اليورانيوم 235 (U-235) و اليورانيوم 238 (U-238) و البلوتونيوم (po-293)
ليس اليورانيوم هو المادة الوحيدة المستعملة في صنع القنابل الذرية. هناك مادة أخرى هي عنصر البلوتونيوم، في النظير Pu-239.
البلوتونيوم لا يوجد طبيعيا (عدا آثارضئيلة للغاية)، ويتم دائما صنعه من اليورانيوم.
إن الطريقة الوحيدة لإنتاج البلوتونيوم من اليورانيوم هي القيام بمعالجة اليورانيوم 238(U-238) من خلال المفاعل النووي.
وبعد فترة من الزمن، فإن النشاط الإشعاعي المكثف يتسبب في جعل المعدن يأخذ جزيئات إضافية، وبالتالي فإن ذرات أكثر وأكثر تتحول إلى البلوتونيوم.
البلوتونيوم لن يبدأ التفاعل المتسلسل السريع بنفسه، ولكن هذه الصعوبة يمكن حلها بإيجاد مصدر نيوترونات، هذا المصدر يكون ذو نشاط إشعاعي عال بحيث يعطي هو النيوترونات أسرع من البلوتونيوم نفسه.
وفي أنواع معينة من القنابل، فإن مزيج من عناصر البريليوم والبلوتونيوم يستعمل لإيجاد هذا التفاعل. ويحتاج فقط لقطعة صغيرة منه.
المادة ليست قابلة للإنشطار بنفسها ولكن تعمل كمجرد عامل مساعد للتفاعل الأعظم.
ميكانيكية القنبلة النــووية
المفجـــر بالضغط الجوي:
المفجر بالضغط الجوي يمكن أن يكون في غاية التعقيد من ناحية ميكانيكية، ولكن لكل الأغراض العملية فإنه يستعمل موديل بسيط.
في الإرتفاعات العالية، يكون الهواء أقل ضغطا.
وكلما انخفض الإرتفاع فإن ضغط الهواء يزداد.
إن قطعة بسيطة رقيقة جدا من معدن ممغنط يمكن استعمالها كمفجر بالضغط الجوي.
وكل ما هو يحتاج إليه هو أن يكون شريط المعدن على شكل فقاعة معدنية غاية في قلة السمك موجودة في المركز وأن يتم وضعها مباشرة تحت أداة الإتصال الكهربية، والتي ستحرك زنادا لمفجر متفجرات عادية.
وقبل أن يتم وضع هذا الشريط في مكانه، يتم دفع الفقاعة وبالتالي تعكس وضعها. وبمجرد أن يصل الضغط الجوي للمستوى المطلوب، فإن الفقاعة المغناطيسية ستنقذف للخلف إلى مكانها الأصلي ويبدأ فجأة الإتصال، وبهذا تكتمل الدائرة الكهربية لتقوم بعملية التفجير.
رأس التفجير:
رأس التفجير (أو رووس التفجير، حيث يتوقف ذلك على ما إذا كانت قنبلة يورانيوم أم بلوتونيوم هي المستعملة) ذلك الذي يوضع في شاحن التفجير المعتاد هو مشابه للرأس المفجر العادي.
ونادرا ما يعمل كعامل مساعد وذلك لإنتاج التفجير الضخم. ومعايرة هذه الأداة أمر هام.
إن رأس التفجير الصغير سينتج عنه تفجير ضخم عديم القيمة وسيقوم بمضاعفة الخطر حيث أن أحدا عليه أن يقوم بتفكيكه وإعادة تركيب القنبلة برأس تفجير آخر.
( يضاف لهذا الخطورة التي تأتي إذا علمنا بأن المتفجرات العادية يمكن أن تكون قد انفجرت بقوة غير كافية للحم المعدن المشع. وهذا سينتج عنه كتلة حرجة للغاية يمكن أن تنفجر في أي لحظة).
رأس التفجير سيصله شحنة كهربية إما من المفجر بالضغط الجوي أو المفجر باستعمال رادار قياس الإرتفاع، ويعتمد على أي نوع من الأنظمة هي المستعملة.
شركة دو بونت تصنع رؤوس تفجير ممتازة والتي يمكن تعديلها بسهولة لتلائم المواصفات المطلوبة.
شاحن التفجير المعتاد Conventional Explosive Charge:
هذا المتفجر يستعمل لتقديم ( ولحم) الكمية القليلة من اليورانيوم للكمية الأكبر داخل المكان المتواجد فيه بالقنبلة.
(كمية الضغط المطلوبة لإحداث ذلك غير معروفة ويمكن أن تكون من الأسرار الحكومية لأسباب أمنية).
متفجرات البلاستيك تعمل أفضل ما تكون لهذا الغرض حيث يمكن معالجتها يدويا لكي تمكن كل من قنبلة اليورانيوم وكذلك البلوتونيوم من التفجير.
وأحد المتفجرات الممتازة هو نترات اليوريا.
وتعليمات كيفية صناعة نترات اليوريا هي كالآتي:
--المكونات --
كوب من محلول مركز من حمض اليوريك (C5 H4 N4 O3(uric acid.
1/3 (ثلث) كوب من حمض النيتريك nitric acid.
4 أوعية حاويات زجاجية مقاومة للحرارة.
4 مرشحات (مثل فلاتر القهوة).
طريقة العمــل:
قم بترشيح محلول حمض اليوريك من خلال المرشح وذلك كي تزيل الشوائب.
ثم وببطء أضف 1/3 (ثلث) كوب من حمض النيتريك للمحلول واترك المزيج يرتاح مدة ساعة.
قم بعملية الترشيح مرة ثانية. اغسل البلورات بواسطة صب الماء عليها وهي لا تزال في المرشح.
إزل البلورات من المرشح واتركها مدة 16 ساعة كي تجف.
إن هذا المتفجر يحتاج إلى رأس تفجير كي ينفجر.
قد يكون من الضروري عمل كمية أكبر من تلك المذكورة في اللائحة هنا وذلك لإنتاج تفجير كبير كاف لأن يقوم بلحم قسمي اليورانيوم ببعضها لعمل الوحدة الساحقة.