75 שנים לאחר השימוש הראשון בפצצה גרעינית, המידע הדרוש לייצור נשק כזה זמין לכל, אך עדיין מדובר במבצע יקר ומורכב, שמצריך משאבים עצומים. למה זה כל כך מסובך?

הפצצות הגרעיניות הן כלי הנשק החזקים ביותר שהאנושות פיתחה אי פעם ולא נראה שנשק חדש עומד לאיים על התואר הזה גם בעשורים הקרובים. עוצמתם של כלי נשק גרעיניים עולה בסדרי גודל רבים על זאת של כלי נשק קונבנציונליים, גם בכמות האנרגיה המשתחררת מהם וגם בהיקף ההרס והמוות שהם מסוגלים לחולל. למזלה של האנושות, מסובך מאוד לייצר אותם, ופיקוח בינלאומי קשוח הצליח עד כה להגביל את תפוצתם למדינות מעטות יחסית.

כל כלי הנשק הגרעיניים מתבססים על אותו עיקרון בסיסי: שחרור כמות עצומה של אנרגיה בפרק זמן קצר מאוד – פחות ממיליונית השנייה. המקור לאנרגיה הזאת הוא תגובות גרעיניות, שיוצרות שינוי בגרעין האטום. בזה נבדלות "פצצות האטום" מתגובות הפיצוץ שמתרחשות בחומר נפץ קונבנציונלי, שבו משתנים רק הקשרים בין האטומים, אך לא המבנה הבסיסי שלהם.

קיימות תגובות גרעיניות רבות מאוד, אך רק שתיים מהן חשובות לייצור כלי נשק גרעיניים: ביקוע גרעיני, שכל כלי הנשק הגרעיניים מבוססים עליו; והיתוך גרעיני, שמתרחש רק בפצצות מימן.

נזקי הפצצה הגרעינית בנגסקי, שלוש שנים לאחר מכן | מקור: US NATIONAL ARCHIVES AND RECORDS ADMINISTRATION / SCIENCE PHOTO LIBRARY
שחרור אנרגיה עצומה בזמן קצר. נזקי הפצצה הגרעינית בנגסקי, שלוש שנים לאחר מכן | מקור: US NATIONAL ARCHIVES AND RECORDS ADMINISTRATION / SCIENCE PHOTO LIBRARY

פצצת ביקוע: תגובת שרשרת

כדי לחולל את תגובת הביקוע הגרעיני בכלי נשק נחוצים חומרים בקיעים, כלומר יסודות כבדים שנוטים להתפרק ליסודות קלים מהם. בפועל, החומרים היחידים המעשיים למטרה הזאת הם איזוטופים מסוימים של אורניום או פלוטוניום.

איזוטופים הם אטומים שגרעיניהם מכילים מספר פרוטונים זהה, ולכן שייכים לאותו יסוד, אך שונים במספר הניטרונים שלהם. בדרך כלל התכונות הכימיות שלהם דומות מאוד וקשה להבדיל ביניהם. ליסודות כבדים כמו אורניום (היסוד ה-92 בטבלה המחזורית) ופלוטוניום (יסוד 94), יש איזוטופים רבים: למשל כל אטום שבגרעין שלו יש 92 פרוטונים הוא אורניום אך מספר הניטרונים יכול להיות גדול יותר או קטן יותר, וכל אחד מהם הוא איזוטופ של אורניום.

השאלה אם החומר בקיע או לא תלויה במבנה הגרעין שלו, ולכן זהות האיזוטופ חשובה מאוד, משום שלא כל האיזוטופים בקיעים. אורניום ופלוטוניום הם החומרים הבקיעים היחידים שנעשה בהם שימוש ליצירת תגובות ביקוע, מכיוון שיסודות קלים יותר מאורניום אינם בקיעים והיסודות הכבדים יותר מפלוטוניום הם נדירים מאוד בטבע, לא קיימים באופן מעשי, וקשה מדי לייצר אותם בכמות שימושית.

הפלוטוניום עצמו הוא יסוד מלאכותי בדרך כלל, אך אפשר לייצר אותו יחסית בקלות יחסית בכורים גרעיניים. אורניום, לעומת זאת, נפוץ למדי בטבע בכדור הארץ, אך כמעט כל האורניום בטבע, יותר מ-99 אחוז, הוא מהאיזוטופ אורניום-238, שאינו בקיע. החומר הבקיע היחיד שיש בטבע הוא האיזוטופ אורניום-235, אך זה רק שיעור זעום מהאורניום הטבעי. 

חומרים בקיעים מאופיינים בתכונה הבאה: כשניטרון פוגע בגרעין האטום שלהם, יש סיכוי משמעותי (מעל 60 אחוז) שהגרעין יעבור תגובת ביקוע, כלומר יתפצל לשני גרעינים קטנים יותר – אך לא שווים.  בתהליך הזה נפלטים ניטרונים נוספים ומשתחררת אנרגיה רבה. כמה רבה? אם נבקע את כל האטומים בקילוגרם אחד של אורניום נקבל בערך פי מיליון יותר אנרגיה מאשר בשריפה של קילוגרם פחם.

הניטרונים הנוספים יכולים להתנגש באטומים אחרים ולגרום לביקועים נוספים. מספר הניטרונים הנוספים שנוצר אינו קבוע, מאחר שיש דרכים רבות שבהן הגרעין הבקיע יכול להתפצל, אך בממוצע מדובר ב-3-2.5 ניטרונים, בהתאם לסוג החומר הבקיע. המספר הכולל של הניטרונים והפרוטונים בתוצרים שווה למספרם המקורי.

מכיוון שכל ביקוע דורש ניטרון אחד אך פולט כמה ניטרונים, נוצרת תגובת שרשרת שמתגברת במהירות, בהנחה שהניטרונים הנוצרים בביקוע גורמים בממוצע ליותר מביקוע נוסף אחד באטומים השכנים. תגובת שרשרת מתגברת כזאת תצא משליטה מהר מאוד – תוך פחות ממיליונית השנייה – ותחולל  מספר עצום של ביקועים ושחרור משמעותי של אנרגיה. התהליך מהיר כל כך בגלל מהירותם הגבוהה של הניטרונים הנפלטים, כ-14 אלף קילומטר לשנייה. לאור מקומם המרכזי של הניטרונים בתגובת השרשרת, אין פלא שג'יימס צ'דוויק, שגילה אותם לראשונה, היה גם שותף לפיתוח פצצות הביקוע הראשונות בפרויקט מנהטן, במהלך מלחמת העולם השנייה.

תוספת של ניטרון אחד לגרעין אורניום גורמת לו להתבקע לשני גרעינים (קריפטון ובריום) ולפלוט אנרגיה ושלושה ניטרונים | איור: CLAUS LUNAU / SCIENCE PHOTO LIBRARY
תוספת של ניטרון אחד לגרעין אורניום גורמת לו להתבקע לשני גרעינים (קריפטון ובריום) ולפלוט אנרגיה ושלושה ניטרונים | איור: CLAUS LUNAU / SCIENCE PHOTO LIBRARY

מתיאוריה למעשה

הגורמים העיקריים ביצירת תגובת השרשרת הם הצפיפות של החומר הבקיע והמסה שלו. הסיבה היא שחלק מהניטרונים לא יחוללו ביקועים נוספים, אלא יימלטו לסביבה. ככל שהחומר צפוף יותר כך גדל הסיכוי שהניטרון יתקל באטום בקיע, כי האטומים קרובים יותר אלה לאלה. כמו כן, ככל שהמסה של החומר הבקיע גדולה יותר, כך נפחה גדול יותר. לפיכך הניטרון יצטרך לעבור מרחק רב יותר בתוך החומר עד שיברח לסביבה, דבר שמפחית את הסיכוי שיצליח להימלט בלי לגרום לביקוע.

אם נניח שצפיפות החומר הבקיע קבועה וצורתו כדורית, נקבל שלכל חומר בקיע יש מסה קריטית, שמתחתיה לא תתקיים תגובת שרשרת מתגברת אך מעליה כן. אם המסה גדולה מספיק, תגובת השרשרת תהיה מהירה מאוד ותיצור פיצוץ שיפזר את החומר הבקיע ויהרוס את התנאים הנחוצים לתגובה, כך שהיא תיעצר בסופו של דבר. המסה הקריטית של חומרים בקיעים בתנאים הרלוונטיים נעה לרוב בין כמה קילוגרמים לכמה עשרות קילוגרמים (בקישור הזה אפשר לשחק בהדמיה של מסה קריטית).

מדוע מסובך כל כך לייצר פצצת ביקוע? בראש ובראשונה כי קשה מאוד להפיק חומר בקיע. לשם כך יש  לבנות כור גרעיני ולייצר בו פלוטוניום, או לחילופין לבודד מעפרות אורניום את האיזוטופ הבקיע והנדיר אורניום-235, שבגרעינו 143 ניטרונים. רק 0.72 אחוז מכלל המסה של האורניום בכדור הארץ היא אורניום 235. תהליך הפרדתו נקרא "העשרת אורניום", כלומר הגדלת שיעור האורניום-235 בסך האורניום, והוא קשה לביצוע.

כור גרעיני הוא אמצעי יקר ומסובך לתפעול, במיוחד אם הוא נועד לייצר פלוטוניום לפצצות גרעיניות. גם הפרדת הפלוטוניום שנוצר בו משאר הדלק הגרעיני המשומש אינה משימה קלה, והיא דורשת טיפול  בחומרים רדיואקטיביים ומסוכנים מאוד ומפעל גדול שקשה להסתירו.

העשרת אורניום היא תהליך מסובך מכיוון שהתכונות הכימיות של האיזוטופים של אורניום כמעט זהות וההבדל במסה שלהם זעיר. התהליך היעיל ביותר מחייב להשתמש באלפי צנטריפוגות. מתקני העשרה כאלה הם גדולים וצורכים חשמל רב, וקשה לשמור עליהם בסוד. לכן לא פשוט אפילו למדינות ריבוניות ליצור חומר בקיע בחשאי, ואין כמעט סיכוי שארגון טרור יצליח לייצר בעצמו חומר בקיע לפצצה, בלי  משאבים של מדינה מאחוריו.

גם אחרי שהפקנו מספיק חומר בקיע, נותר האתגר הטכני של ייצור הפצצה עצמה. לכאורה כל מה שצריך זה ליצור מסה גדולה מהמסה הקריטית, וברגע המתאים לירות עליה ניטרון שיתחיל תגובת שרשרת. הבעיה היא שניטרונים קיימים תמיד בסביבה, וגם נפלטים מהחומר הבקיע עצמו עקב תהליכים המתרחשים בו. לפיכך, זמן קצר מאוד אחרי שנאגור מסה קריטית התחלתית יצוץ בהכרח ניטרון ויגרום לפיצוץ. הפיצוץ שייווצר יפזר את החומר הבקיע (ואת הטכנאי האומלל שהרכיב אותו), ויהיה קטן יחסית – בעוצמה של כמה קילוגרמים של חומר נפץ רגיל.

כבר בפרויקט מנהטן לייצור הפצצות הגרעיניות הראשונות, בניהולו של הפיזיקאי רוברט אופנהיימר, התמודדו עם האתגר הזה ופיתחו שתי שיטות שונות לגבור על המכשול. הראשונה הייתה שיטת התותח, שמתאימה רק לאורניום. לצורך זה יורים פיסה תת-קריטית של אורניום אל פיסה תת-קריטית אחרת, כך שהן מתאחדות ונוצרת מסה על-קריטית. בפצצה "ילד קטן", שהוטלה על העיר הירושימה ביפן השתמשו בשיטה הזאת. כ-64 ק"ג של אורניום מועשר התפוצצו בעוצמה של כ-15 אלף טונות TNT - חומר נפץ קונבציונלי שמשמש כתקן למדידת עוצמת הפיצוץ.

בפצצה השנייה (איש שמן), שהוטלה על העיר נגסקי, השתמשו בשיטת הקריסה. בשיטה הזאת מפוצצים בבת אחת כמות גדולה (כ-2.5 טונות במקרה של נגסקי) של חומרי נפץ כדי לדחוס ולהגדיל את הצפיפות של כדור תת-קריטי של פלוטוניום, כך שיהפוך על-קריטי. כך הצליחו לדחוס 6.5 ק"ג של פלוטוניום לצפיפות של בערך פי 2.5 מהערך ההתחלתי, עד לרמה של כ-40 גרם לסמ"ק. התוצאה הייתה פיצוץ בעוצמה של כ-21 אלף טונות TNT. השיטה הזאת מתאימה לכל חומר בקיע, ונחשבת יעילה הרבה יותר משיטת התותח.

דגמים של פצצות "איש שמן" (מימין) ו"ילד קטן" באתר של פרויקט מנהטן בלוס אלמוס. לצדם הפיזיקאי האיטלקי-אמריקאי אמיליו סֶגְרֶה, מוותיקי פרויקט מנהטן | מקור: EMILIO SEGRE VISUAL ARCHIVES / AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS / SCIENCE PHOTO LIBRARY
דגמים של פצצות "איש שמן" (מימין) ו"ילד קטן" באתר של פרויקט מנהטן בלוס אלמוס. לצדם הפיזיקאי האיטלקי-אמריקאי אמיליו סֶגְרֶה, מוותיקי פרויקט מנהטן | מקור: EMILIO SEGRE VISUAL ARCHIVES / AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS / SCIENCE PHOTO LIBRARY

מביקוע להיתוך

גם פצצות מימן משחררות אנרגיה עצומה בזמן קצר, אך במקום לבקע גרעינים כבדים הן מתיכות יחד אטומים קלים: גרעיני מימן מתאחדים לגרעין הליום, ששוקל פחות. גם כאן הפרש המסה הופך לכמות אנרגיה עצומה שנפלטת בפיצוץ עצום. היתרון של התגובה הזאת הוא שקל הרבה יותר לייצר את הדלק להיתוך לעומת חומרים בקיעים. החיסרון הוא שבניגוד לתגובת הביקוע, ההיתוך הגרעיני מסוגל להתרחש רק בטמפרטורה גבוהה מאוד ובצפיפות אדירה.

תנאים כאלה אפשר להשיג רק באמצעות פיצוץ גרעיני המבוסס על ביקוע, כך שפצצות מימן כוללות פצצת ביקוע רגילה, שמתפוצצת והאנרגיה שבה מנוצלת כדי לדחוס ולחמם את המימן המשמש כדלק. תגובות ההיתוך הגרעיני שנוצרות משחררות בדרך כלל כמות אנרגיה גדולה פי 50-10 מזאת של פצצת הביקוע המקורית. תגובות ההיתוך גם מובילות לפליטת ניטרונים המנוצלים לגרימת ביקוע נוסף. לכן, פצצות היתוך מתקדמות יכולות לשחרר אנרגיה גדולה פי 20 ויותר מזו ששחררה פצצת הביקוע מעל נגסאקי, בעוד משקלן קטן פי 20. 

אף על פי שתהליך ההיתוך עצמו אינו יוצר כמעט חומרים רדיואקטיביים, הביקוע הגרעיני הנלווה מביא לכך שפצצות מימן עדיין מייצרות כמות נכבדה מאוד של נשורת גרעינית.

מבחינה צבאית, יתרון חשוב של פצצת מימן הוא שבניגוד לפצצת ביקוע, שגודלה מוכתב על ידי מגבלות המסה הקריטית, הגבול היחיד לגודלה ולעוצמתה של פצצת ההיתוך נגזר משיקולים מעשיים של יכולת הנשיאה של טילים ומטוסים. עם זאת, בניית פצצת מימן היא משימה מסובכת בהרבה לעומת פצצת ביקוע רגילה. ראיה לכך היא ריבוי הכישלונות בניסויים הגרעיניים המוקדמים בפצצות מימן. ככל הידוע אף מעצמה גרעינית, אולי חוץ מקוריאה הצפונית, לא נכשלה בניסוי הגרעיני הראשון שלה בפצצת ביקוע.

"פצצת הצאר" הסובייטית, במוזיאון ברוסיה | מקור: SPUTNIK / SCIENCE PHOTO LIBRARY
לא נכנסה לעולם לשימוש מבצעי. דגם של פצצת המימן הגדולה ביותר בהיסטוריה, "פצצת הצאר" הסובייטית, במוזיאון ברוסיה | מקור: SPUTNIK / SCIENCE PHOTO LIBRARY 

מאגר הנשק הגרעיני העולמי

רוב הפצצות הגרעיניות בימינו הן פצצות מימן. הסיבה לכך היא שהפצצות האלה חזקות יותר וקטנות יותר פיזית מפצצות המתבססות על ביקוע בלבד. בעבר פיתחו ארצות הברית וברית המועצות פצצות מימן בעוצמות אדירות, של מגהטונים רבים – כלומר מיליוני טונות של TNT.

הפצצה הגדולה ביותר שנוסתה אי פעם כונתה "פצצת הצאר" ועוצמתה הגיעה ל-50 מגהטון – פי 30 אלף מזו שהוטלה על הירושימה! עם זאת, היא נוצרה אך ורק לצרכים התעמולתיים של ברית המועצות ולא נכנסה לשימוש צבאי ממשי. כיום אין כמעט פצצות כה גדולות, ורוב כלי הנשק הגרעיניים חזקים "רק" פי 30-10 יותר מאלה שהוטלו במלחמת העולם השנייה. למעשה, לארצות הברית ולרוסיה אין בכלל כלי נשק גרעיניים בעוצמה של יותר מ-1.2 מגהטון. הסיבה היא שרוב הטילים הגרעיניים כיום מסוגלים לשאת כמה ראשי נפץ ביחד, וקבוצה של ראשי נפץ קטנים יחסית תגרום יותר נזק מראש נפץ אחד גדול.

כמעט כל כלי הנשק הגרעיניים כיום הם פצצות להטלה ממטוס או ראשי נפץ של טילים. עם זאת בעבר פותחו גם פגזים, מרגמות, טורפדות, טילי אוויר-אוויר וקרקע-אוויר, וכן מתקני חבלה קטנים הנישאים על ידי אדם אחד ואפילו מוקשים. רוב השימושים הללו נעלמו מאחר שהם נועדו לפצות בעוצמת הרס גבוהה על חוסר דיוק. כיום יש אמצעי לחימה מדויקים מאוד, כך שהצורך ברוב אמצעי הלחימה הגרעיניים התייתר.

טיל בליסטי מודרני יכול לשאת שמונה ראשי נפץ גרעיניים. טכנאים עם ראש נפץ W87 | מקור: nuclearweaponarchive.org
טיל בליסטי מודרני יכול לשאת שמונה ראשי נפץ גרעיניים. טכנאים עם ראש נפץ W87 | מקור: nuclearweaponarchive.org

הרס עצום וקרינה

מבחינת השפעתן, אין הבדל משמעותי במיוחד בין פצצות ביקוע ופצצות מימן. הגורם העיקרי המשפיע על האפקט של הפצצה הוא עוצמת הפיצוץ – כמות האנרגיה המשתחררת. מרבית האנרגיה מומרת לקרינה תרמית – חום עצום ששורף דברים דליקים וגורם כוויות גם במרחק רב ממקום הפגיעה, ולאנרגיה קינטית בדמות גל הלם שיכול למוטט מבנים ולגרום נזק בטווח של קילומטרים רבים. גוף האדם עמיד למדי בפני נזקי הדף ישירים, אך עלול להיפגע מחפצים מעופפים ומזכוכיות שבורות.

הרוחות החזקות שיוצר גל ההלם הן גם המקור לענן הפטרייה שהפך לסמלם של פיצוצים גרעיניים. כשפצצה גרעינית מתפוצצת מעל אזור מאוכלס, כמו שקרה בהירושימה ונגסקי, ייווצרו גם שריפות רבות, שיעצימו את ההרס.

הסמל של פיצוצים גרעיניים רבים. פטריית הפיצוץ בניסוי האמריאי Castel Romeo באיי ביקיני ב-1954 | מקור: United States Department of Energy
הסמל של פיצוצים גרעיניים רבים. פטריית הפיצוץ בניסוי האמריאי Castle Romeo באיי ביקיני ב-1954 | מקור: United States Department of Energy

הקרינה הרדיואקטיבית היא השפעה משנית של הפצצה. באזור הפיצוץ מתפשטת מיד קרינה חזקה, אך בטווח קצר יחסית ובדרך כלל קטן משמעותית מזה של גל ההלם וקרינת החום. הסכנה המשמעותית יותר נובעת מהנשורת הגרעינית – חומרים רדיואקטיביים שנוצרים בתגובות הביקוע, מתערבבים עם עפר, חול ושברי הפצצה עצמה ויוצרים אבק רדיואקטיבי. הנשורת מפיצה קרינה חזקה, אך דועכת מהר למדי וכבר אחרי כמה שעות עוצמתה פוחתת לכדי עשירית בלבד מהעוצמה ההתחלתית.

העובדה שרוב כלי הנשק הגרעיניים מתוכננים כך שהם מתפוצצים בגובה של מאות מטרים מעל פני הקרקע, ולא על האדמה, מפחיתה מעט את סכנת הנשורת הגרעינית. במצב הזה הנשורת לא צפויה לשקוע רק בסביבת הפיצוץ, אלא מתפזרת ברוח. כך הקרינה מתפשטת על שטח רב יותר אבל בעוצמה פחותה. הרדיואקטיביות באזורי פיצוץ גרעיני דועכת בהדרגה, כך שכיום הירושימה ונגסקי בטוחות לגמרי למחיה ואינן רדיואקטיביות יותר מסביבתן. (אפשר להתנסות כאן בהדמיה של פיצוצים גרעיניים במגוון תנאים).

אנדרטה לזכר חללי הפצצה הגרעינית בהירושימה | מקור: ANDY CRUMP / SCIENCE PHOTO LIBRARY
כיום הירושמה ונגסקי אינן רדיואקטיביות. אנדרטה לזכר חללי הפצצה הגרעינית בהירושימה | מקור: ANDY CRUMP / SCIENCE PHOTO LIBRARY

סכנה גם בימי שגרה?

האם כלי נשק גרעיניים מסוכנים גם כשלא נעשה בהם שימוש, למשל כשהם שמורים במחסני נשק? בדרך כלל לא. כשהפצצות נמצאות באחסנה, נפלטת מהן מעט מאוד קרינה. בצוללות האמריקאיות החמושות בטילי שיוט עם ראש נפץ גרעיני, שאנשי צוותן נמצאים סמוך מאוד לראשי הנפץ במשך זמן רב, משתמשים לעיתים בהרכב של פלוטוניום שפולט פחות קרינה מהרגיל (אחוז נמוך במיוחד של פלוטוניום 240). 

האפשרות לתאונה, כלומר שפצצה גרעינית תתפוצץ באופן בלתי מתוכנן, הייתה משמעותית יחסית בעבר, אך כיום היא שולית למדי. ראשי הנפץ כיום בנויים כך שגם תאונה חמורה במיוחד, כמו התרסקות המטוס הנושא את הפצצות, לא תוכל להוביל לפיצוץ גרעיני לא מתוכנן. במקרים רבים גם נעשה מאמץ להבטיח שהחומר הבקיע הרדיואקטיבי לא יתפזר לסביבה בתרחיש כזה. ראשי הנפץ של מעצמות הגרעין גם מצוידים כיום במנגנונים שמונעים את השימוש בהם ללא הכנסת הקוד המתאים, כך שגם גורם עוין או לא מורשה שיצליח להשתלט עליהן לא אמור להצליח לפוצץ אותן. 

בעשרות השנים האחרונות היו תאונות רבות שכלי נשק גרעיניים היו מעורבים בהן. אף אחת מהן לא הסתיימה בפיצוץ גרעיני, אם כי בכמה מקרים הייתה סכנה ממשית שזה יקרה. בחלק ניכר מהאירועים הללו גם לא התפזר חומר רדיואקטיבי בסביבה.

 צינורות השיגור של טילים על הצוללת האמריקאית אוהיו | צילום: US AIR FORCE / SCIENCE PHOTO LIBRARY
אמצעי בטיחות רבים. צינורות השיגור של טילים על הצוללת האמריקאית אוהיו | צילום: US AIR FORCE / SCIENCE PHOTO LIBRARY

פצצה של שלום?

כיום כלי נשק גרעיניים מיועדים לשימושים צבאיים בלבד, אך בעבר שקלו להיעזר בהם גם לצרכים אזרחיים, בעיקר לחציבה ולכרייה. הבעיה העיקרית היא שאפילו כשמנגנון גרעיני תוכנן כך שיפזר כמה שפחות חומרים רדיואקטיביים, הכמות הנפלטת עדיין גבוהה מדי.

בנוסף קיימת הסכנה של הפצת נשק גרעיני לידיים הלא נכונות, שכן אין הבדל מהותי בין מתקן נפץ גרעיני לצרכי כרייה ובין פצצה גרעינית. כמו כן, במשך השנים נחתמו אמנות בינלאומיות האוסרות על ניסויים גרעיניים, ובמיוחד על אלה שנעשים באטמוספרה. על כן ארצות הברית נטשה כבר בשנות ה-70 את התוכנית לניצול מתקנים גרעיניים לשימוש אזרחי. לברית המועצות הייתה תוכנית נרחבת יותר, אך גם היא ננטשה בסופו של דבר.

שימוש אחר שנשקל הוא להשתמש בפצצות גרעיניות להנעת חלליות. ארצות הברית יזמה בשנות ה-50 תוכנית בשם "פרויקט אוריון" שנועד לבחון את האפשרות הזאת. הוא ננטש בסופו של דבר בעקבות האיסור העולמי על ניסויים גרעיניים באטמוספרה ובחלל, וכן האיסור על שימוש מבצעי בנשק גרעיני בחלל.

להתפתחויות הקשורות בפיתוח נשק גרעיני היו גם השלכות רלוונטיות לחיים האזרחיים. לדוגמה, בטפלון, המוכר לכולנו כציפוי למחבתות, השתמשו לראשונה בפרויקט מנהטן כציפוי חסין כימית לגז פלואור, שנעשה בו שימוש להעשרת אורניום.

מכתש סדאן בקוטר כ-400 מטר שנוצר בפיצוץ גרעיני יזום בנבאדה | צילום: OMIKRON / SCIENCE PHOTO LIBRARY
מחשבות על כרייה גרעינית. מכתש סדאן בקוטר כ-400 מטר שנוצר בפיצוץ גרעיני יזום בנבאדה | צילום: OMIKRON / SCIENCE PHOTO LIBRARY

מועדון הגרעין

יש כיום בעולם חמש מדינות שהאמנות הבינלאומיות מכירות בהן כמעצמות גרעין: ארצות הברית, רוסיה (וברית המועצות לפניה), בריטניה, צרפת וסין. ארצות הברית וברית המועצות הן אלה שערכו את רוב הניסויים הגרעיניים, בעיקר באמצע המאה ה-20. שלוש האחרות ערכו כמה עשרות ניסויים בסך הכול.

מדינות נוספות שמחזיקות ביכולות גרעיניות צבאיות הן הודו, פקיסטן וקוריאה הצפונית, שביצעו ניסויים גרעיניים מעטים. לדרום אפריקה היו בשנות ה-80 שש פצצות גרעיניות, אך הן פורקו קצת לפני תום משטר האפרטהייד. על איראן הוטלו עיצומים כלכליים בעקבות החשד שהיא מנסה לפתח פצצה, אך ככל הידוע כיום היא לא השיגה עדיין יכולת כזו. לפי פרסומים זרים, גם מדינת ישראל מחזיקה בנשק גרעיני. מדינות אחרות, כגון עירק וסוריה, ניסו בעבר לפתח יכולת כזו, אך נבלמו.

לסיום נשאלת השאלה, האם אין זה מסוכן לחשוף כאן את כל סודות הפצצה? התשובה היא, חד וחלק – לא. המידע שהבאנו ידוע ומוכר וגם דברים שהיו סודיים בעבר ידועים כיום לכל. רוב החומר על כלי נשק גרעיניים אינו מסווג כיום, למעט שרטוטים מלאים של כלי נשק ורעיונות מתקדמים יחסית, במיוחד בפצצות מימן. העקרונות המרכזיים ידועים ומוכרים היטב עוד מאמצע המאה הקודמת. למעשה, אפשר למצוא אפילו בוויקיפדיה שחזורים לא רשמיים, אך כנראה מדויקים, של תרשימי הפצצות שהוטלו על הירושימה ועל נגסקי.

המכשולים העיקריים העומד בפני כל מדינה או ארגון המנסים להשיג כלי נשק גרעיניים הם כלכליים, לוגיסטיים ומדיניים, שכן הידע המדעי עצמו קיים וזמין. חלק לא קטן מהמידע שהבאנו כאן פורסם כבר בדו"ח סמיית, עם סיום פרויקט מנהטן ומלחמת העולם השנייה.

כבר ב-1964 ערכה ארצות הברית ניסוי שבו שלושה פיזיקאים צעירים, חסרי כל רקע בתחום התבקשו לתכנן פצצה גרעינית רק על סמך מידע גלוי המצוי בספרות המדעית. כעבור שלוש שנים הם הגישו שרטוט סופי שנשאר סודי עד היום, אך נראה כי היה אפשר לבנות על פיו פצצה שמישה. כיום, כמובן, המידע זמין אפילו יותר. עם זאת, ייצור חומר בקיע לנשק גרעיני היה ונשאר משימה קשה, יקרה ומסובכת מאוד. יש לקוות שגם בעתיד לא נראה ייצור נרחב של נשק גרעיני, לא כל שכן שימוש מלחמתי בו, גם אם סביר להניח שהוא לא באמת ישמיד את האנושות.

 

5 תגובות

  • ff

    הפיצוץ בלבנון

    אשמח לסקירה מדעית של הפיצוץ הנל.
    קראתי שהחומר הזה לא מתפוצץ סתם רק במצבים מסוימים כמו נשק שמאוחסן ליד, צורת העשן, צבעו וכו

  • אורי טייכמן

    כתבנו אחת כזו

    בבקשה: (למרות שכמובן פיצוץ זה לא קשור לפיצוצים גרעיניים בשום צורה).
    https://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/%D7%93%D7%A9%D7%9F-%D7%...

  • מישהו

    הלינק שלכם לא עובד

    הלינק שלכם לא עובד אפשר לסדר אותו בבקשה?

  • אורי טייכמן

    מתוקן

    https://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/%D7%93%D7%A9%D7%9F-%D7%...

  • אורי טייכמן

    חפש באתר דוידסון

    פשוט חפש באתר אמוניום ניטראט ותמצא את הכתבה. (הלינק פה לא עובד גם כן משום מה).