Vào ngày 6 tháng 8 năm 1945, quả bom nguyên tử đầu tiên trên thế giới được thả xuống thành phố Hiroshima, Nhật Bản và 3 ngày sau, quả bom nguyên tử thứ hai được thả xuống thành phố Nagasaki vào ngày 9 tháng 8 năm 1945. Hậu quả của vụ nổ bom hạt nhân khiến hàng trăm nghìn người thiệt mạng, bị thương nghiêm trọng và ảnh hưởng về mặt tâm lý.
Sáng ngày 6 tháng 8 năm 1945, một máy bay ném bom đã thả Little Boy, quả bom hạt nhân tấn công đầu tiên trên thế giới xuống thành phố Hiroshima. Sau khi quả bom rơi được 45 giây, nó kích hoạt cơ chế bắn theo dữ liệu từ cảm biến của mình. Nhờ chất nổ, các khối đồng vị Uranium 235 (U-235) đặt cách xa nhau (cùng nằm trong quả bom, biên tập) đã va chạm vào nhau. Sau vụ va chạm này, khối lượng tới hạn mà tại đó phản ứng phân hạch có thể gây ra vụ nổ đã tăng lên theo cấp số nhân.
Xem thêm: “Oppenheimer” cha đẻ Bom hạt nhân: Bi kịch của số phận
Phản ứng phân hạch là gì?
Trong phản ứng phân hạch, một nguyên tử nặng như uranium và neutron va chạm nhau. Sau va chạm này, nguyên tử vỡ ra và các nguyên tử có khối lượng nhỏ hơn được hình thành.
Trong khi số neutron bắt đầu phản ứng phân hạch là ‘một’, thì số neutron hình thành sau phản ứng lại cao hơn (tăng theo cấp số nhân, biên tập). Bằng cách này, các neutron được giải phóng sau khi một nguyên tử uranium bị phá vỡ, sẽ va chạm với các nguyên tử uranium khác, khiến chúng bị phá vỡ và tạo ra các neutron mới (quá trình diễn tiếp như vậy, biên tập).
Phản ứng phân hạch tiếp tục theo cách này. Bởi vì nó tiếp tục nối tiếp nhau nên nó được gọi là “phản ứng dây chuyền hạt nhân”.
Có sự khác biệt lớn giữa các nguyên tử mới xuất hiện trong phản ứng phân hạch và trạng thái của nguyên tử uranium trước khi nó tan rã.
Sự chênh lệch khối lượng này được giải thích bằng phương trình e = mc2 của Albert Einstein.
Phương trình này biểu thị mối quan hệ giữa khối lượng (m) và năng lượng (e). ‘c’ trong phương trình là tốc độ ánh sáng (299.792.458 km/s). Khối lượng mà chúng ta tưởng đã mất đi trong phản ứng đã chuyển thành năng lượng.
Vì chúng ta nhân khối lượng với bình phương tốc độ ánh sáng trong phương trình nên năng lượng thu được là rất lớn, ngay cả khi khối lượng rất nhỏ.
Tác dụng của bom nguyên tử là gì?
Sau khi quả bom nguyên tử phát nổ, nó phá hủy môi trường xung quanh thông qua (i) sức nóng, (ii) sóng xung kích và (iii) bức xạ.
Sức nóng của bom nguyên tử
Phản ứng phân hạch tạo ra một quả cầu lửa có đường kính hơn 200 mét. Ngay khi quả cầu lửa hình thành, nó bắt đầu tỏa nhiệt và ánh sáng ra xung quanh. Trong những giây phút đầu tiên của vụ nổ, quả cầu lửa phát ra bức xạ ở các bước sóng cực tím, hồng ngoại và khả kiến. Khi ánh sáng năng lượng cao (bức xạ nhiệt) này chiếu vào người hoặc vật thể, nó sẽ bị hấp thụ và làm nóng nhanh chóng bất cứ thứ gì nó chạm vào.
Nhiệt độ tại tâm vụ nổ lên tới 3000 đến 4000 độ C. Nhiệt độ này gấp đôi nhiệt độ nóng chảy của sắt và thậm chí còn cao hơn nhiệt độ sôi của nó.
Bức xạ nhiệt mạnh đến mức bề mặt tiếp xúc, thậm chí còn có sự khác biệt về màu sắc so với bề mặt không tiếp xúc. Nó cũng gây ra nhiều vụ cháy trong thành phố.
Xem xét tất cả những tác động này, nhiệt chiếm 35% tác dụng của bom hạt nhân.
Sóng xung kích của bom nguyên tử
Sau ánh sáng chói mắt và sức nóng từ bức xạ nhiệt xuất hiện trong những giây đầu tiên của vụ nổ, một làn sóng áp suất tốc độ cao và sau đó là gió mạnh ập vào thành phố. Các sinh vật sống và công trình kiến trúc trong thành phố bị thiệt hại nặng nề do sóng xung kích. Rất ít tòa nhà trong thành phố còn tồn tại.
Sóng xung kích chiếm 50% tác dụng của bom hạt nhân.
Bức xạ bom nguyên tử
Chúng ta có thể định nghĩa bức xạ là năng lượng mang theo trong môi trường. Năng lượng này có thể được mang bởi các hạt cũng như sóng điện từ (sóng xung kích). Nếu bức xạ, tức là năng lượng mang theo, không gây ra sự ion hóa trong nguyên tử thì chúng ta gọi đó là bức xạ không ion hóa.
Chúng ta thực sự tiếp xúc với bức xạ ở nhiều nơi trong cuộc sống hàng ngày. Sóng vô tuyến, sóng hồng ngoại và thậm chí cả ánh sáng chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt là những ví dụ về bức xạ không ion hóa.
Nếu năng lượng mang theo có thể loại bỏ các electron khỏi nguyên tử thì chúng ta gọi đây là bức xạ ion hóa. Tia X và tia gamma là những ví dụ về điều này. Khi quả bom hạt nhân phát nổ, nó giải phóng rất nhiều bức xạ ion hóa.
Hai loại bức xạ ion hóa được giải phóng từ vụ nổ. Một trong số đó là quá trình phân hạch, tức là “bức xạ ban đầu” được tạo ra trong những phút đầu tiên sau vụ nổ, còn hai là “bức xạ dư” tiếp tục tồn tại trong môi trường trong những phút đầu tiên sau vụ nổ. Trong bức xạ đầu tiên, neutron và tia gamma phát ra trong vụ nổ đã di chuyển một khoảng cách đáng kể, xuyên qua da người và gây thương tích bên trong.
Trong bức xạ dư tồn tại sau vụ nổ, các mảnh vụn của bom hạt nhân và các vật chất trên bề mặt như đất, nước, tùy theo khoảng cách của vụ nổ với bề mặt, sẽ bị đám mây bốc lên hấp thụ, gây ra bụi phóng xạ. Bụi phóng xạ này có thể đe dọa đời sống sinh học ở những khu vực rộng lớn.
Bức xạ cấp tính là gì?
Trong những ngày sau vụ nổ, những người sống sót sau vụ nổ ở Hiroshima phàn nàn về tình trạng nôn mửa, tiêu chảy, chán ăn và tình trạng khó chịu nói chung cùng với những vết thương trên cơ thể.
Đây là những triệu chứng của bức xạ cấp tính. 11 ngày sau vụ nổ, vào ngày 17 tháng 8, một bác sĩ quan sát thấy nhiều bệnh nhân của ông bị xuất huyết nhẹ dưới da và rụng tóc.
Ảnh hưởng sức khỏe của bức xạ ion hóa vẫn tồn tại trong thời gian dài hơn nhiều. Các bệnh như ung thư và rối loạn di truyền gia tăng đáng kể ở cả những người bị ảnh hưởng bởi bom hạt nhân và các thế hệ tiếp theo của họ.
Sau khi quả bom nguyên tử được thả xuống, phóng xạ không còn tồn tại lâu như mong đợi ở cả Hiroshima và Nagasaki. Ba tháng sau vụ nổ, lượng phóng xạ được phát hiện ở hai thành phố đã giảm xuống đến mức không đáng kể. Ngoài ra, đời sống thực vật tiếp tục phát triển mạnh ở cả 2 thành phố.
Bức xạ chiếm 15% tác dụng của vũ khí hạt nhân.
Quả bom nguyên tử được thả xuống Hiroshima có sức mạnh như thế nào?
Chưa đến 1 kg trong số 64 kg nhiên liệu uranium được sử dụng trong quả bom trải qua phản ứng phân hạch.
Kết quả của quá trình phân hạch là vật chất có khối lượng 0,6 gam chuyển thành năng lượng. Năng lượng này gây ra vụ nổ tương đương sức nổ của 15 nghìn tấn thuốc nổ TNT.
Đám mây hình nấm của vụ nổ đạt tới độ cao hơn 12 km. 70 nghìn người đã thiệt mạng vào thời điểm vụ nổ xảy ra và trong một khoảng thời gian rất ngắn, và hơn 100 nghìn người đã thiệt mạng vào cuối năm 1945.
Người ta cho rằng hiện có hơn 12 nghìn đầu đạn hạt nhân trên thế giới.
Hình minh họa: Sự tàn phá của bom hạt nhân được thả xuống Hiroshima. Ảnh NBC
Nguồn: Kağan Gökhan Görgişen – medyagunlugu.com – Thổ Nhĩ Kỳ
