- Việt Nam đang trên lộ trình tiến đến xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên Sự kiện lớn này của đất nước được nhiều người Việt Nam mong đợi và quan tâm Tiếp tục đưa những ý kiến đa chiều của bạn đọc về đề tà
o Các phương pháp khác
• Lịch sử vũ khí hạt nhân
Vũ khí hạt nhân (tiếng Anh: nuclear weapon) là loại vũ khí mà năng lượng của nĩ do các phản ứng phân hạch hoặc/và nhiệt hạch gây ra. Một vũ khí hạt nhân nhỏ nhất cũng cĩ sức cơng phá
lớn hơn bất kỳ vũ khí quy ước nào. Vũ khí cĩ sức cơng phá tương đương với 10 triệu tấn thuốc nổ cĩ thể phá hủy hồn tồn một thành phố. Nếu sức cơng phá là 100 triệu tấn (mặc dù hiện nay chưa thể thực hiện được) thì cĩ thể phá hủy một vùng với bán kính 100 - 160 km. Cho đến nay, mới chỉ cĩ hai quả bom hạt nhân được dùng trong Đệ nhị thế chiến: quả bom thứ nhất được ném xuống Hiroshima (Nhật Bản) vào ngày 6 tháng 8 năm 1945 cĩ tên là Little Boy và được làm từ uranium; quả sau cĩ tên là Fat Man và được ném xuống Nagasaki, cũng ở Nhật Bản ba ngày sau đĩ, được làm từ plutonium.
Hơn hai ngàn vụ nổ hạt nhân sau đĩ là do việc thử nghiệm hạt nhân, chủ yếu là do các quốc gia sau đây thực hiện: Hoa Kỳ, Liên Xơ, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ và Pakistan.
Các nước hiện nay cơng bố cĩ vũ khí hạt nhân là Hoa Kỳ, Nga, Pháp, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ và Pakistan. Thêm vào đĩ, Israel cĩ nhiều dấu hiệu chứng tỏ sở hữu bom hạt nhân mặc dù chưa bao giờ chính thức thừa nhận. Gần đây, CHDCND Triều Tiên cũng cơng bố đã chế tạo được vũ khí hạt nhân. Ukraina cũng cĩ thể sở hữu một quả bom hạt nhân cũ từ thời Liên Xơ do sai lầm của thời kỳ hậu chiến tranh lạnh. Việc phi quân sự hĩa năng lượng hạt nhân đã được đề xuất cho rất nhiều các ứng dụng dân sự.
Các loại vũ khí hạt nhân
Thiết kế cơ bản của hai loại bom nguyên tử.
Vũ khí hạt nhân đơn giản nhất lấy năng lượng từ quá trình phân hạch (cịn gọi là phân rã hạt nhân). Một vật liệu cĩ khả năng phân rã được lắp ráp vào một khối lượng tới hạn, trong đĩ khởi phát một phản ứng dây chuyền và phản ứng đĩ gia tăng theo tốc độ của hàm mũ, giải thốt một năng lượng khổng lồ. Quá trình này được thực hiện bằng cách bắn một mẫu vật liệu chưa tới hạn này vào một mẫu vật liệu chưa tới hạn khác để tạo ra một trạng thái gọi là siêu tới hạn. Khĩ khăn chủ yếu trong việc thiết kế tất cả các vũ khí hạt nhân là đảm bảo một phần chủ yếu các nhiêu liệu được dùng trước khi vũ khí tự phá hủy bản thân nĩ. Thơng thường vũ khí như vậy được gọi là bom nguyên tử, cịn gọi là bom A.
Các loại vũ khí cao cấp hơn thì lấy năng lượng nhiều hơn từ quá trình nhiệt hạch (cịn gọi là tổng hợp hạt nhân). Trong loại vũ khí này, bức xạ nhiệt từ vụ nổ phân rã hạt nhân được dùng để nung nĩng và nén đầu mang tritium, deuterium, hoặc lithium, từ đĩ xảy ra phản ứng nhiệt hạch với năng lượng được giải thốt lớn hơn rất nhiều. Thơng thường vũ khí như vậy được gọi là bom khinh khí, cịn gọi là bom hydro, bom H hay bom nhiệt hạch. Nĩ cĩ thể giải thốt một năng lượng lớn hơn hàng trăm lần so với bom nguyên tử.
Người ta cịn tạo ra các vũ khí tinh vi hơn cho một số mục đích đặc biệt. Vụ nổ hạt nhân được thực hiện nhờ một luồng bức xạ neutron xung quanh vũ khí hạt nhân, sự cĩ mặt của các vật liệu phù hợp (như đồng hoặc vàng) cĩ thể gia tăng độ ơ nhiễm phĩng xạ. Người ta cĩ thể thiết kế vũ khí hạt nhân cĩ thể cho phép neutron thốt ra nhiều nhất; những quả bom như vậy được gọi là bom neutron. Về lý thuyết, các vũ khí phản vật chất, trong đĩ sử dụng các phản ứng giữa vật chất và phản vật chất, khơng phải là vũ khí hạt nhân nhưng nĩ cĩ thể là một vũ khí với sức cơng phá cao hơn cả vũ khí hạt nhân.
Năng lượng của vụ nổ hạt nhân
Năng lượng này được xác định theo cơng thức nổi tiếng của Albert Einstein : E = mc2 Trong đĩ:
• E là năng lượng cĩ thể được giải phĩng
• m là khối lượng vật chất tham gia phản ứng
• c là vận tốc ánh sáng trong chân khơng
Ảnh hưởng của vụ nổ hạt nhân
Năng lượng từ vụ nổ vũ khí hạt nhân thốt ra ở bốn loại sau đây:
• Áp lực — 40-60% tổng năng lượng
• Bức xạ nhiệt — 30-50% tổng năng lượng
• Bức xạ ion — 5% tổng năng lượng
• Bức xạ dư (bụi phĩng xạ) — 5-10% tổng năng lượng
Lượng năng lượng giải thốt của từng loại phụ thuộc vào thiết kế của vũ khí và mơi trường mà vụ nổ hạt nhân xảy ra. Bức xạ dư là năng lượng được giải thốt sau vụ nổ, trong khi các loại khác thì được giải thốt ngay lập tức.
Năng lượng được giải thốt bởi vụ nổ bom hạt nhân được đo bằng kiloton hoặc megaton - tương đương với hàng ngàn và hàng triệu tấn thuốc nổ TNT (tri-nitro-toluen). Vũ khí phân hạch đầu tiên cĩ sức cơng phá đo được là vài ngàn kiloton, trong khi vụ nổ bom khinh khí lớn nhất đo được là 10 megaton. Trên thực tế vũ khí hạt nhân cĩ thể tạo ra các sức cơng phá khác nhau, từ nhỏ hơn một kiloton ở các vũ khí hạt nhân cầm tay như Davy Crockett của Hoa Kỳ cho đến 54 megaton như Bom Sa hồng (Tsar-Bomba) của Liên Xơ (bom này chỉ đưa ra với mục đích chính trị chứ khĩ thao tác được).
Hiệu ứng quan trọng nhất của vũ khí hạt nhân là áp lực và bức xạ nhiệt cĩ cơ chế phá hủy giống như các vũ khí quy ước. Sự khác biệt cơ bản là vũ khí hạt nhân cĩ thể giải thốt một lượng lớn năng lượng tại một thời điểm. Tàn phá chủ yếu của bom hạt nhân khơng liên quan trực tiếp đến quá trình hạt nhân giải thốt năng lượng mà liên quan đến sức mạnh của vụ nổ.
Mức độ tàn phá của ba loại năng lượng đầu tiên khác nhau tùy theo kích thước của bom. Bức xạ nhiệt suy giảm theo khoảng cách chậm nhất, do đĩ, bom càng lớn thì hiệu ứng phá hủy do nhiệt càng mạnh. Bức xạ ion bị suy giảm nhanh chĩng trong khơng khí, nên nĩ chỉ nguy hiểm đối với các vũ khí hạt nhân hạng nhẹ. Áp lực suy giảm nhanh hơn bức xạ nhiệt nhưng chậm hơn bức xạ ion.
Phĩng bom hạt nhân
Thuật ngữ vũ khí hạt nhân chiến lược được dùng để chỉ các vũ khí lớn với các mục tiêu phát hủy lớn như các thành phố. Vũ khí hạt nhân chiến thuật là các vũ khí hạt nhân nhỏ hơn được dùng để phá hủy các mục tiêu quân sự, viễn thơng hoặc hạ tầng cơ sở. Theo tiêu chuẩn hiện đại thì các quả bom ném xuống Hiroshima và Nagasaki vào năm 1945 cĩ thể được coi là các vũ khí hạt nhân chiến thuật (sức cơng phá là 13 và 22 kiloton), mặc dù, các vũ khí hạt nhân chiến thuật nhẹ hơn và nhỏ hơn đáng kể.
Các phương pháp phĩng vũ khí hạt nhân là: Bom hấp dẫn
Những quả bom hạt nhân đầu tiên, giống như Fat Man, lớn hơn và phức tạp hơn bom hấp dẫn. Khơng một vũ khí hạt nhân nào đủ tiêu chuẩn là bom gỗ - đĩ là từ lĩng mà quân đội Hoa Kỳ dùng để chỉ một loại bom hồn thiện, khơng phải bảo hành sửa chữa, khơng nguy hiểm dưới mọi điều kiện trước khi cho nổ. Bom hấp dẫn là loại bom được thiết kế để được thả xuống từ các máy bay. Yêu cầu của loại bom này là phải chịu được các dao động và thay đổi về nhiệt độ và áp suất của khơng khí. Lúc đầu, các vũ khí thường cĩ một cái chốt an tồn ở trạng thái đĩng trong quá trình bay. Chúng phải thỏa mãn các yêu cầu về độ ổn định để tránh các vụ nổ hoặc rơi bất ngờ cĩ thể xảy ra. Rất nhiều loại vũ khí cĩ một thiết bị đĩng ngắt để khởi động quá trình nổ. Các vũ khí hạt nhân của Mỹ thỏa mãn các tiêu chuẩn an tồn nĩi trên sẽ được ký hiệu bởi chữ cái "B", và tiếp theo (khơng cĩ dấu nối) là các ký hiệu vật lý cần thiết. Ví dụ bom B61 là một loại bom như vậy, được Mỹ chế tạo rất nhiều và lưu trữ trong các kho chứa đạn dược trong nhiều thập kỷ.
Cĩ nhiều kỹ thuật ném bom như thả bom tự do trong khơng khí, thả bom bằng dù với cơ chế cho nổ chậm để máy bay ném bom cĩ thời gian thốt khỏi vùng nguy hiểm khi bom nổ.
Những quả bom hấp dẫn đầu tiên chỉ cĩ thể được mang bằng pháo đài bay B-29. Thế hệ bom tiếp theo vẫn rất lớn và nặng, chỉ cĩ các pháo đài bay B-52, máy bay ném bom lớn V mới cĩ thể mang được. Nhưng vào giữa những năm 1950, người ta cĩ thể chế tạo được các vũ khí nhỏ, nhẹ hơn và cĩ thể được mang bằng các máy bay chiến đấu kiêm ném bom bình thường.
Tên lửa đạn đạo cĩ thể mang nhiều đầu đạn hạt nhân trong một lần phĩng.
Các tên lửa đạn đạo là các tên lửa sau khi phĩng thì chúng chỉ chịu ảnh hưởng của lực hấp dẫn và lực cản của khơng khí gây ra. Tên lửa đạn đạo dùng để mang các đầu đạn với tầm xa từ mười cho đến vài trăm km. Các tên lửa đạn đạo xuyên lục địa hoặc các tên lửa đạn đạo vượt đại châu được phĩng từ các tàu ngầm cĩ thể theo các lộ trình dưới quỹ đạo hoặc quỹ đạo với tầm xa xuyên lục địa. Các tên lửa đầu tiên chỉ cĩ thể mang một đầu đạn, thường với sức cơng phá khoảng megaton. Các tên lửa như vậy yêu cầu phải cĩ khả năng hoạt động với tính chính xác rất cao để đảm bảo phá hủy mục tiêu.
Từ những năm 1970, các tên lửa đạn đạo hiện đại được phát triển với khả năng nhắm tới mục tiêu với độ chính xác cao hơn nhiều. Điều này làm cho một tên lửa, trong một lần phĩng, cĩ thể mang đến hơn một chục đầu đạn và nhắm tới các mục tiêu độc lập với nhau. Mỗi đầu đạn cĩ thể cĩ sức cơng phá vài kiloton. Đây là một điểm mạnh quan trọng của tên lửa đạn đạo cĩ nhiều đầu đạn. Nĩ khơng chỉ cho phép phá hủy các mục tiêu khác nhau, độc lập với nhau mà cịn cĩ thể cùng cơng phá một mục tiêu theo kiểu bủa vây hoặc cĩ thể tác chiến với các vũ khí chiến thuật khác để vơ hiệu hĩa tất cả các hệ thống phịng thủ của đối phương. Vào những năm 1970, Liên Xơ cơng bố kế hoạch nhằm chế tạo ra các tên lửa đạn đạo nhiều đầu đạn. Số tên lửa như vậy đủ lớn để cứ mỗi 19 giây đến 3 phút thì phĩng một tên lửa tới các thành phố lớn của nước Mỹ, và việc đĩ cĩ thể được thực hiện liên tục trong một giờ đồng hồ.
Tên lửa mang đầu đạn ở trong các kho lưu trữ đạn được của Hoa Kỳ được ký hiệu bằng chữ "W" ở đầu, ví dụ W61 cĩ các tính chất như B61 nĩi ở trên nhưng cĩ các yêu cầu về mơi trường khác hẳn.
Tên lửa hành trình cĩ tầm tác dụng ngắn hơn tên lửa đạn đạo xuyên lục địa nhưng rất khĩ bị đối phương phát hiện và ngăn chặn.
Tên lửa hành trình cĩ thể mang đầu đạn hạt nhân, bay ở độ cao rất thấp, khoảng cách ngắn và được dẫn đường bởi các hệ thống điều khiển bên trong hoặc bên ngồi (như hệ thống định vị tồn cầu - GPS) làm cho chúng khĩ cĩ thể bị đối phương phát hiện và ngăn chặn. Tên lửa hành trình mang được trọng lượng nhỏ hơn tên lửa đạn đạo rất nhiều nên sức cơng phá của đầu đạn mà nĩ mang thường là nhỏ. Tên lửa hành trình khơng thể mang nhiều đầu đạn nên khơng thể cơng phá nhiều mục tiêu. Mỗi tên lửa như vậy chỉ mang một đầu đạn mà thơi. Tuy nhiên, do gọn nhẹ nên tên lửa hành trình quy ước cĩ thể được phĩng đi từ các bệ phĩng di động trên mặt đất, từ các chiến hạm hoặc từ các máy bay chiến đấu. Tên của các đầu đạn dành cho tên lửa hành trình của Mỹ khơng khác biệt với tên của các đầu đạn dành cho tên lửa đạn đạo
Súng cối Davy Crockett là loại vũ khí hạt nhân nhỏ nhất của Mỹ.
Các phương pháp mang đầu đạn hạt nhân khác gồm súng cối, mìn, bom phá tàu ngầm, ngư lơi,... Vào những năm 1950, Hoa Kỳ cịn phát triển một loại đầu đạt hạt nhân với mục đích phịng khơng cĩ tên là Nike Hercules. Sau đĩ, nĩ được phát triển thành loại tên lửa chống tên lửa đạn đạo với đầu đạn lớn hơn. Phần lớn các vũ khí hạt nhân phịng khơng đều khơng được dùng vào cuối những năm 1960, các bom phá tàu ngầm khơng được dùng vào năm 1990. Tuy vậy, Liên Xơ (và sau đĩ là Nga) vẫn tiếp tục duy trì tên lửa chống tên lửa đạn đạo với đầu đạn hạt nhân. Một loại vũ khí chiến thuật nhỏ, nhẹ, hai người mang (thường hay bị gọi nhầm là bom xách tay) cũng khá phổ biến mặc dù nĩ khơng chính xác và khơng tiện lợi lắm.
Hậu quả của vụ nổ bom ở Hiroshima, Nhật Bản.
Những vũ khí hạt nhân đầu tiên được Hoa Kỳ chế tạo cùng với sự giúp đỡ của Anh Quốc trong Đệ nhị thế chiến, đĩ là một phần của dự án Manhattan tối mật. Lúc đầu, việc chế tạo vũ khí hạt nhân là sự lo sợ Đức Quốc xã cĩ thể chế tạo và sử dụng trước quân đội đồng minh. Nhưng cuối cùng thì hai thành phố của Nhật Bản là Hiroshima và Nagasaki lại là nơi chịu sức tàn phá của những quả bom nguyên tử đầu tiên vào năm 1945. Liên Xơ chế tạo và thử nghiệm vũ khí hạt nhân đầu tiên vào năm 1949. Cả Hoa Kỳ và Liên Xơ đều phát triển vũ khí hạt nhân nhiệt hạch vào những năm giữa của thập niên 1950. Việc phát minh ra các tên lửa hoạt động ổn định vào những năm 1960 đã làm cho khả năng mang các vũ khí hạt nhân đến bất kỳ nơi nào trên thế giới trong một thời gian ngắn trở thành hiện thực. Hai siêu cường của chiến tranh Lạnh đã chấp nhận một chiến dịch nhằm hạn chế việc chạy đua vũ khí hạt nhân nhằm duy trì một nền hịa bình mong manh lúc đĩ. Vũ khí hạt nhân từng là biểu tượng cho sức mạnh quân sự và sức mạnh quốc gia. Việc thử nghiệm hạt nhân thường để kiểm tra các thiết kế mới cũng như là gửi các thơng điệp chính trị. Một số quốc gia khác cũng phát triển vũ khí hạt nhân trong thời gian này, đĩ là Anh Quốc, Pháp, Trung Quốc. Năm thành viên của "câu lạc bộ các nước cĩ vũ khí hạt nhân" đồng ý một thỏa hiệp hạn chế việc phổ biến vũ khí hạt nhân ở các quốc gia khác mặc dù cĩ ít nhất hai nước (Ấn Độ, Nam Phi) đã chế tạo thành cơng và một nước (Israel) cĩ thể đã phát triển vũ khí hạt nhân vào thời điểm đĩ. Vào đầu những năm 1990, nước kế thừa Liên Xơ trước đây là nước Nga cùng với Hoa Kỳ cam kết giảm số đầu đạn hạt nhân dự trữ để gia tăng sự ổn định quốc tế. Mặc dù vậy, việc phổ biến vũ khí hạt nhân vẫn tiếp tục. Pakistan thử nghiệm vũ khí đầu tiên của họ vào năm 1998, CHDCND Triều Tiên cơng bố đã phát triển vũ khí hạt nhân vào năm 2004. Vũ khí hạt nhân là một trong những vấn đề trọng tâm của các căng thẳng về chính trị quốc tế và vẫn đĩng vai trị quan trọng trong các vấn đề xã hội từ khi nĩ được khởi đầu từ những năm 1940. Vũ khí hạt nhân thường được coi là biểu tượng phi thường của con người trong việc sử dụng sức mạnh của tự nhiên để hủy diệt con người.