อาวุธนิวเคลียร์ Nuclear Weapons

 

 

อาวุธนิวเคลียร์ เป็นอาวุธที่ใช้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน มีอำนาจในการทำลายสูง ระเบิดนิวเคลียร์หนึ่งลูก สามารถทำลายได้ทั้งเมือง อาวุธนิวเคลียร์มีการนำมาใช้จริงตอนปลายสงครามโลกครั้งที่สอง โดยสหรัฐอเมริกา นำระเบิดนิวคลียร์ 2 ลูก ไปทิ้งที่เมืองฮิโรชิมา และนางาซากิของญี่ปุ่น หลังจากนั้นได้มีการทำการทดลองอีกหลายร้อยครั้ง ประเทศที่แจ้งว่ามีอาวุธนิวเคลียร์แล้ว ได้แก่ สหรัฐอเมริกา รัสเซีย อังกฤษ ฝรั่งเศส สาธารณรัฐประชาชนจีน อินเดีย และปากีสถาน เชื่อกันว่า อิสราเอล ก็มีการครอบครองอาวุธนิวเคลียร์อยู่ โดยไม่เปิดเผย เกาหลีเหนือเคยยอมรับ กับนักการทูตอเมริกันว่า ได้ครอบครองอาวุธนิวเคลียร์ ยูเครนอาจจะมีอาวุธนิวเคลียร์ อยู่ใครอบครองเช่นกัน ส่วนอิหร่านกำลังถูกสงสัยว่า มีการพัฒนาสมรรถนะในการผลิต หัวรบนิวเคลียร์ขึ้นมาเอง

 

 

***************************************************************

ชนิดของอาวุธนิวเคลียร์

ระเบิดแบบฟิชชัน

 

 
ระเบิดนิวเคลียร์แบบฟิชชัน ได้รับพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน เมื่อนิวเคลียสของธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม หรือ พลูโตเนียม แตกออกเป็นธาตุที่เล็กลง จากการยิงด้วยนิวตรอน ซึ่งจะให้นิวตรอนออกมาเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งจะไปทำให้เกิด ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ต่อไปเป็นลูกโซ่ ตามประวัติศาสตร์ การเรียกชื่อ ระเบิดอะตอม หรือ A-bomb ชื่อนี้อาจจะไม่ถูกต้องนัก เนื่องจากพลังงานที่ให้ออกมา จากแรงยึดเหนี่ยวของอะตอม เป็นปฏิกิริยาเคมี ส่วนปฏิกิริยานิวเคลียร์ ให้ออกมาจากแรงยึดเหนี่ยว ของนิวเคลียส ภายในอะตอม แต่เพื่อไม่ให้เกิดความสับสน จึงยังคงใช้คำว่า ระเบิดอะตอม และยอมรับกันว่า หมายถึงอาวุธนิวเคลียร์ และส่วนใหญ่ มักจะหมายถึง อาวุธจากปฏิกิริยาฟิชชันอย่างเดียว
  
ยูเรเนียม-235 1 อะตอม ให้พลังงานประมาณ 200 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ 
ยูเรเนียม-235 1 ปอนด์ (0.45 กิโลกรัม) ให้พลังงานมากกว่า 36 ล้านล้านวัตต์

 

 

ปฏิกิริยาฟิชชัน
นิวเคลียสของยูเรเนียม-235 ยิงด้วยนิวตรอน จะแตกออก เป็นนิวเคลียสที่เล็กลง เรียกว่า ผลผลิตฟิชชัน (fission product) โดยให้นิวตรอน และพลังงานจำนวนมากออกมา

 

 

*******************************************************

ระเบิดแบบฟิวชัน

 

ระเบิดฟิวชัน ได้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบฟิวชัน ซึ่งนิวเคลียสของธาตุเบา เช่น ไฮโดรเจน และฮีเลียม รวมกันเป็นธาตุที่หนักกว่าและให้พลังงานออกมา อาวุธฟิวชัน ส่วนใหญ่จะเรียกว่า ระเบิดไฮโดรเจน (H-bomb) เนื่องจากเป็นเชื้อเพลิงชนิดแรกที่นำมาใช้ หรือเรียกว่า ระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ เนื่องจากต้องใช้อุณหภูมิสูงมาก ในการทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ 

อาวุธนิวเคลียร์โดยทั่วไป หมายถึง อาวุธที่ใช้ปฏิกิริยาฟิชชัน หรือฟิวชันเป็นหลัก ในการให้พลังงานออกมา ความแตกต่างระหว่างพลังงานทั้งสองชนิดนี้ไม่ชัดเจนนัก เนื่องจากเป็นอาวุธสมัยใหม่ที่มีความซับซ้อน มีการใช้ระเบิดฟิชชันขนาดเล็ก สำหรับทำให้อุณหภูมิ และความดันสูงพอ ที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันได้ ในทำนองเดียวกัน ถ้าใช้ระเบิดฟิวชันเสริมด้วย จะทำให้ปฏิกิริยาฟิชชัน มีประสิทธิภาพ ในการให้พลังงานออกมาได้มากขึ้น แต่ลักษณะพิเศษของอาวุธแบบฟิชชันกับแบบฟิวชัน คือพลังงานที่ให้ออกมาจากนิวเคลียสของอะตอม จึงทำให้ระเบิดลักษณะนี้ทุกประเภท เรียกว่า อาวุธนิวเคลียร์

ปฏิกิริยาฟิวชัน
ภายใต้สภาวะที่อุณหภูมิ และความดันสูงมาก นิวเคลียสของธาตุเบา เช่น ไฮโดรเจน สามารถรวมตัวกัน เป็นนิวเคลียสของธาตุที่หนักกว่า พร้อมทั้งให้พลังงานออกมา

 

**********************************************************

Dirty Bombs

 

Dirty Bombs เป็นคำที่ใช้เรียกอาวุธเกี่ยวกับรังสี ไม่ใช่ระเบิดนิวเคลียร์ (non-nuclear bomb) แต่เป็นระเบิดแบบธรรมดาที่บรรจุสารกัมมันตรังสี เมื่อเกิดการระเบิดขึ้น จะทำให้สารกัมมันตรังสีกระจายออกมา ทำให้เกิดการเปรอะเปื้อนกัมมันตภาพรังสี ซึ่งจะทำให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ คล้ายกับกรณีของการเปรอะเปื้อนทางนิวเคลียร์ (nuclear fallout) ภายหลังจากเหตุการณ์เมื่อวันที่ 11 กันยายน 2001 สิ่งหนึ่งที่รัฐบาลประเทศตะวันตกกลัวกัน คือการที่ผู้ก่อการร้าย อาจจะทำการระเบิดด้วย dirty bomb ในบริเวณที่เป็นแหล่งชุมชน dirty bomb จะคล้ายกับระเบิดที่ทำให้เกิดความเปรอะเปื้อนชนิดอื่น แต่จะต่างกันที่ ทำให้บริเวณที่เกิดการเปรอะเปื้อน ไม่สามารถใช้เป็นที่อยู่อาศัยได้เป็นเวลานานหลายปี หรือหลายสิบปี

 

 

**************************************************************

ระเบิดโคบอลต์ (Cobalt bombs)

 

ระเบิดโคบอลต์ จะบรรจุโคบอลต์ไว้ที่ส่วนเปลือกด้านนอก เมื่อเกิดการะเบิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน นิวตรอนจะทำให้โคบอลต์ธรรมดา กลายเป็นโคบอลต์-60 ซึ่งเป็นไอโซโทปรังสีที่ให้รังสีแกมมา โดยมีครึ่งชีวิต 5 ปี โดยทั่วไปอาวุธชนิดนี้จะบรรจุด้วยเกลือของธาตุได้หลายชนิด โดยไม่จำเป็นต้องเป็นโคบอลต์ เมื่อระเบิดแล้ว จะทำให้เกิด fallout ตามชนิดไอโซโทปของธาตุที่บรรจุอยู่ ทองจะทำให้เกิด fallout ที่มีอายุสั้นเพียงไม่กี่วัน แทนทาลัมและสังกะสี ทำให้เกิด fallout ที่มีอายุยาวปานกลางในช่วงเป็นเดือน ส่วนโคบอลต์จะทำให้เกิด fallout ที่มีการปนเปื้อนรังสียาวนานเป็นปี จุดประสงค์ของการใช้อาวุธชนิดนี้ คือการทำให้เกิด fallout ของสารกัมมันตรังสี จนทำให้ใช้เป็นที่อยู่อาศัยไม่ได้เป็นบริเวณกว้าง ปัจจุบันยังไม่มีการสร้างหรือการทดลองอาวุธชนิดนี้

 

 

***********************************************************

ระเบิดนิวตรอน (Neutron bombs)

 

อาวุธแบบเทอร์โมนิวเคลียร์อีกแบบหนึ่งที่ให้รังสีปริมาณมากออกมา เรียกว่า ระเบิดชนิดรังสีสูง (enhanced radiation) คือ ระเบิดนิวตรอน ซึ่งเป็นระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ขนาดเล็ก เมื่อเกิดการระเบิดจากปฏิกิริยาฟิวชัน จะให้นิวตรอนออกมา โดยตัวระเบิด ได้รับการออกแบบมา ไม่ให้ถูกดูดกลืนนิวตรอน จากวัสดุภายในของระเบิดเอง โดยการหุ้มด้วยโลหะโครเมียม หรือนิกเกิล ทำให้รังสีนิวตรอน ถูกปล่อยออกมาภายนอกได้ง่าย ระเบิดแบบนี้จะทำให้เกิดความร้อนและคลื่นกระแทก น้อยกว่าระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์แบบปกติ แต่รังสีนิวตรอนพลังงานสูงที่มีความเข้มมากนี้ มีอำนาจทะลุทะลวงผ่านวัตถุได้มากกว่ารังสีแกมมา จึงเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตมากกว่า อาวุธชนิดนี้จึงมีจุดประสงค์ในการทำลายชีวิตผู้คน โดยยังคงรักษาสิ่งก่อสร้างเอาไว้ โดยมีบางส่วนเท่านั้น ที่ถูกทำลายจากแรงกระแทก และความร้อนจากการระเบิด รังสีนิวตรอนที่เกิดขึ้นจะมีปริมาณสูง ในช่วงที่มีการระเบิดเท่านั้น โดยไม่มีรังสีตกค้างปริมาณมาก ดังเช่นในกรณีของการะเบิดแบบ fallout 

 

 ***********************************************************

ความเสียหายจากคลื่นกระแทก (Blast damage)

 

ความเสียหายจากระเบิดนิวเคลียร์ ส่วนหนึ่งเกิดจากคลื่นกระแทก (Blast Effects) อาคารส่วนใหญ่ที่อยู่ในรัศมีของคลื่นกระแทก ที่ไม่ได้ออกแบบให้ต้านทานแรงกระแทกจะเกิดความเสียหายอย่างหนัก คลื่นกระแทกจะทำให้เกิดลมแรงหลายร้อยกิโลเมตรต่อชั่วโมง ผลของคลื่นกระแทกมีค่าสูงขึ้นในระเบิดที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

 

คลื่นกระแทกในอากาศจะทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ชัดเจน 2 อย่าง

 

=  Static overpressure เป็นความกดดันสูงขึ้นเนื่องจากคลื่นช็อก (shock wave) ความกดดันจะมีค่าสูงแปรผันตามความหนาแน่นของอากาศ

=  Dynamic pressures เป็นความกดดันสูงที่เคลื่อนไปตามแรงลมเนื่องจากคลื่นกระแทก ทำให้เกิดแรงผลักและดึงวัตถุให้ล้มหรือหลุดออก

 

ความเสียหายที่เกิดขึ้น ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากทั้งความกดดันสูงจาก static overpressure และแรงลมเนื่องจากคลื่นกระแทก ความกดดันสูงจากคลื่นกระแทกจะทำให้โครงสร้างอาคารล้า และจะถูกแรงลมดึงให้หลุดออก ความกดดันจะทำให้เกิดสุญญากาศ ซึ่งจะดึงสิ่งรอบข้างเข้ามาในเวลาไม่กี่วินาที แรงนี้จะสูงกว่าพายุเฮอริเคนที่แรงที่สุดหลายเท่า

 

********************************************************

การปล่อยอาวุธนิวเคลียร์ (Weapons delivery)

คำว่าอาวุธนิวเคลียร์ทางยุทธศาสตร์ (strategic nuclear weapons) ส่วนใหญ่มักจะหมายถึงอาวุธ

ขนาดใหญ่ที่ใช้ทำลายเป้าหมายขนาดใหญ่ เช่น ตัวเมือง อาวุธนิวเคลียร์ทางยุทธวิธี (Tactical

nuclear weapons)  จะมีขนาดเล็กกว่า ใช้สำหรับทำลายเป้าหมายทางการทหาร ระบบการสื่อสาร

หรือเป้าหมายที่เป็นโครงสร้างพื้นฐาน โดยมาตรฐานสมัยใหม่แล้ว ระเบิดนิวเคลียร์ที่ทำลายเมือง

ฮิโรชิมาและนางาซากิเมื่อปี 1945 ถือเป็นอาวุธนิวเคลียร์ทางยุทธวิธี ซึ่งมีขนาด 13 ถึง 22 กิโลตัน

แต่อาวุธนิวเคลียร์ทางยุทธวิธีสมัยใหม่จะมีขนาดและน้ำหนักเบากว่า

 

วิธีการพื้นฐานในการส่งอาวุธนิวเคลียร์

 

= การปล่อยจากเครื่องบิน (Free-fall bombs) อาวุธสมัยก่อนมีขนาดใหญ่ จึงต้องบรรทุกโดยใช้

เครื่องบินทิ้งระเบิด เช่น B-52 และ V bombers ในตอนกลางทศวรรษ มีการพัฒนาให้มีขนาดเล็ก

ลงทำให้สามารถบรรทุกโดยใช้เครื่องบินแบบโจมตี (fighter-bombers) การทิ้งลงจากอากาศสา

มารถทำได้หลายวิธี เช่น การทิ้งลงมาโดยตรง การใช้ร่มเพื่อถ่วงเวลา และการใช้ laydown

modes เพื่อให้เครื่องบินสามารถหนีพ้นไปจากรัศมีระเบิด

 

= ขีปนาวุธติดจรวด (ballistic missiles) ขีปนาวุธแบบนี้ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับยิงหัวรบนิวเคลียร์ ซึ่ง

สามารถเคลื่อนที่ได้ มีพิสัยการยิงระดับเป็นสิบถึงระดับร้อยกิโลเมตร ถ้ามีขนาดใหญ่ขึ้น เช่น ICBMs

หรือ SLBMs สามารถใช้ยิงข้ามทวีปได้ ขีปนาวุธรุ่นก่อนจะใช้ยิงได้หัวรบเดียว มีขนาดเป็นเมกกะ

ตัน หลังจากปี 1970 เป็นต้นมา ขีปนาวุธรุ่นใหม่ มักจะติดตั้งบนยานลำเลียงแบบยิงได้หลายหัวรบ

(multiple independent reentry vehicles: MIRVs) ซึ่งอาจบรรจุได้ถึง 12 หัวรบ โดยมีขนาดใน

ระดับกิโลตัน ทำให้สามารถใช้ขีปนาวุธลูกเดียวยิงเป้าหมายขนาดเล็ก หรือปล่อยหลายหัวรบโดย

ยิงซ้ำแบบต่อเนื่อง เพื่อให้เกิดความเสียหายมากขึ้น

 

= ขีปนาวุธติดยานขับ (cruise missiles) การใช้เครื่องยนต์ขับดัน หรือจรวดติดขีปนาวุธ โดยมีระ

บบนำวิถีอัตโนมัติ ให้บินไปในระดับต่ำ ทำให้ตรวจจับได้ยาก ขีปนาวุธแบบนี้มีพิสัยหรือระยะใน

การยิงใกล้กว่าขีปนาวุธติดจรวด และส่วนใหญ่ไม่สามารถยิงได้หลายหัวรบ ขีปนาวุธแบบนี้สามารถ

ปล่อยออกจากยานรบบนพื้นดิน เรือรบ หรือจากเครื่องบินรบ

 

= การปล่อยอาวุธนิวเคลียร์ด้วยวิธีอื่นๆ ได้แก่ การยิงด้วยปืนใหญ่ การวางทุ่นระเบิด เช่น Blue 

Peacock และการใช้ตอร์ปิโด สำหรับเป็นหัวรบต่อต้านเรือดำน้ำ ในปี 1950 สหรัฐอเมริกาได้

พัฒนาหัวรบนิวเคลียร์ขนาดเล็ก สำหรับใช้ในกองทัพอากาศ ซึ่งส่วนใหญ่ได้เลิกใช้ไป ในปลาย

ทศวรรษ 1960 และระเบิดนิวเคลียร์แบบ  depth bombs ได้เลิกใช้ไปในปี 1990 และได้พัฒนา

อาวุธนิวเคลียร์ แบบยุทธวิธีขนาดเบา ที่สามารถใช้คนเดียวในการเคลื่อนย้ายได้ ("suitcase

bombs") เช่น Special Atomic Demolition Munition

 

 

 

**********************************************************

ผลของระเบิดนิวเคลียร์ (Effects of a nuclear explosion)

 

ผลของการระเบิดจากอาวุธนิวเคลียร์ คือแรงของคลื่นกระแทกและรังสีความร้อน เช่นเดียวกับระเบิดแบบธรรมดา สิ่งที่แตกต่างกัน คือ อาวุธนิวเคลียร์ปลดปล่อยพลังงานออกมามากกว่า ความเสียหายที่เกิดขึ้น ส่วนใหญ่ไม่ได้แปรผันโดยตรง กับพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาอย่างเดียว แต่ขึ้นกับตำแหน่งที่เกิดการระเบิดด้วย

 

 

 

ความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการระเบิด เนื่องจากการปลดปล่อยพลังงานออกมา ทำให้เกิดผลกระทบ 3 แบบ ผลของรังสีความร้อนที่ให้ออกมาต่อระยะทาง จะเป็นส่วนที่ออกมาช้าที่สุด โดยอาวุธที่มีขนาดใหญ่จะทำให้เกิดความร้อนมากกว่า ผลของรังสีที่ทำให้เกิดการไอออไนซ์ จะถูกดูดกลืนเมื่อผ่านอากาศ จึงมีผลในระยะใกล้ ส่วนผลของแรงเนื่องจากคลื่นกระแทก (blast) จะลดความแรงลงตามระยะทาง เร็วกว่ารังสีความร้อน แต่ช้ากว่ารังสีที่ทำให้เกิดการไอออไนซ์

 

 

 

เมื่ออาวุธนิวเคลียร์เกิดการระเบิด วัตถุระเบิดจะถึงอุณหภูมิสูงสุดในเวลาประมาณ 1 มิลลิวินาที ที่จุดนี้ 75% ของพลังงานที่ปลดปล่อยออกมา จะเป็นรังสีความร้อน และรังสีเอกซ์ (soft X-rays) พลังงานส่วนหนึ่งจะเป็นพลังงานจลน์ ที่ส่งให้ส่วนประกอบของระเบิดกระจายออกอย่างรวดเร็ว ปฏิกิริยาระหว่างรังสีเอกซ์และส่วนประกอบของระเบิด กับสิ่งแวดล้อมจะแสดงถึงพลังงานของการระเบิดในรูปของแรงกระแทกกับแสงสว่างที่เกิดขึ้น โดยทั่วไปถ้าวัสดุห่อหุ้มระเบิดมีความหนาแน่นสูงขึ้น จะทำให้เกิดคลื่นช็อค (shockwave) ได้มากขึ้น

 

 

 

เมื่อเกิดการระเบิดในอากาศใกล้กับพื้นดิน X-rays จากรังสีความร้อนจะไปได้ไม่กี่ฟุตก่อนจะถูกดูดกลืน พลังงานบางส่วนจะให้ออกมาในรูปของรังสีเหนือม่วง แสง และอินฟราเรด แต่พลังงานส่วนใหญ่ให้ออกมาในรูปของรังสีความร้อนแผ่ออกไปในอากาศเป็นลูกไฟทรงกลม

 

ถ้าเกิดการระเบิดที่ระดับสูง ซึ่งอากาศมีความหนาแน่นต่ำ X-rays จะไปได้ไกลก่อนจะถูกดูดกลืน ทำให้พลังงานมีความหนาแน่นน้อยกว่า จึงมีแรงกระแทกน้อยกว่า พลังงานจึงกระจายออกไปในรูปของคลื่นความร้อนมากกว่า

 

ระเบิดที่ฮิโรชิมามีแรงระเบิด เทียบเท่ากับ TNT 12,000 ตัน ทำลายสิ่งก่อสร้างและชีวิตของประชาชนกว่า 100,000 คน

 

เมฆรูปเห็ดสูง 18 กิโลเมตร ที่เกิดจากอาวุธนิวเคลียร์ 

ที่ถล่มเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิเมื่อปี พ.ศ. 2488 ปลายสงครามโลกครั้งที่ 2

 

 

 

 

ระเบิดนิวเคลียร์ก็เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่เป็นถูกนำมาใช้เป็นนวัตกรรมหลายอย่างในปัจจุบัน เช่น โรงงานไฟฟ้านิวเคียร์ ผลิตภัณฑ์ต่างๆ เป็นต้น แต่มนุษย์ไม่ได้ใช้มันในทางสร้างสรรค์เท่าใดนัก และมันก็กลายเป็นดาบสองคมนั้นเอง

 

สิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้นมา เพื่อทำลายมนุษย์ด้วยกัน ช่างสวยงาม ... แต่แอบแฝงด้วย อานุภาพอันรุนแรงและโหดร้าย

 

ขอขอบคุณข้อมูลและรูปภาพจาก

Nuclear Weapons เว็บไซต์

www.wikipidia.com

www.sciencedairy.com และ www.learners.in.th