Bom nguyên tử là loại vũ khí mà năng lượng của nó do các phản ứng phân hạch hoặc nhiệt hạch tạo ra, đây là một vũ khí được biết đến với sức công phá cực kỳ cao. Nghe tới tên thôi cũng đã khiến biết bao người đã kiếp sợ về vũ khí này, vậy vũ khí này có gì đáng sợ, cùng tham khảo qua bài viết dưới đây.
Tìm hiểu về bom nguyên tử
Bom nguyên tử còn có tên gọi khác là bom phân hạch hoặc là bom A, là loại vũ khí sử dụng nguyên tắc phân hạch để sinh ra năng lượng. Khi ta bắn các hạt nơtron vào hạt nhân nguyên tử phản ứng phân hạch sẽ xảy ra, quá trình này phóng xạ và giải phóng một nguồn năng lượng cực lớn.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra Uranium – 235 và Plutonium là các nguyên tố phù hợp nhất để thực hiện phản ứng phân hạch. Bom phân hạch lấy năng lượng từ các chuỗi phản ứng phân hạch dây chuyền, càng nhiều phản ứng xảy ra, sức công phá của loại bom này càng lớn.
Quá trình nổ của loại bom này diễn ra theo phản ứng dây chuyển, khi các nơtron (hạt trung hòa điện tích trong hạt nhân bị tách ra) va chạm với các hạt nhân nguyên tử gần đó, làm hạt nhân này phân rã thành các nguyên tố bền hơn thường là barium và krypton. Quá trình phân tách đã giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt và các phóng xạ như gamma và một số nơtron, các nơtron này sẽ tiếp tục lặp lại quá trình.
Tất cả những phản ứng dây chuyền này diễn ra cực kỳ nhanh, chỉ vài phần triệu giây trước khi phát nổ. Sức công phá của một quả bom tương đương với 1.000 tấn đến vài trăm nghìn tấn thuốc nổ TNT. Các quả bom rơi ở thành phố Nagasaki và Hiroshima của Nhật bản có sức công phá khoảng 20.000 tấn thuốc nổ TNT.
Cấu trúc nguyên tử và phóng xạ
Bom nguyên tử có cấu trúc nguyên tử vô cùng phức tạp, cùng tìm hiểu cấu trúc nguyên tử và các loại phóng xạ của loại bom này thông qua bài viết dưới đây.
Cấu trúc nguyên tử của bom nguyên tử
Trước khi tìm hiểu về cấu tạo nguyên tử, chúng ta hãy ôn lại một số kiến thức về nguyên tử và phóng xạ. Một nguyên tử được cấu tạo bởi ba loại hạt chính là proton, nơtron và electron, trung tâm của nguyên tử là hạt nhân bao gồm các proton mang điện dương và nơtron không mang điện. Các electron mang điện âm và bay xung quanh hạt nhân.
Số lượng các hạt bên trong nguyên tử hạt nhân ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của nguyên tử đó, nếu thay đổi số proton bạn sẽ có một nguyên tử hoàn toàn khác so với nguyên tử ban đầu. Nếu thay đổi số nơtron bạn sẽ có một đồng vị mới của nguyên tố đó.
Cấu tạo của một quả bom phân hạch đơn giản bao gồm một đầu đạn nhỏ Uranium – 236 và một khối nguyên liệu U235 hình cầu. Khi đầu đạn của bom gặp khối nguyên liệu nó sẽ tạo nên khối lượng tới hạn và kích hoạt quá trình phản ứng phân hạch dây chuyển.
Các loại phóng xạ chính
Một số đồng vị của nguyên tố không ổn định và dễ bị phân rã hay còn gọi là bức xạ. Hiện tượng phân rã phóng xạ là hiện tượng hạt nhân của đồng bị không ổn định tự giải phóng thành các hạt khác ra khỏi chính nó, gọi là bức xạ. Hiện nay có ba loại phân rã phóng xạ chính là phân rã Alpha, phân rã Beta và phân hạch.
Phân rã Alpha là phân rã phóng xạ mà một hạt nhân nguyên tử phát ra một hạt Alpha, làm biến đổi hạt nhân nguyên tử, mất đi số hiệu nguyên tử và số nơtron 2 đơn vị, ngoài ra, số khối của nguyên tử cũng bị giảm mất 4 đơn vị. Một hạt nhân giải phóng 2 nơtron và 2 proton liên kết với nhau được gọi là hạt Alpha.
Đối với phân rã Beta, một hạt nơtron sẽ phân rã thành một hạt proton, một electron và một phản neutrino được gọi là một hạt Beta. Phân rã Beta là một kiểu phân rã phóng xạ hạt nhân nguyên tử mà từ đó sinh ra một hạt electron hoặc một hạt positron. Trường hợp sinh ra hạt electron gọi là phân rã Beta âm. sinh ra hạt positron thì gọi là Beta cộng.
Phân hạch là việc một hạt nhân bị chia thành 2 phần, trong quá trình này nó tạo ra một vụ nổ năng lượng điện lớn được biết đến như các tia gamma. Loại tia này là loại duy nhất của bức xạ hạt nhân đến từ năng lượng thay vì chuyển động như các loại tia khác.
Chế tạo bom bằng nhiên liệu hạt nhân nào?
Vào năm 1940, một nhóm các nhà khoa học tại Colombia đã thử nghiệm một phản ứng dây chuyền cùng với đồng vị U-235 nhưng không thành công, sau đó, toàn bộ nghiên cứu của nhóm người này được chuyển đến trường Đại học Chicago. Fermi là người đầu tiên thành công trong việc tạo ra một phản ứng dây chuyền có kiểm soát đầu tiên trên thế giới với nguyên liệu là U-235.
Trong khi nguyên tử Uranium thường cần tới hàng trăm triệu năm để có thể phân rã, nhưng nhờ một sự tác động từ nơtron tự do đã làm cho hạt nhân trở nên bất ổn và có thể phân rã ngay lập tức. Khi nguyên tử Uranium nhận các nơtron tự do, nó sẽ phân 2 đồng vị có khối lượng nhẹ hơn và giải phóng một vài nơtron mới, đồng thời phát ra các tia gamma và giải phóng năng lượng.
Đồng vị Uranium 235 là sự lựa chọn phù hợp nhất bởi do khả năng tiếp nhận được các nơtron tự do rất cao, quá trình tiếp nhận và phân rã xảy ra rất nhanh chóng. Ngoài ra, vào năm 1941, các nhà khoa học đã tìm ra được loại nguyên tố thứ 2 có thể làm nguyên liệu hạt nhân có tên là Plutonium. Sau đó, họ đã thử nghiệm thành công chuỗi phản ứng phân hạch dây chuyền đối với 2 loại nguyên tố này.
Sức công phá cực lớn của bom nguyên tử trên thực tế
Hai quả bom nguyên tử mà Mỹ thả xuống Nhật Bản vào năm 1945 là lần đầu tiên bom riêng hay vũ khí hạt nhân nói chung được sử dụng trong chiến tranh cho đến thời điểm này. Cùng tìm hiểu sức công phá khủng kiếp của 2 quả bom này thông qua bài viết dưới đây.
Bom nguyên tử Little Boy
Bom nguyên tử Little Boy được thả xuống thành phố Hiroshima của Nhật Bản có sức công phá khoảng 13 – 28 kiloton. Đây là vũ khí hạt nhân đầu tiên được sử dụng trong chiến tranh, được thả xuống từ pháo đài Boeing B-29, gây thảm họa kinh hoàng đối với Hiroshima.
Bom Little Boy tạo thành một cột khói hình nấm cao xấp xỉ 6000m, đồng thời giải phóng bức xạ ra ngoài không khí. Quả bom nguyên tử này đã lập tức làm thiệt mạng hơn 140.000 người dân sống ở thành phố Hiroshima.
Sự tàn phá khủng khiếp của bom nguyên tử Little Boy và các loại bom khác đến nhiều yếu tố khác nhau như: Vụ nổ tạo ra một quả cầu lửa với nhiệt độ hàng triệu độ C, sóng xung kích cũng được giải phóng tạo ra sự phá hủy hàng loạt trong phạm vi bán kính vài km, nhiệt độ của quả bom tạo nên các cơn bão lửa gây thương vong cho rất nhiều người.
Fat Man – Bom nguyên tử được thả ở Nagasaki
Sau khi thả bom Little Boy 3 ngày, Mỹ đã tiếp tục thả quả bom thứ 2 mang tên là Fat Man tại thành phố Nagasaki của Nhật bản. Loại bom này có hiệu quả cũng như sức công phá lớn hơn nhiều lần so với Little Boy, bom lấy năng lượng từ plutonium và tạo ra vụ nổ có sức công phá lên đến 21 kiloton.
Khi quả bom nguyên tử Fat Man được phóng đi, nó tạo ra vụ nổ lớn ở Nagasaki, hình thành một cột khói nấm cao hơn 8km và khiến cho 40.000 thương vong. Ngoài những yếu tố hủy diệt được kể trên bom Little Boy, Fat Man còn có thể tạo ra một năng lượng chúng ta không thể nhìn thấy hay cảm nhận được chính là bức xạ.
Khi phát nổ, phóng xạ sẽ được giải phóng ra bên ngoài không khí, khi bị phơi nhiễm quá lâu với phóng xạ có thể gây nên bỏng, đục thủy tinh thể,… ở người. Trong đó, tia Gamma đặc biệt nguy hiểm khi sức tàn phá của nó rất cao, gây ra những căn bệnh như ung thư hay thậm chí đột biến gen ảnh hưởng đến thế hệ con cháu sau này.
Một số loại bom nguyên tử sức công phá lớn
Mặc dù 2 quả bom của Mỹ sử dụng cho thấy được sức mạnh kinh hoàng của bom nguyên tử, nhưng con người đã tạo ra được những quả bom có sức công phá mạnh gấp nghìn lần bom Fat Man và Little Boy. Tsar Bomba của Liên Xô là quả bom khủng khiếp nhất, với sức công phá 50 megaton.
Vụ thử nghiệm này có thể thấy được từ khoảng cách lên đến 1000km, tạo ra một cột khói nấm cao 64km. Điều này làm cho các phi công chở theo quả bom này trong cuộc thử nghiệm chỉ có 50% cơ hội sống sót.
Mối đe dọa trong tương lai của vũ khí hạt nhân
Vũ khí hạt nhân là một vũ khí có sức công phá cực kỳ cao, mạnh ở mức độ hủy diệt, khác biệt hoàn toàn so với những loại bom thông thường. Hiện nay, có 9 nước trên thế giới sở hữu vũ khí hạt nhân, với hơn 15.000 đầu đạn hạt nhân và con số này vẫn không ngừng tăng lên.
Hiện nay, ngoài bom nguyên tử và bom nhiệt hạch, còn có nhiều loại vũ khí hạt nhân khác như đầu đạn gắn vào các tên lửa liên lục địa hay tên lửa hành trình ở quy mô nhỏ như đạn pháo và mìn. Nhiều nước trên thế giới đã ký hiệp ước giới hạn kho vũ khí hạt nhân và không sử dụng vũ khí hạt nhân tùy tiện vào các nước khác.
Mỹ, Nga, Trung Quốc là 3 nước có những vũ khí hạt nhân, bom nguyên tử mạnh mẽ có thể nhắm vào mục tiêu nào trên thế giới. Cho đến nay, chiến tranh hạt nhân vẫn đang chứa một mối nguy hại đối với toàn thể nhân loại, đặc biệt khi số lượng vũ khí hạt nhân ngày càng tăng lên chóng mặt.
Kết luận
Bom nguyên tử là loại bom có sức công phá cực kỳ cao, đem lại mối lo hại về chiến tranh cho toàn thể nhân loại trên thế giới. Qua bài viết này, đã cho bạn thấy được sự nguy hiểm của các loại vũ khí hạt nhân, hy vọng từ đây bạn có thể biết thêm nhiều thông tin về các loại vũ khí này.
