हाइड्रोजन बम बनाम परमाणु बम: फ़र्क़ क्या है

परमाणु बम अपनी ऊर्जा भारी परमाणुओं को तोड़कर पाता है। हाइड्रोजन बम उसका ज़्यादातर हिस्सा हल्के परमाणुओं को जोड़कर पाता है, और उसे शुरू करने के लिए अपने भीतर एक परमाणु बम चाहिए। यह छोटा जवाब है। व्यावहारिक फ़र्क़ ताक़त का है: 1945 में युद्ध में इस्तेमाल हुए दो बमों ने 15 और 21 किलोटन ऊर्जा छोड़ी, जबकि सात साल बाद परखे गए पहले हाइड्रोजन बम ने 10,400 किलोटन।

परमाणु (विखंडन) बमहाइड्रोजन (ताप-नाभिकीय) बम
अभिक्रियाभारी नाभिक श्रृंखला अभिक्रिया में टूटते हैंहल्के नाभिक जुड़ते हैं, साथ में बहुत सारा विखंडन
ईंधनयूरेनियम-235 या प्लूटोनियम-239लिथियम ड्यूटेराइड और ट्रिटियम, विखंडन ट्रिगर के साथ
शुरुआत कैसे होती हैपारंपरिक विस्फोटक क्रांतिक द्रव्यमान जोड़ते हैंएक परमाणु बम (प्राइमरी) संलयन चरण को प्रज्वलित करता है
सामान्य क्षमता1 से दसियों किलोटन; सबसे बड़ा परीक्षण 500 किलोटनसैकड़ों किलोटन से मेगाटन तक; 50 मेगाटन परखा गया
पहला परीक्षणट्रिनिटी, जुलाई 1945आइवी माइक, नवंबर 1952
युद्ध में इस्तेमालहिरोशिमा और नागासाकीकभी नहीं
लिटिल बॉय परमाणु बम अपने हैंडलिंग स्टैंड पर
लिटिल बॉय, हिरोशिमा पर गिराया गया यूरेनियम गन-टाइप बम। तीन मीटर लंबा, लगभग 4.4 टन, 15 किलोटन। फ़ोटो: US Department of Energy

तोड़ना और जोड़ना

जब कोई न्यूट्रॉन यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम-239 के नाभिक से टकराता है, तो नाभिक दो हल्के टुकड़ों में टूट जाता है और दो या तीन नए न्यूट्रॉन बाहर फेंकता है। अगर पर्याप्त सामग्री एक जगह कसकर रखी हो, तो ये न्यूट्रॉन और नाभिक तोड़ते हैं, और विखंडनों की संख्या लगभग हर सौवें माइक्रोसेकंड में दोगुनी हो जाती है। पूरी ऊर्जा एक सेकंड के दस लाखवें हिस्से से भी कम समय में निकल जाती है।

संलयन उल्टी दिशा में चलता है। भारी हाइड्रोजन के नाभिक, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम, को ज़बरदस्ती जोड़कर हीलियम बनाया जाता है, और इस प्रक्रिया में खोया हुआ द्रव्यमान ऊर्जा में बदल जाता है। किलोग्राम दर किलोग्राम, ड्यूटेरियम-ट्रिटियम संलयन यूरेनियम के विखंडन से लगभग चार गुना ज़्यादा ऊर्जा देता है। पेच तापमान का है: करोड़ों डिग्री, जो कोई रासायनिक विस्फोटक पैदा नहीं कर सकता।

नाभिकीय विखंडन और नाभिकीय संलयन की तुलना का आरेख
विखंडन एक भारी नाभिक को तोड़ता है। संलयन दो हल्के नाभिकों को जोड़ता है। दोनों थोड़े से द्रव्यमान को भारी मात्रा की ऊर्जा में बदलते हैं।

हाइड्रोजन बम के भीतर परमाणु बम क्यों होता है

संलयन के लिए ज़रूरी गर्मी का एकमात्र व्यावहारिक स्रोत विखंडन का विस्फोट है। 1951 में एडवर्ड टेलर और स्तानिस्लाव उलाम के तैयार किए दो-चरण डिज़ाइन में पहले प्राइमरी नाम का एक विखंडन बम फटता है। उसकी एक्स-किरणें, प्रकाश की गति से चलते हुए, खोल को भर देती हैं और विस्फोट के हथियार को चीर देने से पहले दूसरे चरण को दबा देती हैं। दबा हुआ ईंधन प्रज्वलित हो जाता है।

सेकंडरी यूरेनियम में लिपटा होता है, और संलयन से निकले तेज़ न्यूट्रॉनों की बाढ़ उस यूरेनियम को भी तोड़ देती है। कई ताप-नाभिकीय हथियारों में कुल क्षमता का लगभग आधा इसी आख़िरी विखंडन चरण से आता है। इसलिए “हाइड्रोजन बम” नाम आधा ही सच है: असल में यह विखंडन, संलयन और विखंडन का बम है।

दो-चरण ताप-नाभिकीय हथियार का रेखाचित्र
दो-चरण की बनावट: एक सिरे पर प्राइमरी, दूसरे पर संलयन सेकंडरी, एक ऐसे खोल के भीतर जो एक्स-किरणों को दिशा देता है।

1945 से 1952 तक

विखंडन बम युद्धकालीन मैनहैटन परियोजना की उपज था। हिरोशिमा को एक ऐसे यूरेनियम गन डिज़ाइन ने नष्ट किया जिसका कभी परीक्षण नहीं हुआ था; नागासाकी को ट्रिनिटी उपकरण जैसे ही एक प्लूटोनियम अंतःस्फोट बम ने। युद्ध के बाद विखंडन बम तेज़ी से बड़े हुए, लेकिन एक छत से टकरा गए। एक हथियार में जितनी ज़्यादा विखंडनीय सामग्री डालेंगे, उसे समय से पहले अभिक्रिया करने से रोकना उतना ही मुश्किल होता जाएगा। अब तक परखा गया सबसे बड़ा शुद्ध विखंडन बम, 1952 का आइवी किंग, 500 किलोटन का था।

उससे दो हफ़्ते पहले अमेरिका ने आइवी माइक का परीक्षण किया था, तरल ड्यूटेरियम से भरा 74 टन का एक प्रशीतित उपकरण। इसने 10.4 मेगाटन ऊर्जा छोड़ी और एक द्वीप को मिटा दिया। दो साल के भीतर तरल ईंधन की जगह ठोस लिथियम ड्यूटेराइड ने ले ली और हाइड्रोजन बम विमान में समा गया। असली सोवियत दो-चरण हथियार 1955 में आया, ब्रिटेन का 1957 में, चीन का 1967 में और फ़्रांस का 1968 में।

आइवी माइक ताप-नाभिकीय उपकरण अपनी परीक्षण इमारत में
आइवी माइक उपकरण, उपनाम “सॉसेज”, 1952 में एनेवेटाक पर परीक्षण से पहले। इसके ईंधन को शून्य से 250 °C नीचे रखना पड़ता था। फ़ोटो: US Department of Energy

आज शस्त्रागारों में क्या है

अमेरिका, रूस, ब्रिटेन, फ़्रांस और चीन के तैनात किए लगभग सभी सामरिक वॉरहेड ताप-नाभिकीय हैं। निरी ताक़त के अलावा इस डिज़ाइन का एक और फ़ायदा है: यह किफ़ायती है। कुछ सौ किलोग्राम का एक आधुनिक दो-चरण वॉरहेड कई सौ किलोटन देता है, जिससे एक मिसाइल ऐसे कई वॉरहेड ले जा सकती है। नए परमाणु देशों के लिए शुद्ध विखंडन हथियार अब भी शुरुआती बिंदु हैं, और आधुनिक वॉरहेडों की प्राइमरी खुद विखंडन उपकरण हैं, जिन्हें ड्यूटेरियम-ट्रिटियम गैस की थोड़ी सी मात्रा से बूस्ट किया जाता है।

प्रसिद्ध विखंडन और ताप-नाभिकीय विस्फोटों की क्षमताएँ
प्रसिद्ध विखंडन और ताप-नाभिकीय विस्फोट एक ही पैमाने पर। अक्ष का हर क़दम पिछले से दस गुना है।

आम उलझनें

क्या न्यूक्लियर बम और परमाणु बम एक ही चीज़ हैं? “परमाणु हथियार” (न्यूक्लियर वेपन) दोनों तरह के हथियारों को कहते हैं। “एटम बम” आमतौर पर विखंडन हथियारों के लिए ही इस्तेमाल होता है।

क्या हाइड्रोजन बम ज़्यादा रेडियोधर्मी होता है? ज़रूरी नहीं। फ़ॉलआउट मुख्यतः इस पर निर्भर करता है कि कितना विखंडन होता है और आग का गोला ज़मीन को छूता है या नहीं। सेकंडरी में कम यूरेनियम वाला “साफ़” डिज़ाइन प्रति किलोटन कम फ़ॉलआउट देता है; बड़ी क्षमता का ज़मीनी विस्फोट बहुत ज़्यादा देता है।

क्या हाइड्रोजन बम को मनचाहा बड़ा बनाया जा सकता है? सिद्धांत रूप में चरणों को जोड़ते जा सकते हैं; सोवियत ज़ार बॉम्बा में तीन चरण थे और उसे 100 मेगाटन के लिए डिज़ाइन किया गया था। व्यवहार में ऐसे हथियार का कोई सैन्य उपयोग नहीं है, जैसा ज़ार बॉम्बा की कहानी दिखाती है।

दोनों तरह के बमों की नक्शे पर तुलना करने के लिए सिम्युलेटर में पहले लिटिल बॉय और फिर 800 किलोटन का आधुनिक वॉरहेड चुनें। हर डिज़ाइन का विवरण परमाणु हथियार कैसे काम करते हैं में है।