بازگشت

داستان شیرین کشف اتم

و کاربرد مرگبار بمب اتم

ابراهیم گلستان- 1

زمانی که "اتم" بعنوان مهیب ترین قدرت انفجاری در صحنه سیاست ظهور کرد، بسیار دشوار بود به مردم ایران در باره این قدرت توضیح دادن. اما این توضیح هم ضروری بود و هم ممکن. این وظیفه بسیار دشوار را در آن  سال های پس از جنگ دوم شخصیت های برجسته ای برعهده گرفتند که "ابراهیم گلستان" از جمله آنان بود. تردید نیست که  نسل جدید و حتی نسل میانه ایران، با این بخش از شخصیت ابراهیم گلستان آشنائی ندارند. ابراهیم گلستان دهه 1330، هنوز نه به رمان دست برده بود و نه تصمیم داشت به زبان سینما سخن بگوید. او مقاله نویسی علمی، پژوهشگر ادبیات جهان و بویژه امریکا بود. بعدها پرفسور"هشترودی" در باره مقولات فضائی و اتمی هم نوشت و هم در رادیو و به زبان مردم بسیار شیرین سخن گفت، اما ابتکار این شیرین نویسی و ساده نویسی با ابراهیم گلستان بود.

مردم ایران با قلم و دانش او، با اتم آشنا شدند. آنچه را می خوانید، بخشی از همین آشنائی و آن هم در سال 1325 است، که در هفته نامه وزین "نامه مردم" به سردبیری زنده یاد احسان طبری شده است. هفته نامه ای که جلال آل احمد مدیر داخلی آن بود و دکتر رضا رادمنش صاحب امتیاز آن.

حیرت آور است و خواندنی. حتی برای امروز نیز حاوی اطلاعاتی است بدیع برای توده مردم و به زبان مردم.

سرگذشت شیرین اتم

قرن ها پیش، بشر می پنداشته است " اتم"  وجود دارد. ولی تصورات بشر قرون پیشین نمی توانسته است در این زمینه، نظیرمعلومات امروزیش باشد. امروز ترقی زندگی اجتماعی و علوم و ابزارکار به بشر امکان پی بردن به کنه این راز عظیم و بسیاری از رموز دیگر را داده است. در روزگار گذشته که بساط زندگی محدود و در نتیجه دایره علوم تنگ تربود، بشر بیشتر به تصورات و تتبعات نظری می پراخت. این تصورات و تتبعات هرچه که از لحاظ علمی فقیر و کم ارزش باشد از این جهت قابل توجه اند که زمینه علوم امروز بشمار می روند. بنابراین بهتراست که نقطه آغاز بحث خود را از آن زمان انتخاب نمائیم.

در آثار و نوشته های سانسکریت که گویا متعلق به قبل از2500 سال پیش می باشند، می خوانیم که یکی از شاگردان بودا بنام " کانادا" Kanada  موسس فلسفه " نیاگا"  Nyaga نظریه ای درباره اتم داشت. دیگری از فلاسفه هند قدیم دنیا را مرکب از پنج اتم زمین وهوا ) باد( و آب و آتش و اثیر می پنداشت و نیز فیلسوف دیگری شعور انسانی را اتم ششم نامیده است.

شاید این نظریه صحیح باشد که تئوری اتم نخست در هند قدیم بوجود آمده و سپس به  یونان منتقل گردیده  و توسعه یافت.  یک  محقق انگلیسی بنام " ری" Roy و یک عالم آلمانی بنام "مولر" Muller که در زبان سانسکریت تبحر دارند و هم چنین گروهی از یونان شناسان، پشتیبان این نظریه هستند.

لیکن نکته مسلم آنست که یونانی ها نخستین طایفه ای از اقوام گیتی بودند که بخصوص در مسئله اتم، با دقت بیشتری به تفکر پرداختند. فیلسوف یونانی " لئوسی پوس" Leocyppus در این کارپیشقدم بود و شاگرد او دموکریتوس Democritus از مردم تراکیه دنباله کار استاد را گرفت و شهرت بیشتری به چنگ آورد.

در اینجا باید متذکرشد که در فلسفه فیثاغورث که در قرن ششم قبل ازمیلاد میزیسته است برای اولین بار از انفصال و ناپیوستگی ماده سخن رفت. لیکن فیثاغورث عقاید خود را به رشته تحریر در نیاورد و فقط پیروان مکتب او در قرن چهارم قبل از میلاد گفته هایش را که سینه به سینه منتقل شده بود، به کتابت درآوردند. بنیاد مکتب لئوسی پوس سابق الذکر در قرن پنجم قبل از میلاد نهاده شد و بنابراین باید وی را نخستین یونانی تحقیق کننده در باره اتم پنداشت.

مطمئن ترین منابعی که درباره نظریات اتمی مکتب فیثاغورث دردسترس است کتاب های افلاطون و ارسطو و نوشته های دیوژن لائرسیوسLaercius و ستوبائوس Stobaeus می باشد. بموجب این منابع، پیروان مکتب فیثاغورث می پنداشند که جهان، ماده فاقد حیات، متراکم، کروی شکل و ساکنی بوده است که اجزاء مشخصه ای نداشته.

پس از روزگاری دراز سکون و بی جنبشی، " خلاء"  یعنی هوای بی انتهای خارجی، داخل آسمان شد. چنانکه گوئی آسمان نفس کشیده باشد. نتیجه این " تنفس جهانی" یکنوع " افتراق و محدودیت اشیاء" شد. یعنی ماده هم جنس دستخوش یک جدائی گردید و به " عناصر" مختلف تبدیل یافت. این قطعات نیز بنوبه خود از ذرات بسیارکوچکی تشکیل گردیده بودند که آنها را بنام " موناد" می خواندند. موناد در اصطلاح پیروان فیثاغورث، همان " اتم" مکتب لئوسی پوس بود.

آناگزاگوراس Anaxagoras فیلسوف دیگریونانی برای این قطعات، خواص هندسی یعنی شکل وشماره قائل بود. فیلولائوس Philolaus هندسه دان وستاره شناس مشهور یونان نیز برای این قطعات خواص شیمیائی قائل نبود  وبه هر کدام شکل و شماره ای می داد مثلا می گفت "عنصرخاک" مکعب و آتش هرمی شکل واثبردوازده سطحی، که هر سطح آن پنج ضلعی منظم است می باشند.

چندی بعد این نظریه تکمیل شد. هوا بصورت عنصری هشت سطحی و آب به شکل گیج کننده یک بیست سطحی منظم که هر سطحی، یک سه ضلعی می باشد درآمدند.

اپیکور Epicurusفیلسوف دیگریونانی عقیده داشت که اتم باشکال گوناگون  می باشد. مثلا اتم روح گرد و نرم و اتم های دیگر خشن یا شاخه شاخه ای هستند. او می گفت که این اتم ها هرگز آفریده نشده اند وهرگزهم نابود نخواهند شد.

قریب دو هزار سال، معلومات بشری درباره اتم، درهمین حدود متوقف مانده بود. دکارت Descartes و گاسندی Gassendi دانشمندان قرن شانزده بعد ازمیلاد نیز پایه نظریات خود را روی عقاید فلاسفه یونان قدیم، دموکریت و اپیکور گذاشته بودند.

دوره جدید مطالعات درباره اتم از زمان نیوتن Newton  آغازمی شود. او قانون حرکت کلیه اجسام، ازاتم گرفته تا کرات سماوی را، وضع کرد. پس از او جون دالتن john Dalton ) 1844- 1777( انگلیسی که در روزگار خود مردی گمنام و آموزگار ریاضیات بود، در سال 1808 تئوری علمی اتم را بوجود آورد وبرای اتم وزن معین کرد وهیدوژن را سبک تر ازهمه یافت. دیمیتری مندلیف D.Mendelef عالم عالی مقام روسی 1907- 1834 جدول دوره ای اتمی را بنام خودش معروف است بدست آورد. اگرچه عناصری که درآن زمان شناخته می شدند کم بودند، مندلیف در جدول خویش محل همه 92 عنصر را باوزن آنها تعیین نمود. سرجوزف. جی. تامسون J.J.Thompson انگلیسی وجود الکترون را کشف کرد. سرجیمس چادویک J.Chadwick انگلیسی  درسال 1932 بوجود نوترون یعنی قسمتی از اتم که ازلحاظ الکتریکی نه مثبت ونه منفی بلکه خنثی است پی برد.

دانشمند دانمارکی " بور" Bohr با استفاده از " تئوری کوانتوم" که بوسیله ماکس پلانک max plank آلمانی اظهارشده ومبنی بر، ناپیوسیه بودن تشعشع می باشد. بااستفاده از تئوری مزبور، قانون حرکت الکترون ها را در دور هسته مرکزی کشف نمود.

در اثر مطالعات این دانشمندان بود که راز اتم آشکار گردید و اطلاعات امروزی ما درباره اولین سنگ بنای عالم وجود شکل گرفت.

اتم چیست؟

آتم ترکیب شده است از یک هسته سنگین و متراکم که گرداگردش را الکترون ها فرا گرفته اند. اگر فرض کنیم که هسته مرکزی اتم به بزرگی کره ارض است فاصله میان آن و دورترین الکترونی که گردش می چرخد، یکصد و پنجاه برابر فاصله زمین تا کره ماه می شود؛ اما اندازه واقعی هسته مرکزی اتم چیست؟ تقریبا ...ر...ر...ر...ر1/1 سانتیمتر، قطرفضای اطراف هسته مرکزی که از الکترون ها پرشده است تقریبا ...ر...ر.. 1/1 سانتیمتر می باشد.

مقدارالکترون ها، بسته به میزان بار الکتریکی هسته مرکزی می باشد. خود هسته مرکزی نی زترکیب شده است از اجزائی که پروتون و نوترون نام دارند.

اختلاف نوع عناصر92 گانه ای که در طبیعت یافت می شود مربوط به کمی یا زیادی مقدار الکترونی است که گرداگرد هسته مرکزی می چرخند و سبک ترین اتم ها، اتم هیدروژن است. که فقط یک الکترن دارد و سنگین ترین آن ها اتم اورانیوم با 92 الکترون می باشد. هسته مرکزی اتم اورانیوم 92 پروتون )قطعات حامل بارمثبت( و146 نوترون )قطعاتی که از لحاظ الکتریکی خنثی هستند( ترکیب یافته. موجودیت این دستگاه منظم بوسیله نیروی شگفت و عظیمی حفظ می شود. اگر انتظام دستگاه برهم خورد، این نیروی عظیم آزاد خواهد شد. یعنی بصورت انرژی در خواهد آمد.

این مسئله که اتم یعنی ماده، ممکن است تبدیل به انرژی شود در اول قرن حاضر بوسیله آلبرت اینشتین A.Eenstein بصورت فرمول مشهور" انرژی مساوی است به ماده ضرب در مربع سرعت نور" (E=mc2) اظهار شد.

اینشتین گفت و با فرمول های ریاضی ثابت کرد که یک جسم در حال حرکت انرژی بیشتری دارد. پس در واقع جرم متراکم جسم متحرک، مجموع جرم جسم درحال سکون، باضافه انرژی موجود در آن می باشد. اگر سرعت جسم افزایش یابد انرژی آن هم زیادترخواهد شد.

شکافته شدن اتم و بمب اتمی ثابت کرد که این نظریه صحیح است و ماده یعنی اتم، تبدیل به انرژی می شود.

برای اولین بار در سال 1869 رهائی انرژی از ماده مشاهده شد. هانری بکرل H.Becquerel خاصیت رادیو آکتیویته را کشف کرد. اما اولین بارکه انسان خواست مصنوعا دردستگاه اتم دست برد، هنگامی بود که عالم بزرگ انگلیسی روتر فوردRutherford  چند اتم ازت را مبدل به اکسیژن کرد. لیکن این مرد، که برای اولین مرتبه هسته مرکزی اتم را نیزکشف نمود موفق نشد که ازاین استحاله، نیروئی بدست آورد. درسال 1934 فردریک، و ایرن ژولیوکوری F.et I. Joliot Curie فرانسوی موفق شدند که آلومینیوم و مانیزیوم را مصنوعا دارای خاصیت رادیو آکتیویته کنند وهمین ایجاد خاصیت رادیو آکتیویته مصنوعی است که نقش عمده را درمکانیسم بمب اتمی بعهده دارد. یک فیزیکدان ایتالیائی بنام انریکوفرمی Enrico Fermi درهمین زمان مشغول بمباران کردن کلیه عناصربوسیله نوترون بود وهمین بمباران بوسیله نوترون ها، به شکافتن اتم منجر گردید. یکی عالم آلمانی بنام اتو هاهن Otto Hahn درسال 1938 مشغول تکرارتجربیات فیزیکی یکی ازهمکاران اطریشی خود بنام لیزه مایتنزLise Meitner بود وازراه بمباران کردن اورانیوم بوسیله نوترون، عنصرتازه ای را که ازاورانیوم سبکتراست وبنام باریوم نامیده می شود بدست آورد. اما خود او به این مسئله بهیچ وجه پی نبرد و پنداشت که فقط تغییر مختصری در اورانیوم حاصل شده و تنها رساله محقری در این زمینه منتشرکرد. لیزه مایت نرسابق الذکرزن یهودی آلمانی بود که از دست گشتاپو فرارنموده وبه دانمارک مهاجرت کرده بود. این زن هنگامی که رساله هاهن را بدست آورد و مطالعه کرد نتیجه گرفت که عنصرجدید یعنی باریوم ازشکافته شدن اتم اورانیوم بدست آمده است ودرواقع این اتم اورانیم است که بدو حصه مساوی تقسیم شده است. این خانم دانشمند نظریه خود را با یکی از علمای دانمارک بنام " نیلزبوهر" در میان نهاد. بوهر پس از چندی عازم امریکا شد  و به متخصصین امریکائی این کشف خانم مایتنر را عرضه داشت. آنها نیز با تجربیات لابراتوری دریافتند که حدس خانم مایتنر صحیح بوده است.

به این طریق سنگین ترین عناصر، یعنی اورانیوم، شکسته شده و راه آسانی جهت بدست آوردن انرژی عظیم مخفی درذره بدست آمد. تا آن زمان لازم بود که برای بدست آوردن انرژی حاصل ازشکستن یک اتم، انرژی بسیارزیادتری بکاربرده شود اما ازاین راه یک الکترون ولت برای بدست آوردن  ...ر...ر..2 الکترون ولت کفایت می کرد.

هنگامی که یک نوترون وارد اتم اورانیوم می شود چنان که قبلا هم اشاره کردیم انتظام این دستگاه را بهم زده و سبب شکافته شدن آن می گردد. اتم اورانیوم دو نیم می شود که یک نیم آن به باریوم و دیگری به کریپتون تبدیل می یابد. این دو عنصرجدید بسیار ناپایدار و بطور مصنوعی رادیوآکتیومیباشند. اشعه " گاما" و " بتا" از آنها خارج می شود و در عین حالی که تبدیل به انرژی می شوند نوترون های جدیدی ازخود بیرون میریزند. اگرسرعت این نوترون ها را بوسیله آب سنگین یا گرفیت یا پارافین کم نمائیم، سبب شکافته شدن اتم های جدید اورانیوم خواهند شد. مجموعه این شکافته شدن ها ورهائی انرژی، نیروی بسیارعظیم و بهت آوری ایجاد می نماید.

خلاصه اینکه یک تغییر کمی از لحاظ نوترون ها، ناگهان تبدیل به یک تغییر کیفی یعنی تبدیل ماده به انرژی می شود.

لازم است گفته شود که در اورانیوم دو نوع اتم وجود دارد. نوع اول که 92  پروتون به اضافه 146 نوترون دارد بنام « او- 238»  خوانده می شود.  نوع دوم که صاحب 92 پروتون بعلاوه 143 نوترون می باشد به« او- 235» موسوم گردیده است. اگرنوترونی به نوع اول اضافه کنیم دراتم آن جذب می شود وفقط اضافه کردن نوترون به نوع دوم است که سبب شکسته شدن اتم میگردد. نسبت این دو نوع اتم دراورانیوم مساوی نیست و ) او- 238 ( یکصد و چهل برابر ) او- 235( می باشد. درشکافته شدن یک مقدارکم ) او- 235 سلسله علکس العمل قوی ایجاد نمی شود واگرهم بامرارت مقدارقابل ملاحظه ای ) او- 235(  تهیه شود این خطر وجود دارد که هرلحظه یک نوترون داخل یکی از اتم ها شود.

راه دیگری که برای شکافتن اتم وجود دارد استعمال پلوتونیم بجای ) او- 235( می باشد. پلوتونیوم از این راه بدست میآید که اورانیوم معمولی ) یک او – 235 و 140 او- 238(  را با نوترون بمباران می کنند، نوترون های حاصله ازاین شکسته شدن ) او- 238(  جذب می شود و عنصر جدید و ناپایدار پنتونیوم حاصل می گردد که بزودی به پلوتونیوم تبدیل می یابد.

این بود خلاصه ای از اطلاعات مربوط به اتم و انفجار آن.

روزپنجم ماه اوت سال 1945، اولین بمب اتمی بر فراز شهر هیروشیما منفجر شد. فردای آن روز ترومن رئیس جمهور امریکا اعلامیه ای منتشرکرد و طی آن خلاصه ای از مشخصات بمب را توضیح داد. چند روز بعد بمب اتمی دیگری که به قرار اظهار مقامات امریکائی، با بمب اول تفاوت داشته است، شهر" ناگازاکی" را هدف قرارداد.

انفجار بمب اتمی مصادف بود با پایان جنگ در خاورآسیا و نیز مقارن دورانی بود که توسعه طلبی در محافل سرمایه داری امریکا رو به افزایش نهاده و مخصوصا با مرگ روزولت و روی کارآمدن ترومن و تیم او، این حس تقویت یافت. انفجار بمب، برای تقویت سیاست  "ترک همکاری" و تعقیب راه و رسمی که با دوستی بین المللی مغایرت دارد نقطه آغاز خوبی به شمار می رفت.

(پایان بخش اول)

  فرمات PDF :                                                                                                                        بازگشت