این بمب با جرمی حدود 4.6 تن و قطر 1.5 متر از حدود 6 ک.گ پلوتونیوم-239 فلزی در فاز دلتا، پایدارشده با درصد کمی گالیم در ساختار خود بهره می‌برد. آغازگر نوترونی از نوع پلونیوم/بریلیوم بود که تنها در لحظه بیشینه تراکم فعال می‌شد و پالس کوتاهی از نوترون‌های اولیه تولید می‌کرد. بازتابنده نوترونی و تمپر هم از پوسته‌ای ضخیم اورانیوم طبیعی (U-238) بوده که علاوه بر بازتاب بخشی از نوترون‌ها به داخل هسته، با اینرسی جرمی خود زمان واپاشی مکانیکی هسته را افزایش و مانع فروپاشی زودهنگام هسته شده و نتیجتاً فرصت بیشتری برای ادامه واکنش زنجیره‌ای فراهم می‌کرده است. اما بزرگ‌ترین مانع اولیه برنامه هسته‌ای شوروی، تولید پلوتونیومی با درصد پایین ایزوتوپ Pu-240 بود. وجود مقدار زیاد این ایزوتوپ بدلیل نرخ بالای شکافت خودبه‌خودی، شار نوترونی زمینه را افزایش داده و احتمال وقوع پیش‌آغازش را بالا می‌برد؛ پدیده‌ای که می‌تواند پیش از رسیدن هسته به تراکم مطلوب، واکنش زنجیره‌ای را آغاز کرده و بازده انفجار را بشدت کاهش دهد. برای رفع این چالش، راکتورهای تولید پلوتونیوم در مجتمع مایاک (Chelyabinsk-40) به‌گونه‌ای بهره‌برداری شدند که سوخت پیش از افزایش بیش از حد سوختگی (Burnup) از راکتور خارج شود. کنترل دقیق زمان اقامت سوخت، شار نوترونی و چرخه تعویض سوخت، همراه با توسعه فرایندهای پیشرفته رادیوشیمیایی، امکان تولید پلوتونیوم با درصد مناسب Pu-239 برای کاربرد نظامی را فراهم کرد. مسئلۀ بعدی هیدرودینامیک رمبش و طراحی لنزهای انفجاری بود. در سلاح‌های Implosion، هدف اصلی تنها ایجاد انفجار نیست، بلکه تولید یک جبهه موج شوک کاملاً کروی، همگرا و متقارن است که بتواند هسته پلوتونیومی را با یکنواختی بسیار بالا فشرده کند. هرگونه ناهمسان‌گردی در فشار، شکل جبهه موج یا زمان رسیدن شوک می‌تواند موجب تغییر شکل هسته، کاهش تراکم و افت شدید بازده شکافت شود. برای دستیابی به این شرایط، مهندسان شوروی از لنزهای انفجاری متشکل از مواد منفجره با سرعت‌های انفجار متفاوت مانند Composition B و Baratol استفاده کردند. این لنزها علاوه بر تنظیم سرعت انتشار موج، هندسه جبهه موج شوک را نیز اصلاح می‌کردند تا موجی تقریباً کروی و همگرا ایجاد شود. فعال‌سازی این مجموعه توسط 32 جرقه‌زن انفجاری انجام می‌شد که باید با دقت زمانی در مقیاس زیرمیکروثانیه عمل می‌کردند تا تقارن رمبش حفظ شود. مسئله بعدی، متالورژی پلوتونیوم بود. پلوتونیوم فلزی یکی از پیچیده‌ترین عناصر جدول تناوبی از نظر رفتار ساختاری با 6 فاز کریستالی مختلف در دماهای متفاوت است. فاز الفا اگرچه چگالی بالاتری دارد، اما بسیار شکننده بوده و برای کاربردهای مهندسی مناسب نیست. به همین دلیل، مقدار اندکی گالیم (Ga) به پلوتونیوم افزوده شد تا فاز دلتا در دمای محیط پایدار بماند. این فاز دارای شکل‌پذیری و پایداری ابعادی مناسب‌تری بوده و امکان ماشین‌کاری دقیق و تحمل تنش‌های ناشی از رمبش را فراهم می‌کرد. اما در اواخر دهه 1940 امکان مشاهده مستقیم رفتار هسته در هنگام رمبش وجود نداشت؛ بنابراین توسعه ابزارهای تشخیصی یکی از دشوارترین بخش‌های پروژه بود. به همین منظور برای اعتبارسنجی طراحی لنزهای انفجاری و بررسی نحوه انتشار موج شوک، از رادیوگرافی پرسرعت با پرتو ایکس، حسگرهای پیزوالکتریک و آزمایش‌های هیدرودینامیکی غیرهسته‌ای استفاده شد. داده‌های حاصل از این آزمایش‌ها با محاسبات نظری و مدل‌های هیدرودینامیکی مقایسه می‌شد تا عملکرد سامانه پیش از آزمایش هسته‌ای واقعی ارزیابی شود. در نهایت واضح است که تولید ماده شکافت‌پذیر بدون متالورژی مناسب، طراحی هسته بدون هیدرودینامیک دقیق، یا شناخت واکنش زنجیره‌ای بدون ابزار دقیق مناسب، نمی‌توانست به یک سامانه عملی منجر شود. از این منظر، اهمیت تاریخی این آزمایش تنها در قدرت انفجار آن نیست؛ بلکه در نمایش توانایی یک کشور برای ادغام علوم پایه، مهندسی مواد، فیزیک هسته‌ای، شیمی، الکترونیک و مهندسی سامانه‌ها در یک پروژه فوق‌العاده پیچیده است.

@Science_Prime

ویدئوی انهدام پهپاد انتحاری اوکراینی FP-2 توسط سامانه پدافند هوایی Pantsir-S1 لحظاتی پیش از اصابت به تأسیسات لجستیکی در سن‌پترزبورگ


@Science_Prime

کتاب Introduction to Modern EW Systems ویرایش دوم، اثر Andrea De Martino

این کتاب از مراجع جامع مهندسی جنگ الکترونیک است که در این ویرایش [2] با افزودن مباحثی مانند سامانه‌های RPAS، سلاح‌های انرژی هدایت‌شده، نظارت هوایی غیرهمکارانه، معماری‌های نسل جدید حسگرهای RF، لینک‌های داده بلادرنگ و اخلال هوشمند، دامنه خود را گسترش داده است.

با طرح مباحث حسگرهای RF، آشکارسازی و پردازش سیگنال، تعیین جهت و مکان‌یابی فرستنده، ECM و ECCM تا مباحث آنتن و آرایه‌های فازی و با بیش از 340 تصویر و 450 معادله، پیوند بسیار خوبی میان مبانی نظری و تحلیل مهندسی سامانه‌های EW ایجاد کرده است.

@Science_Prime_Books

از دیدگاه مهندسی، موفقیت ترینیتی صرفاً اثبات امکان وقوع شکافت هسته‌ای کنترل‌نشده نبود، بلکه نشان داد می‌توان یک سامانه چندرشته‌ای بسیار پیچیده متشکل از مهندسی برق، مهندسی انفجار، علم مواد، مکانیک امواج ضربه‌ای و فیزیک هسته‌ای را با دقتی بی‌سابقه هماهنگ کرد. در واقع بزرگ‌ترین دستاورد فنی این آزمایش نه صرفاً آزادسازی انرژی هسته‌ای، بلکه تحقق عملی دینامیک انفجار درونی متقارن بوده است؛ دستاوردی که بدون آن، فناوری سلاح‌های مبتنی بر پلوتونیوم هرگز به مرحله عملیاتی نمی‌رسید.در واقع بزرگ‌ترین دستاورد فنی این آزمایش نه صرفاً آزادسازی انرژی هسته‌ای، بلکه تحقق عملی دینامیک انفجار درونی متقارن بوده است؛ دستاوردی که بدون آن، فناوری سلاح‌های مبتنی بر پلوتونیوم هرگز به مرحله عملیاتی نمی‌رسید.

@Science_Prime

انتشار مقاله‌ای از دانشمند برجستۀ هسته‌ای شهید دکتر امیرحسین فقهی در مجله AIP Advances بیش از یکسال پس از شهادت ایشان با موضوع طراحی، ساخت و مشخصه‌یابی یک ساختار آهنربای دائم انعطاف‌پذیر برای چشمه پروتون جمع‌وجور ECR با فرکانس 2.45 گیگاهرتز

این نوع چشمه‌های پروتون پیشرفته کاربردهای بسیار مهمی در صنعت و پزشکی هسته‌ای دارند، از جمله تولید ایزوتوپ‌های پزشکی با شتاب‌دهنده‌های سیکلوترون کوچک، رادیوگرافی نوترونی، Injectors در شتاب‌دهنده‌های بزرگ‌تر خطی یا حلقوی و Ion Implantation در صنایع نیمه‌هادی

شهید دکتر سید امیرحسین فقهی از استادان برجسته مهندسی هسته‌ای ایران با سوابق گسترده در فیزیک شتاب‌دهنده‌ها، کاربرد پرتوها و سیستم‌های هسته‌ای بودند.

@Science_Prime_Books