فون نویمان:سلاح های هسته ای

سلاح های هسته ای [ ویرایش ]

عکس نشان نشان فون نویمان Los Alamos زمان جنگ

پروژه منهتن [ ویرایش ]

از اواخر دهه 1930 ، فون نویمان تخصص در مورد انفجارها را توسعه داد - پدیده هایی که مدل سازی ریاضی آن دشوار است. در این دوره ، فون نویمان مسئول اصلی ریاضیات بارهای شکل گرفته بود . این امر وی را به سمت تعداد زیادی مشاوره نظامی ، در درجه اول برای نیروی دریایی سوق داد ، که به نوبه خود منجر به دخالت وی در پروژه منهتن شد . درگیری شامل سفرهای مکرر با قطار به مراکز تحقیقاتی مخفی پروژه در آزمایشگاه لوس آلاموس در بخش دورافتاده ای از نیومکزیکو بود. [30]

فون نویمان سهم اصلی خود در بمب اتمی را در مفهوم و طراحی لنزهای انفجاری که برای فشرده سازی هسته پلوتونیوم سلاح Fat Man که بعداً روی ناگازاکی ریخته شد ، انجام داد . در حالی که فون نویمان سرچشمه مفهوم " انفجار " نبود ، او یکی از پایدارترین طرفداران آن بود و ادامه روند پیشرفت آن را در برابر غرایز بسیاری از همکارانش که احساس می کرد چنین طرحی غیرقابل اجرا است ، تشویق کرد. وی همچنین در نهایت به این ایده رسید که از شارژهای شکل یافته تر و مواد شکافت پذیرتر استفاده کند تا سرعت "مونتاژ" را تا حد زیادی افزایش دهد. [121]

هنگامی که معلوم شد که uranium-235 کافی برای ساختن بیش از یک بمب وجود ندارد ، پروژه لنزهای انفجاری بسیار گسترده شد و ایده فون نویمان اجرا شد. انفجار تنها روشی بود که می توانست با پلوتونیوم-239 که از سایت هانفورد موجود بود استفاده شود . [122] وی طراحی لنزهای انفجاری مورد نیاز را تعیین کرد ، اما نگرانی هایی درباره "اثرات لبه" و نقص در مواد منفجره وجود داشت. [123] محاسبات وی نشان داد كه اگر بیش از 5٪ از تقارن كروی فاصله نگیرد ، انفجار كار می كند. [124] پس از یک سری تلاش های ناکام با مدل ها ، این توسط جورج کیستیاکوفسکی حاصل شدو ساخت بمب ترینیتی در ژوئیه سال 1945 به پایان رسید. [125]

در بازدید از لوس آلاموس در سپتامبر سال 1944 ، فون نویمان نشان داد كه افزایش فشار ناشی از انعكاس موج شوك انفجار از اجسام جامد بیشتر از آن چیزی است كه قبلاً تصور می شد اگر زاویه بروز موج شوك بین 90 درجه و برخی از زاویه محدود باشد. در نتیجه مشخص شد که اثر بمب اتمی با انفجار بعضی از کیلومترها بالاتر از هدف ، و نه در سطح زمین ، افزایش می یابد. [126] [127]

مکانیسم انفجار

فون نویمان ، چهار دانشمند دیگر ، و افراد مختلف نظامی در کمیته انتخاب هدف قرار گرفتند که مسئولیت انتخاب شهرهای ژاپنی هیروشیما و ناگازاکی به عنوان اولین اهداف بمب اتمی را بر عهده داشت . فون نویمان محاسبات مربوط به اندازه مورد انتظار انفجارهای بمب ، میزان تلفات تخمین زده شده و فاصله بالاتر از زمینی را که بمبها برای انتشار مطلوب موج شوک و در نتیجه حداکثر اثر منفجر می شوند ، نظارت کرد. پایتخت فرهنگی کیوتو که از بمبگذاری در شهرهای مهم نظامی صرفه جویی نشده بود ، انتخاب اول فون نویمان بود ، [128] گزیده ای از طرف ژنرال لسلی گروو ، رهبر پروژه منهتن.. با این حال ، این هدف توسط وزیر جنگ هنری ال استیمسون برکنار شد . [129]

در شانزدهم ژوئیه سال 1945 ، فون نویمان و تعداد زیادی از پرسنل دیگر پروژه منهتن شاهد اولین شاهد آزمایش انفجار بمب اتمی بودند که با نام Trinity کد شده بود . این رویداد به عنوان آزمایشی از دستگاه روش انفجار ، در محدوده بمباران در نزدیکی میدان هوایی ارتش آلاموگوردو ، در 35 مایلی (56 کیلومتری) جنوب شرقی سوسوررو ، نیومکزیکو انجام شد . بر اساس مشاهدات او ، فون نویمان تخمین زده است كه این آزمایش منجر به انفجار معادل 5 كیلوتن TNT (21  TJ ) شود اما انریکو Fermiبا ریختن تکه های کاغذ پاره شده تخمین دقیق تر از 10 کیلوتن را تولید کرد زیرا موج شوک از محل وی عبور کرد و دید که آنها تا چه اندازه پراکنده اند. قدرت واقعی انفجار بین 20 تا 22 کیلوتن بوده است. [130] در مقالات فون نویمان در سال 1944 بود که بیان "کیلوتون" برای اولین بار ظاهر شد. [131] پس از جنگ ، رابرت اوپنهایمر اظهار داشت كه فیزیكدانان درگیر در پروژه منهتن "گناه شناخته شده" داشته اند. پاسخ فون نویمان این بود که "بعضی اوقات کسی گناهی را اعتراف می کند تا اعتبار آن را بگیرد." [132]

فون نویمان در کار خود بی امان ماند و به همراه ادوارد تلر یکی از کسانی شد که پروژه بمب هیدروژنی را تحمل کرد . وی برای توسعه بیشتر بمب با كلاوس فوچز همکاری كرد و در سال 1946 این دو كتاب ثبت اختراع پنهانی با عنوان "بهبود روش ها و وسایل استفاده از انرژی هسته ای" را ارائه كردند كه در این مقاله یك طرح استفاده از بمب شکافت برای فشرده سازی سوخت فیوژن برای شروع هسته ای تشریح شده است. همجوشی . [133] حق ثبت اختراع Fuchs-von Neumann از انفجار اشعه استفاده کرد ، اما به همان روشی که در طراحی نهایی بمب هیدروژنی ، طراحی Teller-Ulam استفاده شد ، استفاده نمی شود . با این حال ، کار آنها در عکسبرداری "جورج" از عملیات گلخانه قرار گرفت، که در تست مفاهیمی که به طرح نهایی راه یافتند آموزنده بود. [134] کار Fuchs-von Neumann توسط Fuchs به عنوان بخشی از جاسوسی هسته ای خود به اتحاد جماهیر شوروی منتقل شد ، اما از این در طراحی مستقل از طلر-اولام توسط شوروی ها استفاده نشد. جرمی برنشتاین ، مورخ ، اظهار داشته است كه به طعنه آمیز ، "جان فون نویمان و كلاوس فوكس" در سال 1946 اختراع درخشان تولید كردند كه می توانست كل مسیر توسعه بمب هیدروژنی را تغییر دهد ، اما تا بعد از بمب كاملاً درک نشده بود. با موفقیت ساخته شد [134]

فون نویمان به دلیل خدمات خود در زمان جنگ ، در ژوئیه سال 1946 جایزه خدمات ملکی برجسته نیروی دریایی و مدال شایستگی را در اکتبر 1946 دریافت کرد. [135]

https://en.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann