परमाणु हथियार कैसे काम करते हैं
परमाणु हथियार अपनी ऊर्जा TNT की तरह रसायन से नहीं, बल्कि खुद परमाणु के नाभिक से निकालता है। फ़्रिज के आकार का एक अकेला वॉरहेड दूसरे विश्व युद्ध में गिराए गए सारे बमों से ज़्यादा ऊर्जा छोड़ सकता है। इसके दो बुनियादी तंत्र हैं: विखंडन और संलयन।
विखंडन: भारी परमाणुओं को तोड़ना
कुछ भारी समस्थानिक, यूरेनियम-235 और प्लूटोनियम-239, न्यूट्रॉन की टक्कर से दो हल्के टुकड़ों में टूट जाते हैं और ऊर्जा के साथ दो या तीन नए न्यूट्रॉन छोड़ते हैं। अगर पर्याप्त सामग्री काफ़ी पास-पास रखी हो (क्रांतिक द्रव्यमान), तो ये न्यूट्रॉन आगे और विखंडन कराते हैं और अभिक्रिया घातांकीय रूप से बढ़ती है: दोगुने होने की लगभग 80 पीढ़ियाँ एक माइक्रोसेकंड से भी कम समय में पूरी हो जाती हैं।
इंजीनियरिंग की समस्या यह है कि सामग्री को विस्फोट के क्षण तक अवक्रांतिक कैसे रखा जाए। 1945 में इसके दो समाधान बनाए गए:
- गन-टाइप: यूरेनियम का एक टुकड़ा एक नली के भीतर दूसरे टुकड़े पर दागा जाता है। इतना सरल और भरोसेमंद कि इस्तेमाल से पहले इसका पूरा परीक्षण तक नहीं किया गया; यही लिटिल बॉय था, लगभग 15 किलोटन का हिरोशिमा बम।
- अंतःस्फोट (इम्प्लोज़न): प्लूटोनियम के गोले को सटीक समय पर फटने वाले पारंपरिक विस्फोटकों से दबाकर अतिक्रांतिक बनाया जाता है। यह डिज़ाइन ट्रिनिटी परीक्षण में परखा गया और नागासाकी पर फ़ैट मैन में इस्तेमाल हुआ।
शुद्ध विखंडन हथियारों की सीमा कुछ सौ किलोटन पर आकर रुक जाती है; अब तक परखा गया सबसे बड़ा, आइवी किंग, लगभग 500 किलोटन का था।
संलयन: ताप-नाभिकीय छलाँग
संलयन हल्के नाभिकों (ड्यूटेरियम और ट्रिटियम) को जोड़ता है और प्रति ग्राम इससे भी ज़्यादा ऊर्जा छोड़ता है, लेकिन इसके लिए करोड़ों डिग्री का तापमान चाहिए। इतनी गर्मी देने वाली एकमात्र व्यावहारिक “माचिस” खुद एक विखंडन बम है। चरणबद्ध टेलर–उलाम डिज़ाइन में पहले एक विखंडन “प्राइमरी” फटता है, और उसकी एक्स-किरणें बम के खुद बिखर जाने से पहले एक भौतिक रूप से अलग संलयन “सेकंडरी” को दबाकर प्रज्वलित कर देती हैं। सिद्धांत रूप में चरणों को अनंत तक जोड़ा जा सकता है, और इसी तरह सोवियत संघ ज़ार बॉम्बा के साथ 50 मेगाटन तक पहुँचा।
आज के ज़्यादातर वॉरहेड दो-चरण वाले ताप-नाभिकीय डिज़ाइन हैं, आमतौर पर बूस्टेड: प्राइमरी में डाली गई कुछ ग्राम ड्यूटेरियम-ट्रिटियम गैस उसकी दक्षता को काफ़ी बढ़ा देती है, जिससे वॉरहेड छोटे, हल्के और सुरक्षित रहते हुए भी सैकड़ों किलोटन की क्षमता दे पाते हैं।
आधुनिक वॉरहेड “छोटे” क्यों हैं
शीत युद्ध की मिसाइलें ज़्यादा सटीक नहीं थीं, इसलिए महाशक्तियों ने इसकी भरपाई कई मेगाटन के वॉरहेडों से की। जैसे-जैसे मार्गदर्शन बेहतर हुआ, सटीकता ने निरी ताक़त की जगह ले ली: आज का एक सामान्य तैनात सामरिक वॉरहेड, जैसे अमेरिकी W88 (455 किलोटन) या रूसी टोपोल का वॉरहेड (800 किलोटन), 1960 के दशक के कई मेगाटन वाले दैत्यों से कहीं छोटा है, और अब एक मिसाइल एक विशाल वॉरहेड की जगह अलग-अलग लक्ष्यों वाले कई वॉरहेड (MIRV) ले जाती है।
फ़र्क़ खुद देखें
इन संख्याओं का मतलब समझने का सबसे अच्छा तरीक़ा उन्हें नक्शे पर तुलना करके देखना है: पहले 15 किलोटन का हिरोशिमा बम आज़माएँ, फिर वॉशिंगटन पर 800 किलोटन का आधुनिक टोपोल वॉरहेड, फिर 50 मेगाटन का ज़ार बॉम्बा, सब सिम्युलेटर में। तबाही असल में कैसे होती है, यह परमाणु विस्फोट के प्रभाव में बताया गया है।