વિખંડન-બૉમ્બ : ન્યૂક્લિયર વિખંડનના સિદ્ધાંત પર આધારિત સામૂહિક વિનાશ માટેનું વિસ્ફોટક શસ્ત્ર. ન્યૂક્લિયસનું વિખંડન કરી તેનાથી ઉત્પન્ન થતી ઊર્જા ઉપર વિજય અને વિનાશ પેદા કરી શકાય છે. પરમાણુ રિઍક્ટર દ્વારા ન્યૂક્લિયર ઊર્જા પેદા કરી તેમાંથી વિદ્યુત-ઊર્જા મેળવીને તેનો શાંતિમય ઉપયોગ સુનિશ્ચિતપણે કરી શકાય છે. ન્યૂક્લિયર બૉમ્બનું નિર્માણ કરી તેનો વિનાશક ઉપયોગ પણ કરી શકાય છે.
ભારે ન્યૂક્લિયસને લગભગ બે સમાન ન્યૂક્લિયસમાં તોડવાથી સારા એવા પ્રમાણમાં તેની બંધન-ઊર્જા મુક્ત થાય છે; પણ ન્યૂક્લિયસને તોડવાનું કામ એટલું સરળ નથી. ભારે ન્યૂક્લિયસમાં ભંગાણ સર્જી શકાય છે. તેમાં ઓછી ઊર્જા વાપરીને વધુ ઊર્જા મળે તેવી પ્રક્રિયા અપનાવવી રહી. આવું 1938માં શક્ય બન્યું. યુરેનિયમ સમસ્થાનિક (Isotope) 92U235 ઉપર ન્યૂટ્રૉન અથડાવીને તેનું વિખંડન કરી શકાયું. ન્યૂટ્રૉનના માત્ર અથડાવા(આઘાત)થી કંઈ એવું બનતું નથી. તેને બદલે 92U235 ન્યૂક્લિયસ ન્યૂટ્રૉનનું શોષણ કરી 92U236 બને છે. આ રીતે બનતી નવી ન્યૂક્લિયસ અસ્થાયી (અસ્થિર) હોય છે અને તે એકાએક બે ભાગમાં વિસ્ફોટ પામે છે. બીજી કેટલીક ભારે ન્યૂક્લિયસ ઉપર આવી પ્રક્રિયા કરવાથી તેમનું વિખંડન થાય છે તેવું પાછળથી જાણવા મળ્યું.
ન્યૂક્લિયર વિખંડનની પ્રક્રિયા ન્યૂક્લિયસના પ્રવાહી-બુંદ પરિરૂપ (model) વડે સમજાવી શકાય છે. જરૂરી શક્તિ સાથે ન્યૂટ્રૉન ભારે ન્યૂક્લિયસ સાથે સંઘાત કરતાં તેનું શોષણ થાય છે. ત્યારબાદ અસ્થાયી બની બે મધ્યમ કદના ટુકડામાં વિભાજિત થાય છે. સાથે સાથે બે કે વધુ ન્યૂટ્રૉન અને ઊર્જા ઉત્સર્જિત થાય છે અથવા તો ન્યૂટ્રૉન વધારે ઊર્જા (કે/વેગ) ધરાવે તો તે ન્યૂક્લિયસનું વિખંડન થાય તે પહેલાં તેમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. અને વિકૃત (deformed) થયેલી ન્યૂક્લિયસ ફરીથી મૂળ અવસ્થા પ્રાપ્ત કરે છે એટલે અથડાતા ન્યૂટ્રૉનની ઊર્જા (કે/વેગ) મધ્યમસરની હોય તો તે થોડો વધારે સમય ન્યૂક્લિયસમાં રહે છે. પરિણામે વિકૃત ન્યૂક્લિયસનું વિભાજન થાય છે. જુદી જુદી ન્યૂક્લિયસની વિખંડન પામવાની ક્ષમતા જુદી જુદી હોય છે. જે ન્યૂક્લિયસ વિખંડન પામે છે તે પ્રચંડ ઊર્જા મુક્ત કરે છે.
વિખંડન બાદ જે ન્યૂટ્રૉન મળે છે, તેનો બીજી ભારે ન્યૂક્લિયસનું વિખંડન કરવામાં ઉપયોગ કરી શકાય છે. તે રીતે ન્યૂક્લિયર શૃંખલા-પ્રક્રિયા રચી શકાય છે. (જુઓ રંગીન આકૃતિ.) જો પેદા થતો એક ન્યૂટ્રૉન બીજી એક ન્યૂક્લિયસનું વિખંડન કરી ઓછામાં ઓછો એક ન્યૂટ્રૉન મુક્ત કરે તો શૃંખલા-પ્રક્રિયા સ્વનિર્ભર બને છે. પ્રત્યેક વિખંડન દીઠ સરેરાશ એકથી વધુ ન્યૂટ્રૉન બીજું વિખંડન પ્રેરિત કરે તો પ્રક્રિયા વિસ્ફોટક બને છે અને તે વિખંડન-બૉમ્બનું કાર્ય કરે છે.
ન્યૂક્લિયર વિસ્ફોટક પ્રયુક્તિઓ ભિન્ન પ્રકારની હોય છે. શરૂઆતના વિખંડન-બૉમ્બ 20 મેગાટનની ક્ષમતાવાળા હતા. એક મેગાટન એટલે ટી.એન.ટી.ના 9 લાખ મેટ્રિક ટન વડે પેદા થતી ઊર્જા.
6 ઑગસ્ટ 1945ના રોજ હીરોશીમા ઉપર ઝીંકેલો લિટલ બૉય બૉમ્બ અને 9 ઑગસ્ટ 1945ના રોજ નાગાસાકી ઉપર ઝીંકેલો ‘ફૅટ મૅન’ બૉમ્બ વિખંડન પ્રકારના હતા. 1974ના પોકરણ ખાતે ભૂગર્ભ પરમાણુ પરીક્ષણમાં વપરાયેલ બૉમ્બ વિખંડન પ્રકારનો હતો તથા 1999માં પોકરણ ખાતે પરમાણુ-પરીક્ષણમાં ચાર વિખંડન પ્રકારના અને એક સંલયન (fusion) પ્રકારનો બૉમ્બ હતો.
વિખંડન-બૉમ્બ કેવી રીતે વિનાશ વેરે છે તે પણ જાણવા જેવી ઘટના છે. અગનગોળાના નિર્માણ સાથે બૉમ્બનો વિસ્ફોટ થાય છે. તે અત્યંત ઉચ્ચ દબાણ ધરાવતું રજ અને ગરમ વાયુનું વાદળ હોય છે. સેકન્ડથી ઘણા ઓછા સમયમાં આ વાદળ વિસ્ફોટ પામે છે. તત્કાળ વાયુનું વિસ્તરણ થવા લાગે છે. પરિણામે આઘાત તરંગ(shock wave)ની રચના થાય છે. આ આઘાત તરંગ અતિ ઝડપથી આગળ વધે છે. આ તરંગ જબરદસ્ત દબાણ સાથે સંપીડિત હવાની દીવાલ જેમ ધસમસતો આગળ વધે છે. એક મેગાટનના વિસ્ફોટ બાદ બ્લાસ્ટ તરંગ પ્રથમ 50 સેકન્ડમાં ભૂમિશૂન્યથી 19 કિલોમીટર જેટલું અંતર કાપે છે. હવામાં વિસ્ફોટ થયો હોય તો તેની નીચે જમીન ઉપરના બિંદુને ભૂમિશૂન્ય બિંદુ કહે છે.
વિસ્ફોટને લીધે પેદા થતો આઘાત (બ્લાસ્ટ) તરંગ જ નાશ નોતરે છે. જેમ તરંગ આગળ ધપે છે તેમ તે માર્ગમાં આવતી વસ્તુ પર પ્રચંડ દબાણ કરે છે. 1 મેગાટન બૉમ્બના વિસ્ફોટથી એટલું બધું દબાણ પેદા થાય છે કે 1.6 કિલોમીટરમાં આવતાં ભલભલાં મકાનોને જમીનદોસ્ત કરી નાખે છે. ભૂમિ-શૂન્યથી 10 કિલોમીટર સુધી મકાનોને સારું એવું નુકસાન કરે છે. બ્લાસ્ટ તરંગ સાથે પ્રબળ પવનો પણ સંયોજાય છે. ભૂમિશૂન્યથી આવા પવનો પ્રતિ કલાકે 640 કિલોમીટરની રફતારથી ગતિ કરે છે. બ્લાસ્ટ તરંગ અને પવનો સંયુક્તપણે ભૂમિશૂન્યથી પાંચ કિલોમીટર સુધી સંખ્યાબંધ લોકોને મરણાધીન કરે છે. 5થી 10 કિલોમીટર વચ્ચે કેટલાક લોકોને મરણતોલ ફટકો આપે છે, તેથી વધુ અંતરે કેટલાક લોકો ઈજાગ્રસ્ત બને છે.
અગનગોળામાંથી પારજાંબલી દૃશ્ય અને અધોરક્ત ઉષ્મીય વિકિરણ બહાર પડે છે. પારજાંબલી કિરણો મોટેભાગે હવાના કણો વડે શોષાઈ જાય છે; તેથી તેમના વડે પ્રમાણમાં ઓછું નુકસાન થાય છે; પણ દૃશ્ય તથા અધોરક્ત કિરણો આંખો ઉપર વિપરીત અસર કરે છે અને ત્વચા-દાહ, ફ્લૅશ-દાહ પેદા કરે છે. હીરોશીમા અને નાગાસાકીની બાબતે 20થી 30 ટકા લોકો ત્વચા-દાહથી મૃત્યુ પામ્યા હતા.
કેટલાક વિજ્ઞાનીઓની આગાહી છે કે ન્યૂક્લિયર-યુદ્ધ થાય તો, ધ્રૂમ વાદળને કારણે સૂર્યનાં કિરણો પૃથ્વી પર આવતાં અટકી જાય અને તાપમાન નીચું જતાં ‘ન્યૂક્લિયર શિયાળો’ આવે.
વિસ્ફોટની એકાદ મિનિટ બાદ પ્રારંભિક ન્યૂક્લિયર વિકિરણ બહાર પડે છે. તેમાં ન્યૂટ્રૉન અને ગૅમા કિરણોનો સમાવેશ થાય છે. કેટલાંક ન્યૂટ્રૉન અને ગૅમા કિરણો અગનગોળામાંથી તુરત જ નીકળે છે. બાકીના ગૅમા કિરણો રેડિયો-ઍક્ટિવ દ્રવ્યવાળાં મશરૂમ (બિલાડીના ટોપ) આકારનાં મોટા વાદળમાંથી બહાર પડે છે. ન્યૂક્લિયર વિકિરણથી માણસના કોષોનો નાશ થાય છે. વધુ પ્રમાણમાં ન્યૂક્લિયર વિકિરણથી વ્યક્તિ મૃત્યુ પણ પામે છે. પ્રારંભિક ન્યૂક્લિયર વિકિરણ ભૂમિ-શૂન્યથી થોડાક જ અંતરમાં ઝડપથી ઘટી જાય છે.
ભૂમિ-શૂન્યથી 0.5થી 1 કિલોમીટર અંતરે વિકિરણની તીવ્રતા લગભગ દશમાથી સોમા ભાગની થઈ જાય છે.
વિસ્ફોટની એક મિનિટ પછી ફેલાતું વિકિરણ શેષ ન્યૂક્લિયર વિકિરણ તરીકે ઓળખાય છે. શેષ ન્યૂક્લિયર વિકિરણમાં ગૅમા કિરણો અને બીટા કણો(ઇલેક્ટ્રૉન્સ)નો સમાવેશ થાય છે.
ન્યૂક્લિયર વિકિરણના માર્ગમાં આવતા કણો વિકિરણના શોષણથી રેડિયો-ઍક્ટિવ બને છે. આવા રેડિયો-ઍક્ટિવ કણો પૃથ્વી ઉપર આવતાં તેમને અવપાત (fall out) કહે છે. પૃથ્વીની સપાટી નજીક વિસ્ફોટ થતાં વધુ અવપાત થાય છે.
ભારે કણોનો અવપાત પહેલાં થાય છે. વિસ્ફોટ બાદ પ્રથમ 24 કલાકમાં તે જમીન ઉપર પહોંચી જાય છે. આ કણો સીધેસીધા અધોદિશામાં પડતા હોય છે. પ્રારંભિક અવપાત ભારે રેડિયો-ઍક્ટિવ હોય છે. તેનાથી સજીવોને ભારે નુકસાન થાય છે. કેટલીક વખત તો સજીવોનું મૃત્યુ પણ થાય છે.
વિસ્ફોટ બાદ 24 કલાક પછી જે રેડિયો-ઍક્ટિવ કણો જમીન ઉપર આવે છે તેને વિલંબિત અવપાત કહે છે. તેમાં સૂક્ષ્મકણોનો સમાવેશ થાય છે અને તે મોટા વિસ્તારમાં ઓછા પ્રમાણમાં આવતા હોય છે. વિલંબિત અવપાતથી સજીવોને લાંબા સમય બાદ નુકસાન થતું હોય છે. કેટલાક લોકો માટે આ નુકસાન ગંભીર હોઈ શકે છે.
હરગોવિંદ બે. પટેલ