التأثيرات الناتجة عن القنبلة النووية

أسقطت أول قنبلة نووية على مدينة هيروشيما عام 1945 وصنعت من اليورانيوم — 235 وأطلق عليها الولد الصغير (Little Boy) وبلغت قوتها التدميرية حوال 20000 طن من TNT وأدت إلى مقتل ما يزيد عن 100000 نسمة أما من بقي منهم أحياءاً حتى الآن فلا يزالون يعانون من أمراض الإشعاع.

وبعيد ذلك بقليل أسقطت قنبلة أخرى على مدينة ناجازاكي وصنعت هذه المرة من البلوتونيوم - 239 وأطلق عليها الولد البدين (Fat Boy) وأدت إلى مقتل 70000 نسمة، وما بقي منهم على قيد الحياة لا يزالون يعانون كما يعاني مواطنوهم السابقون من أمراض الإشعاع. وتنقسم التأثيرات الناتجة إلى ما يلي:

أ- الطاقة الناتجة عن الانفجار:

بينا فيما سبق أن الطاقة الناتجة عن انفجار قنبلة هيروشيما تعادل 20000 طن من TNT وهذه تعادل 7000 طن من الفحم وتعادل أيضاً حوالى: 10¹³ ×23  جول. وهو ما يساوي حوالى 10⁷ KWh×6. ويمكن مقارنة هذه الطاقات مع:

1- زلزال قوى تتراوح الطاقة الناتجة عنه بين 10¹⁷ - 10¹⁹ جول.

2- الطاقة التي تصل من الشمس إلى سطح الأرض والتي تبلغ حوالي 10⁶ × 9 جول/متر مربع في اليوم الواحد.

وهتاك خياران لتفجير القنبلة:

1) أما أن يتم التفجير عند سطح الأرض وهنا يتم امتصاص بعض من القشرة الأرضية بواسطة حرارة الانفجار حيث تصعد بعض من هذه القشرة مع نواتج الانشطار وتتساقط فيما بعد على شكل غبار نووي.

2) أو يتم التفجير عند ارتفاعات مناسبة (تتراوح بين 300، 700 متراً) من سطح الأرض وهنا تزداد الحرارة الناتجة وتزداد القوة التدميرية للقنبلة

ب- الانفجار Air Burst:

عندما يتم تفجير القنبلة تحدث مجموعة من الأحداث نوردها في الجدول (1) تعمل الحرارة والتفريغ الناتجين عن الانفجار على امتصاص الغبار بواسطة كرة اللهب ثم يتساقط هذا الغبار بعد ذلك بعد أن يتلوث بنواتج الانشطار، ولكنه من الملاحظ أن معظم المواد المشعة تظل عالقة في السحابة النووية (شكل عش الغراب) وتتجول في الغلاف الجوي للأرض لمدة عدة أسابيع بعد الانفجار. كما وينتج عن الانفجار- وبعد عدة ثواني - انطلاق كميات كبيرة من الإشعاع الذي يتمثل بالحرارة والضوء والموجات الفوق بنفسجية وإشعاع -γ كما وتنطلق النيوترونات وأشعة -β وجسيمات — α في خلال هذه الفترة الزمنية. تتحرك موجة الانفجار نحو الخارج بسرعة تبلغ حوالي Km/h 1000. وبينما تتصاعد كرة اللهب إلى أعلى فإنه يبدا الهواء في الإحلال محلها مندفعاً نحو المركز وهكذا تنشأ عاصفة من الهواء التي تعمل على إذكاء الحريق الذي بدا عند انفجار القنبلة. وهكذا تزداد رقعة الحريق كما وتعمل تيارات الحمل الحارة السابقة على زيادة الدمار الناتج عن الحريق الذي سيستمر عدة ساعات بعد الانفجار. إن معظم الحرائق ستشب نتيجة للتحطم الديناميكي لأنابيب الغاز ومحطات توليد التيار الكهربي والأفران المنزلية، بينما نجد أن التأثير الحراري المباشر الناتج عن ومضة الحرارة الناتجة عن الانشطار يعتبر صغيراً.

الجدول (1) الأحداث الناتجة عن انفجار نووي

ج- تدمير المباني:

تتوفر معلومات دقيقة في هذا المجال باعتبار البعد عن مركز الانفجار (Ground Zero) وهي النقطة الواقعة مباشرة تحت موضع انفجار القنبلة. على بعد قدره حوالي 800 متر من مركز الانفجار تذوب قطع القرميد وجدران الأفران وتشب النار في الخشب والمواد القابلة للاشتعال بفعل ومضة الحرارة. وتعمل هذه التأثيرات بالتعاون مع موجات الانفجار على تدمير جميع المباني باستثناء أعمدة الخرسانة. وعلى بعد قدره Km1.6 من مركز الانفجار تتداعى الأبنية ذات القوائم الخرسانية وذلك بسبب شوه هذه القوائم. أما الأبنية الحجرية فتتحطم تحطيماً كاملا.

على بعد قدره Km 2 يتم تدمير الحوائط الحجرية والسقوف بينما تتطاير الأبواب والنوافذ، وعلى بعد قدره Km 4 من مركز الانفجار تتحطم الأبواب والنوافذ، ويمتد الدمار البسيط بعد ذلك إلى مسافة تقدر بحوالي Km13 من مركز الانفجار. يبين الشكل (1) الدمار الناتج عن الأسلحة النووية.

د- الإصابات البشرية:

تحدث إصابات من مختلف الأنواع للبشر عند تعرضهم للقصف النووي -وتحدث معظم حالات الوفاة نتيجة للانفجار وتساقط الأبنية والحروق. أما الأعطاب الناتجة عن الإشعاع فتعتبر أقل أهمية. وذلك لأن معظم الأشخاص القريبون من مركز الانفجار سوف يعانون من تأثير الانفجار والحروق بالإضافة إلى معاناتهم من جرعات خطيرة إن لم تكن قاتلة من أشعة γ والنيوترونات (أنظر الشكل (1)).

هـ- الحرارة:

يتم تحرير حوالي ثلث الطاقة الناتجة عن الانفجار على شكل حرارة. ولا يتم ذلك لحظياً. وينتج معظم هذه الحرارة في فترة تتراوح بين 0.3 إلى 3 ثانية من الانفجار بينما يظهر نصف هذه الحرارة بعد الثانية الأولى من الانفجار.

الشكل (1)

دلت المشاهدات العملية على أن موجة الحرارة تمتص لمدة عشر ثواني حيث تبين ذلك من توقف الساعات في أيدي ضحايا هيروشيما بعد عشر ثواني من الانفجار. ويمكن الوقاية من الحرارة بأحد احتمالين:

أ) على بعد أكبر من 800 متر من مركز الانفجار حيث يفني كل شيء: إلا وجهه). لا تستطيع ومضة الحرارة أن تخترق جدران الأبنية ويمكن امتصاصها حتى بطبقة الملابس التي يرتديها الشخص.

ب) إذا أمكن تغطية الأجزاء المكشوفة من جسم الإنسان (كالوجه والكفين) خلال ثانية واحدة من الانفجار فإنه يمكن إنقاص جرعة التعرض الحرارية إلى النصف ومن ثم يمكن تخفيض إمكانية الإصابة بهذه الحرارة.

و- الإشعاع الفوق بنفسجي:

يشكل هذا الإشعاع حوالى 1% من الطاقة الناتجة عن الانفجار. ويظهر معظمه أثناء الميللي ثانية الأولى من الانفجار. ولقد بينت الدراسات المجراة على ضحايا ناجازاكي وهيروشيما أن التعرض لهذا الإشعاع لم يضف أخطاراً جديدة على الضحايا بينما تسبب الإشعاع الحراري في معظم الحروق الناتجة .

ز- إشعاع - γ:

ينتج إشعاع γ مباشرة من الانشطار النووي كما وينتج بطريقة غير مباشرة عن النيوترونات المنطلقة من الانشطار حيث تتفاعل هذه مع المواد الأخرى الموجودة في القنبلة وتنتج أشعة γ عن التفاعل (γ ،n) . وتنتج أشعة γ اللحظية خلال عدة مايكروثواني بعد الانفجار أما الأشعة المتأخرة فتنطلق نتيجة لتحلل نواتج الانشطار المثارة

ل- الإشعاع النيوتروني:

عند حدوث الانفجار النووي ينطلق ما مجموعة حوالي نصف جرام من النيوترونات (حوالى 10²³ × 4 نيوترون) نتيجة للانشطار المتسلسل وتنطلق هذه النيوترونات خلال ^8-10 ثانية. ولا تتمكن هذه النيوترونات من الهرب مباشرة من المكان وإنما تتأخر قليلاً يفعل تفاعلها مع المواد الموجودة في القنبلة. على بعد قدره حوالي 800 متراً من مركز الانفجار يؤدي امتصاص هذه النيوترونات إلى جرعة قاتلة من الإشعاع. كما تبين الدراسات ايضاً إلى أن الجرعة الناتجة عن أشعة γ عند هذا البعد تقدر بحوالي 6000 راد. وهي جرعة قاتلة أيضاً، ومن ثم لا يشكل التعرض للنيوترونات خطراً إضافياً.

يبين الجدول (2) الإصابات القاتلة الناتجة عن قنبلة نووية وأنواع أخرى من القنابل.

الجدول (2)

(*) تقديرات البعثة البريطانية لليابان، عام .1945

(+): E. Leader-Wiliams 7 J. Smithy The Practioner, 165,590, 1950 تقديرات عملت بواسطة.