se obtin bucati mai mici, care la randul lor se descompun in bucatele si mai mici de materie si asa mai departe. La sfarsitul acestei serii de operatii repetate vor exista niste particule foarte mici care nu mai pot fi divizate. Aceste particule Democrit le-a numit ‘atomi’ (indivizibili) si a formulat prima teorie refefritoare la atom :
<< Atomii sunt particule eterne, simple si impenetrabile, diferite unele de altele numai prin forma, pozitie si miscare, constituind alfabetul universului. >>
Aceasta teorie este pe cale de a fi rasturnata in 1896, cand un profesor de fizica francez, Antoine-Henri Becquerel, descopera proprietatea atomilor de Uraniu de a emite raze, proprietate denumita mai tarziu de catre sotii Curie ‘radioactivitate’. Asadar, materia poate sa emita energie.
In anul 1903 un fizician neozeelandez, Ernest Rutherford, da prima explicatie fenomenului de radioactivitate, demonstrand ca atomii elementelor radioactive emit trei feluri de radiatii : radiatii a cu sarcina electrica pozitiva, radiatii b cu sarcina electrica negativa si radiatii g fara sarcina electrica si a aratat ca atomul nu este indivizibil, radioactivitatea fiind o consecinta a ‘dezintegrarii’ atomilor, aceasta dezintegrare eliberand energie sub forma de radiatii. Astfel, Rutherford isi da seama ca atomul este format la randul lui dintr-un mic nucleu (care contine particule cu sarcina electrica pozitiva-protoni) inconjurat de un anumit numar de particule cu sarcina electrica negativa-electroni. In 1919, bombardand cu particule a un anumit element-Azotul-, Rutherford a reusit sa transforme atomii acestuia in atomi ai elementelor Hidrogen si Oxigen. Prin mijloace artificiale, acest fizician a reusit sa faca primul pas adevarat catre cucerirea energiei care tine unite particulele atomului - energia atomica.
Astfel, Rutherford demonstreaza contrariul teoriei lui Democrit referitoare la indivizibilitatea atomului.
Mai tarziu, studiind radiactivitatea, Albert Einstein isi da seama ca a distruge cea mai mica particica a materiei inseamna a elibera o mare cantitate de energie.
n anul 1931, fizicianul englez, James Chadwick, descopera ca nucleul contine, pe langa protoni, particule lipsite de sarcina electrica, pe care le numeste neutroni. Mai tarziu, fizicianul italian Enrico Fermi avea sa foloseasca neutronul pentru a bombarda si dezintegra nucleul, eliberand astfel energia din el. Fara sa-si dea seama, Chadwick gasise cheia fisiunii nucleare, adevarata cheie pentru cucerirea energiei atomice.
In jurul anilor 1932-1933 fizica atomica a facut o serie de pasi importanti. La laboratorul Cavendish din Cambridge, fizicienii Cockcroft si Walton dezvolta experienta profesorului lor, Rutherford, si bombardeaza nucleele de Litiu cu protoni, generati pe cale artificiala, reusind sa-i dezintegreze si sa-i transmute in nuclee de Heliu.
In 1933, la Londra, fizicianul maghiar Leo Szilard intuieste posibilitatea folosirii in scopuri militare a imensei energii nucleare. Dar nu este decat o intuitie, deoarece fizica este inca departe de a poseda,fie chiar numai din punct de vedere teoretic, cheia pentru cucerirea energiei atomice.
Din 1925 in Germania se instaureaza guvernul lui Hitler care ii persecuta pe evrei si astfel foarte multi evrei printre care si mari fizicieni parasesc Germania, refugiindu-se in alte tari. Intre anii 1933-1935 pleaca in America multi oameni de stiinta printre care : Albert Einstein, Edward Teller (fizician maghiar, parintele bombei cu Hidrogen), Eugen Wigner, James Franck, Leo Szilard, iar in 1938 si Enrico Fermi. In acesti ani in America are loc cea mai mare concentrare de oameni de stiinta cunoscuta vreodata. Daca pana acum oamenii de stiinta din tarile Europei studiau impreuna la o universitate din Anglia, Franta sau Germania, iar descoperirile pe care le facea unul dintre ei aveu sa fie cunoscute si aprofundate de toti, de acum inainte fiecare tara avea sa tina in secret mai ales descoperirile care se realizau in fizica atomica.
Inainte de a pleca in America, Enrico Fermi descopera reactiile nucleare efectuate de neutronii incetiniti cu grafit sau apa grea, si va folosi mai tarziu neutronii incetiniti pentru a determina reactiile in lant.
In anul 1938 fizicienii germani Otto Hahn si Fritz Strassman descopera, la Berlin, ca in procesul de fisiune (divizarea nucleului de Uraniu in doua cu ajutorul unui neutron), se dezvolta o mare cantitate de energie.Tot atunci ei descopera si posibilitatea realizarii unei reactii in lant. Astfel se contureaza ideea realizarii unei arme atomice pe baza unei reactii in lant. Dupa aceasta descoperire, in Germania nu se mai face nici un comentariu si nu mai apare nici o publicatie stiintifica referitoare la acest subiect. Acest lucru da de banuit oamenilor de stiinta din America, banuielile lor confirmandu-se cand, pe neasteptate, nazistii interzic exploatarea Uraniului din bogatele mine cehoslovace pe care pusesera stapanire, ceea ce insemna ca fizicienii germani se gandeau la folosirea Uraniului pentru a construi o bomba atomica. Si intradevar, la Institutul Kaiser Wilhelm din Berlin, fizicianul german Werner Heisenberg lucreaza la proiectul bombei atomice.
In anul 1939 izbucnirea razboiului mondial intrerupe pasnicul “voiaj spre necunoscut" : stiinta si tehnica sunt mobilizate sa slujeasca unor scopuri distructive.
In acelasi an trei dintre fizicienii emigrati in America, Szilard, Wigner si Fermi, ii trimit , cu ajutorul lui Einstein, o scrisoare presedintelui Americii, Francklin Delano Roosevelt, prin care ii comunica descoperirile facute in ultima perioada (o masa mare de Uraniu poate determina o reactie in lant, aceasta reactie dezvoltand o uriasa cantitate de energie, iar acest fenomen nou ar putea duce la construirea unor bombe extrem de puternice), il instiinteaza pe presedinte ca germanii cunosc deja aceste lucruri si probabil ca planuiesc construirea unor bombe de acest fel, constituind astfel un pericol pentru intreaga lume si ii cer aprobarea de a crea o arma atomica, sperand sa realizeze acest lucru inaintea germanilor. In acelasi an presedintele da acordul fizicienilor de a actiona, toate planurile si operatiunile devin strict secrete, insa doar din 1941 se intra in faza concreta a realizarii bombei atomice. Aceasta operatiune a fost numita ‘Proiectul Manhattan’ si a fost condusa de generalul Leslei Richard Groves. Pentru realizarea acestui proiect s-au cheltuit in total aproximativ trei miliarde de dolari, iar dupa doi ani aproape 150 de mii de persoane lucreaza in cel mai mare secret la acest proiect. Acest secret nu il cunostea nici macar Einstein care a aflat de existenta unei bombe atomice dupa explozia de la Hiroshima, cand evenimentul a aparut in ziare.
In 1942 Fermi construieste o pila atomica formata din placi de grafit si cilindri de Uraniu, dispusi alternativ, in care reactia in lant sa se autointretina, bombardarea nucleelor de Uraniu realizandu-se cu neutronii incetiniti care treceau prin grafit.
In acelasi an, unui tanar fizician, pe nume Julius Robert Oppenheimer, i s-a cerut sa se ocupe de partea proiectului referitoare la fabricarea armelor atomice. Intre timp, in Germania studiile si proiectele pentru realizarea unei bombe atomice se desfasurau foarte greu, deoarece mai ramasesera foarte putini fizicieni care sa se ocupe de acest lucru. Era nevoie de multi tehnicieni, mecanici, chimisti si de foarte multi bani pe care guvernul german nu isi permitea sa-l risipeasca si, de asemenea, nu dispuneau de Uraniul si de apa grea necesare. Convinsi ca in aceste conditii nu vor reusi niciodata sa realizeze o bomba atomica, fizicienii germani au hotarat sa realizeze niste reactoare nucleare. Ei faceau rost de apa grea necesara de la uzina din Rjukan (Norvegia), care era sub stapanirea lor. Dar, in 1943, niste soldati norvegieni, instruiti de englezi, bombardeaza uzina, distrugand toata cantitatea de apa grea care se afla acolo si blocand astfel planurile germanilor.
La sfarsitul anului 1942 lui Robert Oppenheimer ii vine ideea de a construi un laborator imens care sa reuneasca pe toti atomistii din America si toate cercetarile care se refereau la proiectul construirii unei bombe atomice. Acest superlaborator a fost construit pe podisul Los Alamos din New Mexico, un podis izolat, inconjurat de munti. Laboratorul a inceput sa functioneze din 1943, iar conducerea lucrarilor de aici i-au fost incredintate lui Oppenheimer. Astfel, Oppenheimer va deveni parintele bombei atomice. Inte anii 1943-1945, cat a durat construirea bombei, Los Alamos a cunoscut o concentrare de oameni fara precedent in istorie.
Tot in 1943 fizicienii de la Los Alamos au mai construit inca trei pile atomice, mai mari insa decat cea a lui Fermi. Cunoscand pericolul pe care il reprezentau germanii daca construiau o bomba atomica si nestiind in ce stadiu au ajuns fizicienii nemti cu cercetarile, cei de la Los Alamos se grabeau, lucrand de dimineata pana noaptea tarziu.

SURSA 03

Dupa cel de-al doilea razboi mondial, Statele Unite si Uniunea Sovietica au preluat controlul asupra productiei mondiale de arme nucleare prin intermediul unor acorduri internationale. Primul acord a fost Tratatul de interzicere a testelor nucleare, s-a incheiat in 1963, si prevedea stoparea testelor nucleare in atmosfera, in spatiul cosmic si sub apa, acestea urmand a fi efectuate numai in buncare subterane special construite. Urmatorul tratat a urmat in 1968 si prevedea ca cele doua semnatare sa nu raspandeasca armele nucleare tarilor care nu posedau inca aceasta arma. Cel mai substantial avans in limitarea cursei de inarmare nucleara a venit in 1970 prin demararea programului SALT, (Acordul de limitare a armelor stratgice) care au avut ca scop franarea ritmului de constructie continua de rachete balistice intercontinentale, ICBM. O parte majora a tratatului SALT I la care s-a ajuns in 1972 prevedea incetinirea ritmului de poductie a rachetelor intercontinentale. O alta prevedere a acordului, care insa nu a fost respectata de nici o parte a constat in inghetarea numarului de rachete intercontinentale si rachete balistice lansate din submarine, SLMB, de ambele parti la valoarea pe care o detineau in acel moment. Acordul SALT II, din 1979 impunea ambelor parti limite pentru stocul de rachete strategice cu mai multe focoase nucleare capabile de a lovi mai multe tinte, MIRV. Se impuneau limite mai stricte si asupra numarului de rachete intecontinetale lansate din submarine, rachete balistice, bombardiere, si asupra altor dispozitive de lansare a unei rachete intercontinentale. Acordurile SALT au ajutat la stoparea cresterii numarului de arme nucleare atat in tabara americana cat si in cea sovietica, dar in momentul inceperii negocierilor, ambele tari posedau arsenale nucleare capabil sa distruga partea adversa si nu numai. in timpul regimului lui Mihail Gorbaciov, in 1985, a fost intensificat controlul asupra armelor nuclare, si a fost stabilit un acord foarte important intro cele doua parti, care pevedea scoaterea din uz a tuturor rachetelor balistice cu raza mica sau medie de actiune, in cel mai scurt timp. intre timp, in 1982, a inceput un nou set de negcieri pentru dezafectarea unui numar insemnat de focoase nucleare. Aceste intrvederi au purtat numele de START. in acordul semnat in 1991, sub numele de START I, ambele puteri isi impuneau reducerea fortei nucelare strategice cu un procent de 25 - 30 % in urmatorii cativa ani. Ambele parti au inceput de asemenea eliminarea a numeroase tipuri de arme nucleare folosite pe campul de lupta, care includeau si proictile cu uraniu, diverse bombe de mici dimensiuni, mine, bombe, si capete nucleare din diferite rachete tactice. Dupa destramarea Uniunii Sovietice, noul stat creat Rusia a intreprins eforturi pentru reducera drastica a armanentului nuclear si conventional prin acorduri unilatrale cu Statele Unite, datorita presiunilor externe si datorita crizei financiare tot mai accentuate care nu ii mai permitea nici macar intretinerea acestui urias arsenal. Noile republici independente formate, Ucraina, Belarus si Kazahstan care au mostenit arme nucleare au dus o politica de eliminare a acestora, fiind constranse atat de Statele Unite cat si de Rusia. in 1992 a fost semnat un nou tratat intre Rusia si Statele Unite, numit START II, care prevedea reducerea drastica a numarului de focoase nucleare pe o perioada care se extinde pana in secolul 21.
Armamentul nuclear modern s-a diversificat, si este compus din mai multe tipuri de focoase nucleare, clasificate dupa efectele acestora.
Bomba termonucleara sau bomba cu hidrogen, a carei explozie degaja energii imense rezulta din reactia in lant, necontrolata, care se intretine singura, a izotopilor de hidrogen, care se combina la temperaturi foarte inalte pentru a forma heliu intr-un proces cunoscut sub numele de fuziune nucleara. Atomii de higrogen care se leaga in urma exploziei pentru a forma atomi grei de heliu pierd 0,63% din masa lor care se transforma in energie dupa celebra formula a lui Einstein ( E = mc2 ). Deuteriul si tritiul, izotopii hidrogenului ofera nuclei de interactie ideali pentru procesul de fuziune. Doi atomi de deuteriu, fiecare cu un proton si un neutron, sau de tritiu, cu un proton si doi neutroni, se unesc pentru a forma nuclei mai grei de heliu cu doi protoni si unul sau doi neutroni. Detonarea bombei termonucleare este formata din cateva etape. Prima consta in detonarea unei cantitati relativ mici de explozivi conventionali, care aduc la un loc masele de uraniu care depasesc astfel masa critica si creaza o reactie in lant, care produce la randul ei o temperatura extraordinar de mare, de miliaone de grade, si o forta care, reflectate de un container separat de uraniu care il inconjara, produce o reactie de fisiune, care consuma inclusiv materialelele din atmosfera vecina. Toate aceste faze se desfasoara intr-o fractiune de secunda. Materialele rezultate in urma exploziei sunt suflul, lumina, caldura si cantitati diferite de produsi secundari. Suflul exploziei este atat de puternic incat ia forma unei unde de soc produsa ca de un cutremur de magnitudine foarte mare, se deplaseaza la viteze mult peste viteza sunetului, cauzand orbirea oamenilor aflati chiar la mai multe zeci de kilometrii de epicentrul exploziei. Produsii secundari in numar foarte mare contamineaza atmsfera, solul si persista pentru un timp indelungat, contaminand in timp si alte medii. Bombele termonucleare sunt de mii de ori mai puternice decat bombele atomice, acestea fiind masurate in megatone de TNT. Au fost detonate in timpul unor teste bombe cu o putere de peste 50 de megatone, dar focoasele nucleare din rachetele balistice intercontinentale nu depasesc 1,5 megatone.
O bomba cu hidrogen difera fundamental fata de o bomba atomica deoarece aceasta din urma utilizeaza uriasa energie obsinuta prin ruperea nucleilor grei de material radioactiv. in mod normal, nucleii sunt incarcati cu puternice sarcini pozitive, care fac ca ei sa se respinga reciproc, tinandu-se astfel la distanta unul de altul. Numai prin uriasa temperatura nucleii obtin destula energie cinetica astfel incat sa le permita sa se apropie unul de altul destul de mult ca sa fuzioneze. Nucleii usori de hidrogen sunt astfel candidatii ideali pentru fuzionare. Dupa ce s-a obtinut o temperatura si mai mare, comparabila cu cea din centrul soarelui, se pot introduce si elemente mult mai grele care sa fuzioneze, efectele fiind astfel mult mai intense.
Bomba neutronica este un tip mai mic de bomba cu hidrogen, care produce un suflu redus, si caldura putina, raspandite pe numai cateva sute de metrii, in schimb, insa elibereaza o cantitate imensa de radiatie letala pe o raza destul de mare, care este compusa din neutroni si radiatii gamma, care pot penetra armuri de ordinul metrilor. Aceste radiatii sunt extrem de distructive asupra tesutului viu. Datorita efectului pe o raza atat de scurta si fara consecinte pe termen lung, aceasta bomba ar fi foarte eficienta impotriva tancurilor si infanteriei pe campul de lupta, fara a pune in pericol populatia unui oras aflat la doar cativa kilometrii de centrul exploziei. in termeni strategici, bomba neutronica are teoretic un efect de descurajare a unei armate de asalt care ataca cu frica unui contraatac cu o astfel de bomba. Este foarte usor de manevrat, putand fi lansata de pe o racheta Lance, sau chiar printr-un atac aerian. Bomba ar dezafecta echipajele tancurilr in cateva minute, iar cei expusi ar muri in cateva zile. Aceasta bomba nu a fost testata oficial de catre nici o tara, desi se presupune ca exista cel putin in arsenalele Statelor Unite si ale Rusiei, care au cercetat intens capacitatile acestei bombe inca din anii 1970.
Aceste bombe pot fi minaturizate astfel incat sa poata fi purtate de rachete balistice intercontinentale, care pot strabate jumatate din globul pamantesc in numai 20 de minute, avand sisteme de ghidare computerizata atat de exacte incat pot lovi orice punct de pe suprafata globului cu o marja de eroare de sub o suta de metrii. Rachetele strategice sunt de doua feluri: rachete de croaziera si rachete balistice. Cele de croaziera sunt propulsate cu jet la viteze subsonice pe toata durata zborului pana la tinta, pe cand cele balistice sunt propulsate numai in faza initiala, urmand apoi o traiectoie de arc. Deoarece gravitatia atrage racheta inspre pamant, ea are o viteza destul de mare initial, de cateva ori mai mare decat viteza sunetului. Rachetele de croaziera sunt ghidate catre tinta cu ajutorul flapsurilor, dar cele balistice, care calatoresc in afara atmosferei sunt mentinute pe cursul lor cu ajutorul unor motoare mici amplasate pe racheta. Rachetele balistice folosec GPS-ul pntru a-si lovi tinta, calculand in fiecare moment viteza, coordonatele actuale si comparandu-le cu cele primite prin satelit. Acest sistem a devenit atat de exact incat racheta intercontinntala ameicana MX Peacekeeper cu raza de actiune de 10.000 Km are o sansa de 50% de a-si trimite cele 10 focoase nucleare ale sale la mai putin de 100 m de tinta.
Rachetele tactice sunt impartite in cinci categorii: aer-aer, aer-sol, sol-aer, impotriva navelor si antitanc, sau de asalt.
Rachetele balistice sunt impartite in trei subcategrii: cu raza scurta de actiune, cu raza medie de actiune si intercontinentale (SRBM, MRBM, ICBM). Rachetele lansate de pe submarine (SRBM) au raza de pana la 500 Km, cele cu raza medie, (MRBM) cuprinsa intre 500 Km si 5000 Km, iar cele intercontinentale (ICBM) peste 5000 Km. Rachetele intecontinentale sunt stocate in buncare subterane proiectate special sa reziste atacului nuclear. Cele cu raza medie de actiune sunt lansate din vehicule sau trailere, oferind mobilitate. Exista doua tipuri de lansari: "lansarea la cald" cand rachetele sunt lansate direct din compartimentul de pastrare, si "lansarea la rece" care se face prin ejectarea cu aer comprimat si abia apoi se produce aprinderea motorului rachetei, aceasta din urma fiind specifica submarinelor.

Repere: bomba atomica , bomba termonucleara , Democrit

Bomba atomica