4:00 ص
فيزياء الطبيعه
كيف يتحقق مفتشو الأسلحة من تفكيك قنبلة نووية؟ الجواب المقلق هو: إنهم لا يفعلون ذلك ، في الغالب. عندما توقع الدول على اتفاقيات لخفض الأسلحة ، فإنها لا تمنح المفتشين حق الوصول الكامل إلى تكنولوجياتهم النووية ، خوفًا من التخلي عن الأسرار العسكرية.
بدلاً من ذلك ، دعت معاهدات تخفيض الأسلحة الأمريكية السابقة إلى تدمير أنظمة إيصال الرؤوس النووية ، مثل الصواريخ والطائرات ، ولكن ليس الرؤوس الحربية نفسها. للامتثال لمعاهدة ستارت ، على سبيل المثال ، قطعت الولايات المتحدة الأجنحة قبالة قاذفات بي 52 وتركتها في صحراء أريزونا ، حيث يمكن لروسيا أن تؤكد بصريًا تقطيع الطائرات.
إنها طريقة منطقية ولكنها ليست مثالية. قد لا تكون الرؤوس النووية المخزنة قابلة للتسليم في الحرب ، لكن لا يزال من الممكن سرقتها أو بيعها أو تفجيرها عن طريق الخطأ ، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة على المجتمع البشري.
يقول أريج داناجوليان ، عالم نووي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "هناك حاجة حقيقية لاستباق هذه الأنواع من السيناريوهات الخطرة ومتابعة هذه المخزونات". "وهذا يعني حقًا تفكيكًا حقيقيًا للأسلحة نفسها."
الآن نجح باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بقيادة داناجوليان في اختبار طريقة جديدة للتكنولوجيا الفائقة يمكن أن تساعد المفتشين في التحقق من تدمير الأسلحة النووية. تستخدم هذه الطريقة أشعة النيوترون لإثبات حقائق معينة حول الرؤوس الحربية المعنية - وبشكل أساسي ، تستخدم مرشح نظير يشفر فعليًا المعلومات الموجودة في البيانات المقاسة.
تنشر اليوم في نيتشر كوميونيكيشنز ورقة توضح بالتفصيل التجارب ، "نظام التحقق من الرؤوس الحربية الجسدية المشفرة باستخدام الرنين النووي الناجم عن النيوترون". المؤلفان هما Danagoulian ، وهو أستاذ مساعد نورمان سي راسموسن للعلوم والهندسة النووية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وطالب الدراسات العليا عزرا إنجل. Danagoulian هو المؤلف المقابل.
عالية المخاطر الاختبار
تعتمد التجربة على الأعمال النظرية السابقة ، التي قام بها Danagoulian وأعضاء آخرون من مجموعته البحثية ، الذين نشروا العام الماضي ورقتين توضحان المحاكاة الحاسوبية للنظام. تم إجراء الاختبار في مرفق Gaerttner Linear Accelerator (LINAC) في حرم معهد Rensselaer Polytechnic Institute ، باستخدام قسم طوله 15 متراً من خط الحزمة النيوترونية في المرفق.
الرؤوس الحربية النووية لها عدة خصائص أساسية في التجربة. إنها تميل إلى استخدام نظائر معينة من البلوتونيوم - أنواع مختلفة من العناصر التي لها أعداد مختلفة من النيوترونات. والرؤوس الحربية النووية لديها ترتيب المكاني مميزة من المواد.
وتألفت التجارب من إرسال شعاع نيوتروني أفقي أولاً عبر وكيل للرؤوس الحربية ، ثم من خلال مرشح الليثيوم الذي يتدافع من المعلومات. ثم تم إرسال إشارة الشعاع إلى كاشف زجاجي ، حيث تم تسجيل توقيع البيانات ، الذي يمثل بعض خصائصه الرئيسية. تم إجراء اختبارات معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا باستخدام الموليبدينوم والتنغستن ، وهما معادن تشتركان في خواص هامة مع البلوتونيوم ويعملان كوكلاء قابلتين للحياة.
يعمل الاختبار أولاً وقبل كل شيء ، لأن الحزمة النيوترونية يمكنها تحديد النظير المعني.
يقول داناجوليان: "في نطاق الطاقة المنخفضة ، تكون تفاعلات النيوترونات خاصة بالنظير". "لذا ، فأنت تقوم بإجراء قياس حيث يكون لديك علامة نظيرية ، وهي إشارة تضم في حد ذاتها معلومات عن النظائر والهندسة. لكنك تقوم بخطوة إضافية تقوم بتشفيرها فعليًا."
يغير هذا التشفير المادي لمعلومات حزمة النيوترون بعض التفاصيل الدقيقة ، لكنه لا يزال يسمح للعلماء بتسجيل توقيع مميز للكائن ثم استخدامه لإجراء مقارنات بين كائن وآخر. يعني هذا التغيير أن بإمكان أي بلد الخضوع للاختبار دون الكشف عن كافة التفاصيل حول كيفية تصميم أسلحته.
"هذا المرشح المشفر يغطي أساسًا الخصائص الجوهرية للكائن المصنف الفعلي نفسه" ، يوضح Danagoulian.
سيكون من الممكن أيضًا إرسال الحزمة النيوترونية عبر الرأس الحربي ، وتسجيل تلك المعلومات ، ثم تشفيرها على نظام الكمبيوتر. لكن عملية التشفير الجسدي أكثر أمانًا ، يلاحظ Danagoulian: "يمكنك ، من حيث المبدأ ، القيام بذلك باستخدام أجهزة الكمبيوتر ، ولكن أجهزة الكمبيوتر غير موثوقة. يمكن اختراقها ، في حين أن قوانين الفيزياء غير قابلة للتغيير".
كما تضمنت اختبارات معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عمليات تفتيش للتأكد من أن المفتشين لم يتمكنوا من إعادة هندسة العملية وبالتالي استنتاج المعلومات المتعلقة بالأسلحة التي تريد الدول إبقاؤها سرية.
لإجراء فحص للأسلحة ، بعد ذلك ، سيقدم بلد مضيف رأسًا حربيًا لمفتشي الأسلحة الذين يمكنهم إجراء اختبار الحزمة النيوترونية على المواد. إذا نجحت في حشد الموارد ، فيمكنهم إجراء الاختبار على كل الرؤوس الحربية الأخرى المعدة للتدمير أيضًا ، والتأكد من أن توقيعات البيانات من تلك القنابل الإضافية تتوافق مع توقيع الرؤوس الحربية الأصلية.
لهذا السبب ، لا يمكن لبلد ما ، على سبيل المثال ، تقديم رأس حربي نووي حقيقي يجب تفكيكه ، ولكن مفتشي الخيزران يسلطون سلسلة من الأسلحة المزيفة المتماثلة المظهر. وعلى الرغم من أن العديد من البروتوكولات الإضافية يجب أن به رتبت لجعل العملية برمتها تعمل بشكل موثوق ، والطريقة الجديدة يوازن بشكل معقول على حد سواء الكشف والسرية للأطراف المعنية.
العنصر البشري
يعتقد Danagoulian أن وضع الطريقة الجديدة خلال مرحلة الاختبار كان خطوة مهمة إلى الأمام لفريقه البحثي.
يقول داناجوليان: "المحاكاة تلتقط الفيزياء ، لكنها لا تلتقط عدم استقرار النظام". "التجارب تلتقط العالم كله."
في المستقبل ، يرغب في إنشاء نسخة أصغر من جهاز الاختبار ، طوله 5 أمتار فقط ويمكن أن يكون متنقلًا ، لاستخدامه في جميع مواقع الأسلحة.
"الغرض من عملنا هو إنشاء هذه المفاهيم ، والتحقق من صحتها ، وإثبات أنها تعمل من خلال المحاكاة والتجارب ، ومن ثم لديها المختبرات الوطنية لاستخدامها في مجموعة من تقنيات التحقق الخاصة بهم" ، في إشارة إلى وزارة الطاقة الأمريكية العلماء.
تؤكد داناغوليان أيضًا على خطورة نزع السلاح النووي. ويشير إلى أن مجموعة صغيرة من العديد من الرؤوس النووية الحديثة تساوي القوة التدميرية لكل سلاح تم إطلاقه في الحرب العالمية الثانية ، بما في ذلك القنابل الذرية التي أسقطت على هيروشيما وناجازاكي. تمتلك الولايات المتحدة وروسيا حوالي 13000 سلاح نووي بينهما.
يقول داناجوليان: "مفهوم الحرب النووية كبير لدرجة أنه لا يتناسب عادة مع العقل البشري". "إنه لأمر مرعب للغاية ، فظيع للغاية ، أن يغلقه الناس".
في حالة Danagoulian ، يشدد أيضًا على أنه ، في حالته ، زاد الوالد من إحساسه بأن هناك حاجة إلى اتخاذ إجراء بشأن هذه المسألة ، وساعد في تحفيز المشروع البحثي الحالي.
يقول داناجوليان: "لقد وضع هذا الأمر على وجه الاستعجال." "هل يمكنني استخدام معرفتي ومهاراتي وتدريباتي في الفيزياء لأفعل شيئًا من أجل المجتمع وأطفالي؟ هذا هو الجانب الإنساني للعمل".
ليست هناك تعليقات: