لنز‌های انفجاری در سلاح هسته ای برای ایجاد وضعیت فوق بحرانی | NEUTRINO_PLUSS
لنز‌های انفجاری در سلاح هسته ای
برای ایجاد وضعیت فوق بحرانی که در آن بتوان زنجیره شکافت هسته‌ای را در یک بمب هسته‌ای به راه انداخت نیاز به یک سیستم implosion پیشرفته است. یکی از این سیستم ها، از لنز‌های انفجاری در اطراف مواد هسته‌ای بهره می‌گیرد. لنز‌های انفجاری به منظور فشردن مواد هسته‌ای پیچیده هستند و نیاز به محاسبات و طراحی‌‌های دقیقی دارند، مخصوصا که تعداد لنز‌های انفجاری به منظور فشردگی یکسان و افزایش قدرت انفجاری سلاح بیشتر هم بشود، به همین روی ایران در پروژه آماد این مسیر سخت را دور زده و به جای لنز‌های انفجاری از مولد شوک استفاده کرد که راهی آسان تر اما باعث کاهش بازده سلاح می‌‌شد! عدم استفاده از لنز‌های انفجاری همچین امکان کوچک کردن بمب را ایجاد می‌کند!
نکته کلیدی برای فشردن مواد هسته ای در این است که امواج شوک ایجاد شده را بتوان به سمت یک نقطه متمرکز کرد! همچین چیزی با استفاده از یک لایه مواد منفجره به دور هسته کروی پلوتونیومی یا اورانیومی میسر نمی شود! برای ایجاد موج شوک convergent یا همگرا، نیاز به دو لایه مختلف مواد منفجره با دو سرعت متفاوت موج شوک در این دو لایه است. لایه اول از مواد فوق انفجاری استفاده می‌کند که موج شوک ایجاد شده در آن، سرعت بسیار بالایی در مقیاس ۸-۹ کیلومتر در ثانیه را دارد، در حالیکه در لایه دوم، از مواد فوق انفجاری استفاده میشود که در آنها سرعت پخش موج شوک بسیار کمتر و چیزی در حدود ۵ کیلومتر در ثانیه می‌‌باشد. اما تنها تفاوت سرعت امواج شوک در دو لایه ماده منفجره هم کافی نیست، بلکه لایه‌های مواد منفجره که هسته پلوتونیومی را احاطه کرده ا‌ند، باید دارای یک هندسه خاصی هم باشند! همان طور که در تصویر بالا می‌بینید، فرم لایه دوم مواد فوق انفجاری، سهمی وار (parabolic) هستند و بدین روی در یک نقطه به چاشنی در نزدیکترین نقطه و در مکانی دیگر از چاشنی در دورترین نقطه قرار گرفته ا‌ند! این بدان معناست که امواج شوک ایجاد شده (پس از فعال شدن چاشنی) در لایه اول، به دلیل هندسه خاص در چینش لایه دوم انفجاری، در فواصل زمانی متفاوتی به این لایه میرسند و این باعث انحراف (یا شکست) امواج شوک به سمت نقطه مرکزی که هسته پلوتونیومی است، میشود و به دلیل بروز این شکست در امواج شوک، صحبت از لنز میشود، به مانند نور در اپتیک که توسط عدسی محدب در کانون جمع و متمرکز میشود. در واقع با استفاده دو لایه از مواد فوق انفجاری با هندسه خاص که در آن سرعت پخش امواج شوک متفاوت است، امواج تولید شده فرم دهی می شوند، تا بتوان آنها را در به صورت یکسان بر روی کره هسته پلوتونیومی متمرکز کرد، تا این کره فشرده شده و به وضعیت فوق بحرانی برسد. تمام این پروسه بین ۱۰ تا ۱۵ میکرو ثانیه انجام می‌‌پذیرد! حال برای جا سازی لنز‌های انفجاری، بمب هسته‌ای که کروی شکل است، به تیکه‌های مساوی و یا به صورت زوج‌های مختلف مساوی تقسیم میشود. این تیکه‌ها با دو لایه انفجاری و تمپر و هسته مرکزی را میتوانید در تصویر بالا باز بهتر ببینید و درک کنید.
به عنوان مثال بمب "مرد چاق" که رژیم آمریکا در نگازاکی انداخت، دارای ۳۲ تیکه لنز انفجاری بود. هر چه تعداد این تیکه‌ها بیشتر باشد، پیچیدگی نیز افزایش خواهد یافت اما در عین حال بمب را بدلیل افزایش در بهبود فشردگی میتوان کوچک سازی کرد! کاری که به عنوان مثال در سیستم فشردگی کره شمالی که چند سال پیش از آن رونمایی شد، انجام گرفت که در تصویر زیر می‌بینید. این سیستم لنز انفجاری از ۱۲۲ تیکه یا المان تشکیل شده که به گفته برخی، پیشرفته‌ترین سیستم لنز انفجاری طراحی شده در تاریخ بشریت است، و بدین روی این امکان را به کره شمالی میدهد تا بمب‌های خود را کوچک سازی کرده و آنها را سوار بر موشک‌های بالستیک تاکتیکی و استراتژیک خود کند! آمریکایی‌ها برای کوچک کردن بمب‌های خود از تکنیک دیگری به نام two point air lens استفاده میکنند.
