กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

อาวุธฟิชชันแบบปืน

อาวุธนิวเคลียร์แบบปืน (Gun-type fission weapons)คืออาวุธนิวเคลียร์ที่ ใช้ปฏิกิริยาฟิส ชันเป็นพื้นฐาน โดย การออกแบบจะประกอบวัสดุฟิสไซล์ เข้าด้วยกัน จน เกิดเป็น มวลวิกฤตยิ่งยวด...

อาวุธฟิชชันแบบปืน

วิธีการประกอบ "ปืน"

อาวุธนิวเคลียร์แบบปืน (Gun-type fission weapons)คืออาวุธนิวเคลียร์ที่ ใช้ปฏิกิริยาฟิส ชันเป็นพื้นฐาน โดย การออกแบบจะประกอบวัสดุฟิสไซล์ เข้าด้วยกัน จน เกิดเป็น มวลวิกฤตยิ่งยวด (supercritical mass)โดยใช้วิธี "ปืน" คือการยิงวัสดุที่อยู่ในสภาวะต่ำกว่าวิกฤต (sub-critical material) ชิ้นหนึ่งเข้าไปในอีกชิ้นหนึ่ง แม้ว่าบางครั้งจะนึกภาพว่าเป็นการนำซีกทรงกลมสองชิ้นที่อยู่ในสภาวะต่ำกว่าวิกฤตมาชนกันเพื่อสร้างทรงกลมที่อยู่ในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด แต่โดยทั่วไปแล้ว จะใช้กระสุนกลวงยิงไปที่แท่งทรงกระบอก ซึ่งจะเติมเต็มรูตรงกลาง ชื่อเรียกของมันมาจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันยิงวัสดุผ่าน ลำกล้อง ปืนใหญ่ราวกับเป็นกระสุน อาวุธแบบปืนได้รับการพัฒนาและนำไปใช้ในโครงการแมนฮัตตัน แต่ก็ถูกแทนที่อย่างรวดเร็วด้วย อาวุธแบบระเบิดอัด (implosion-type weapons ) ที่มีประสิทธิภาพมากกว่า

อาวุธนิวเคลียร์แบบปืนที่รู้จักกันทั้งหมดใช้ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง (HEU) อัตรา การแตกตัวแบบธรรมชาติ ที่สูงมาก ของไอโซโทปพลูโทเนียมทำให้ไม่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในแบบปืน เช่นเดียวกับ การออกแบบ Thin Man ที่ถูกยกเลิกไป นอกจากนี้ ประสิทธิภาพยังต่ำ ทำให้ต้องใช้ HEU มากขึ้นและน้ำหนักของอาวุธก็เพิ่มขึ้น เหตุผลหลักคือวัสดุฟิสไซล์ไม่ได้รับการอัด (และทำให้ความหนาแน่นเพิ่มขึ้น) เหมือนกับการออกแบบแบบระเบิดอัด แทนที่จะเป็นเช่นนั้น ระเบิดแบบปืนจะสร้างมวลวิกฤตยิ่งยวดโดยการสะสมยูเรเนียมในปริมาณมากจนระยะทางโดยรวมที่นิวตรอนลูกสาวต้องเดินทางมีระยะทางอิสระเฉลี่ย มาก จนมีความเป็นไปได้สูงที่นิวตรอนส่วนใหญ่จะพบกับนิวเคลียสของยูเรเนียมเพื่อชนก่อนที่จะหลุดพ้นจากมวลวิกฤตยิ่งยวด HEU อาจถูกนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในแกนผสมของอาวุธแบบระเบิดอัดในยุคแรกๆ

อาวุธนิวเคลียร์แบบปืนถูกกล่าวถึงเป็นครั้งแรกในโครงการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์Tube Alloys ของอังกฤษ ซึ่งเป็นโครงการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์แรกของโลก [ 1 ]รายงาน MAUD ของอังกฤษ[ 2 ]ในปี 1941 ระบุว่า "ระเบิดยูเรเนียมที่มีประสิทธิภาพซึ่งบรรจุวัสดุออกฤทธิ์ประมาณ 25 ปอนด์ จะมีผลทำลายล้างเทียบเท่ากับ TNT 1,800 ตัน" [ 3 ]ระเบิดจะใช้การออกแบบแบบปืน "เพื่อนำชิ้นส่วนทั้งสองมาชนกันด้วยความเร็วสูง และมีการเสนอให้ทำเช่นนี้โดยการยิงพร้อมกันด้วยประจุระเบิดธรรมดาในรูปแบบปืนคู่" [ 4 ]

วิธีการนี้ถูกนำไปใช้ในโครงการของสหรัฐฯ ที่รู้จักกันดี 4 โครงการ โครงการแรกคืออาวุธ " ลิตเติลบอย " ซึ่งถูกจุดระเบิดเหนือฮิโรชิมาและหน่วยเพิ่มเติมอีกหลายหน่วยที่มีการออกแบบเดียวกันซึ่งผลิตขึ้นหลังสงครามโลกครั้งที่สอง ใน ระเบิด มาร์ค 8 จำนวน 40 ลูก และ ระเบิด มาร์ค 11 จำนวน 40 ลูก ซึ่งเป็น รุ่นทดแทน ทั้งระเบิดมาร์ค 8 และมาร์ค 11 มีจุดประสงค์เพื่อใช้เป็นระเบิดเจาะพื้นดิน (ดูระเบิดทำลายบังเกอร์นิวเคลียร์ ) ซึ่งวิธีการแบบปืนใหญ่เป็นที่นิยมในช่วงหนึ่งโดยนักออกแบบที่ไม่แน่ใจว่าอาวุธแบบระเบิดอัด ภายในรุ่นแรกๆ จะระเบิดได้สำเร็จหลังจากการกระทบพื้นโลก โครงการที่สองคือตระกูลกระสุนปืนใหญ่นิวเคลียร์ขนาด 11 นิ้ว (280 มม.) ได้แก่ W9 และ รุ่นดัดแปลงW19 รวมถึง W19 ที่บรรจุใหม่ในกระสุนขนาด 16 นิ้ว (406 มม.) สำหรับเรือรบของกองทัพเรือสหรัฐฯ คือW23 ตระกูลที่สามคือ กระสุนปืนใหญ่ขนาด 8 นิ้ว (203 มม.) คือW33  

แอฟริกาใต้ยังได้พัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ 6 ลูกโดยใช้หลักการแบบปืน และกำลังพัฒนาหัวรบขีปนาวุธโดยใช้การออกแบบพื้นฐานเดียวกัน – ดูแอฟริกาใต้และอาวุธทำลายล้างสูง

ปัจจุบันไม่มีอาวุธนิวเคลียร์แบบปืนที่ยังคงใช้งานอยู่: ประเทศที่มีอาวุธนิวเคลียร์ขั้นสูงมักจะละทิ้งการออกแบบนี้และหันไปใช้อาวุธแบบระเบิดภายใน แทน ซึ่งใช้ในการสร้างอาวุธฟิสชันเสริมกำลังและอาวุธเทอร์โมนิวเคลียร์ ด้วยเช่นกัน อาวุธนิวเคลียร์แบบปืนทั้งหมดที่เคยสร้างขึ้นทั่วโลกได้ถูกรื้อถอนไปหมดแล้ว

เด็กชายตัวน้อย

ภาพภายในของ ระเบิด นิวเคลียร์ลิตเติลบอยที่ใช้โจมตีฮิโรชิม่า ยูเรเนียม-235 ถูกระบุด้วยสีแดง

วิธีการ "ยิง" นั้นคล้ายคลึงกับหลักการทำงาน ของอาวุธ "ลิตเติลบอย" ที่ถูกจุดระเบิดเหนือ เมืองฮิโรชิมา โดยใช้ ยูเรเนียม-235เป็นวัสดุฟิสไซล์ ในการออกแบบลิตเติลบอย กระสุนยูเรเนียม-235 มีมวลประมาณ86 ปอนด์ (39 กิโลกรัม) ยาว 7 นิ้ว (17.8 เซนติเมตร)และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง6.25 นิ้ว (15.9 เซนติเมตร)รูปทรงกระบอกกลวงทำให้มันอยู่ในสภาวะวิกฤตย่อย มันถูกขับเคลื่อนด้วย ประจุคอร์ ไดต์ส่วนเป้าหมายยูเรเนียมมีน้ำหนักประมาณ57.3 ปอนด์ (26 กิโลกรัม)ทั้งกระสุนและเป้าหมายประกอบด้วยวงแหวนหลายวงซ้อนกัน    

การใช้ "วงแหวน" มีข้อดีสองประการ คือ ช่วยให้กระสุนขนาดใหญ่ยังคงอยู่ในสภาวะวิกฤตได้อย่างมั่นใจ (โดยส่วนกลวงด้านในช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุสัมผัสกับวัสดุอื่นมากเกินไป) และช่วยให้สามารถทดสอบชุดประกอบที่อยู่ในสภาวะวิกฤตโดยใช้กระสุนแบบเดียวกัน แต่ใช้เพียงวงแหวนเดียว

ลำกล้องปืนมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน6.5 นิ้ว (16.5 ซม.)ความยาว70.8 นิ้ว (1.8 ม.)ซึ่งทำให้กระสุนสามารถเร่งความเร็วไปจนถึงความเร็วสุดท้ายประมาณ1,000 ฟุตต่อวินาที (300 ม./วินาที) [ 5 ]ก่อนที่จะกระทบเป้าหมาย   

เมื่อกระสุนอยู่ห่างออกไป9.8 นิ้ว (25 เซนติเมตร)ปฏิกิริยาจะเข้าสู่ภาวะวิกฤต ซึ่งหมายความว่านิวตรอนอิสระบางส่วนอาจทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ขึ้นก่อนที่วัสดุจะรวมตัวกันอย่างสมบูรณ์ (ดูปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ ) 

โดยทั่วไป ปฏิกิริยาลูกโซ่จะใช้เวลาน้อยกว่า 1 ไมโครวินาที (100 ครั้งของการเขย่า ) ในช่วงเวลานั้น กระสุนจะเคลื่อนที่ไปเพียง 0.3  มิลลิเมตร ( 1/85 นิ้ว ) แม้ว่าปฏิกิริยาลูกโซ่จะช้าลงเมื่อสภาวะวิกฤตยิ่งยวดต่ำ แต่ก็ยังเกิดขึ้นในเวลาที่สั้นมากจนกระสุนแทบจะไม่เคลื่อนที่เลยในช่วงเวลานั้น

สิ่งนี้อาจทำให้เกิดการระเบิดก่อนกำหนดซึ่งจะทำให้วัสดุแตกกระจายก่อนที่จะเกิดการระเบิดอย่างรุนแรง ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ความถี่ของการเกิดนิวตรอนอิสระจะต้องต่ำ เมื่อเทียบกับเวลาในการประกอบจากจุดนี้ นอกจากนี้ยังหมายความว่าความเร็วของกระสุนจะต้องสูงเพียงพอ ความเร็วของกระสุนสามารถเพิ่มขึ้นได้ แต่ต้องใช้ลำกล้องที่ยาวและหนักกว่า หรือความดันของก๊าซขับดันที่สูงขึ้นเพื่อเร่งความเร็วของมวลวิกฤตย่อยของกระสุนให้มากขึ้น

ในกรณีของลิตเติลบอย ยูเรเนียมที่มีไอโซโทป238 U อยู่ 20% นั้นมี ปฏิกิริยาฟิชชันเกิดขึ้นเอง 70 ครั้งต่อวินาที เมื่อวัสดุที่สามารถเกิดฟิชชันอยู่ในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด แต่ละครั้งของการเกิดฟิชชันจะมีโอกาสระเบิดสูงมาก โดยเฉลี่ยแล้วแต่ละฟิชชันจะสร้างนิวตรอน 2.52 ตัว ซึ่งแต่ละตัวมีโอกาสมากกว่า 1 ใน 2.52 ที่จะก่อให้เกิดฟิชชันอีกครั้ง ในช่วงเวลา 1.35 มิลลิวินาทีของสภาวะวิกฤตยิ่งยวดก่อนการประกอบอย่างสมบูรณ์ มีโอกาสเกิดฟิชชัน 10% และมีโอกาสเกิดการระเบิดก่อนกำหนดน้อยกว่าเล็กน้อย

ในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 1944 ห้องปฏิบัติการได้ละทิ้งการพัฒนาระเบิดพลูโทเนียมแบบปืน (" Thin Man " ดังแสดงในภาพด้านบน ) และหันมามุ่งเน้นเกือบทั้งหมดไปที่ปัญหาการระเบิดแบบอัดตัวเข้าด้านใน
ผลกระทบจากอาวุธนิวเคลียร์ – ฮิโรชิม่าพังพินาศหลังจากการระเบิดของระเบิดปรมาณูลิตเติลบอย

ในขั้นต้นโครงการแมนฮัตตันมุ่งเป้าไปที่การสร้างอาวุธปืนที่ใช้พลูโทเนียมเป็นแหล่งวัสดุฟิสไซล์ ซึ่งรู้จักกันในชื่อ " Thin Man " เนื่องจากมีความยาวมากเป็นพิเศษ เชื่อกันว่าหากสามารถสร้างระเบิดแบบปืนที่ใช้พลูโทเนียมได้ การสร้างระเบิดแบบปืนที่ใช้ยูเรเนียมก็จะง่ายขึ้นมากเมื่อเทียบกัน อย่างไรก็ตาม ในเดือนเมษายน ค.ศ. 1944 ได้มีการค้นพบว่าพลูโทเนียมที่ผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์ ( Pu-239 ) ปนเปื้อนด้วยไอโซโทปอื่นของพลูโทเนียม คือPu-240ซึ่งเพิ่มอัตราการปล่อยนิวตรอนโดยธรรมชาติของวัสดุ ทำให้เกิดการระเบิดก่อนกำหนดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ด้วยเหตุนี้ จึงเชื่อกันว่าระเบิดแบบปืนจะใช้ได้เฉพาะกับ เชื้อเพลิง ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบความเป็นไปได้ในการออกแบบแบบผสมโดยใช้พลูโทเนียมเกรดสูงเฉพาะในส่วนของกระสุนเท่านั้น

หลังจากพบว่าโครงการ "Thin Man" จะไม่ประสบความสำเร็จ ลอสอะลามอสจึงเปลี่ยนทิศทางความพยายามไปสู่การสร้างอาวุธพลูโทเนียมแบบระเบิดภายใน: " Fat Man " โครงการปืนใหญ่จึงเปลี่ยนไปเป็นการพัฒนาอาวุธระเบิดยูเรเนียมโดยสมบูรณ์

แม้ว่าในระเบิดลิตเติลบอยจะใช้ยูเรเนียม235เกรด 80% จำนวน132 ปอนด์ (60 กิโลกรัม) (ดังนั้นจึง เท่ากับ 106 ปอนด์ หรือ 48 กิโลกรัม ) แต่ปริมาณขั้นต่ำอยู่ที่ประมาณ 44 ถึง 55 ปอนด์ (20 ถึง 25 กิโลกรัม) เทียบกับ33 ปอนด์ (15 กิโลกรัม)สำหรับวิธีการระเบิดแบบอัดแน่น   

มวลเป้าหมายที่ต่ำกว่าจุดวิกฤตของเครื่องปฏิกรณ์ "ลิตเติลบอย" ถูกห่อหุ้มด้วยตัวสะท้อนนิวตรอนที่ทำจากทังสเตนคา ร์ไบด์ (WC) การมีตัวสะท้อนนิวตรอนช่วยลดการสูญเสียนิวตรอนระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่ จึงช่วยลดปริมาณเชื้อเพลิงยูเรเนียมที่จำเป็น วัสดุสะท้อนที่มีประสิทธิภาพมากกว่าคือโลหะเบริลเลียม แต่สิ่งนี้ยังไม่เป็นที่รู้จักจนกระทั่งหลังสงคราม เมื่อเท็ด เทย์เลอร์พัฒนาการออกแบบการระเบิดแบบอัดแน่นที่รู้จักกันในชื่อ "สกอร์ปิออน"

นักวิทยาศาสตร์ที่ออกแบบอาวุธ "ลิตเติลบอย" มั่นใจในความสำเร็จของมันมากจนไม่ได้ทำการทดสอบภาคสนามก่อนนำไปใช้ในสงคราม (ถึงแม้ว่านักวิทยาศาสตร์อย่างหลุยส์ สโลตินจะทำการทดสอบแบบไม่ทำลายด้วยชุดประกอบที่ต่ำกว่าจุดวิกฤต ซึ่งเป็นการทดลองอันตรายที่ถูกขนานนามว่า " การแหย่หางมังกร ") อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถทดสอบก่อนนำไปใช้งานได้ เนื่องจากมีเชื้อเพลิงยูเรเนียม-235 เพียงพอสำหรับอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียวเท่านั้น แม้ว่าการออกแบบจะไม่เคยได้รับการทดสอบอย่างเป็นทางการ แต่ก็คิดว่าไม่มีความเสี่ยงที่อุปกรณ์จะถูกศัตรูยึดไปได้หากเกิดความผิดพลาด แม้แต่การระเบิดเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้ตัวอุปกรณ์สลายไปโดยสิ้นเชิง ในขณะที่ระบบสำรองหลายชั้นที่สร้างขึ้นในการออกแบบ "ลิตเติลบอย" หมายความว่าโอกาสที่อุปกรณ์จะตกกระทบพื้นโดยไม่ระเบิดนั้นมีน้อยมากหรือแทบไม่มีเลย

เพื่อให้ปฏิกิริยาลูกโซ่เริ่มต้นอย่างรวดเร็วในเวลาที่เหมาะสม จะใช้ ตัวกระตุ้น/ตัวจุดประกายนิวตรอนตัวจุดประกายไม่ได้จำเป็นอย่างเคร่งครัดสำหรับการออกแบบปืนที่มีประสิทธิภาพ[ 6 ] [ 5 ]ตราบใดที่การออกแบบใช้ "การจับเป้าหมาย" (โดยพื้นฐานแล้วคือการรับประกันว่ามวลย่อยวิกฤตสองก้อน เมื่อยิงพร้อมกันแล้ว จะไม่สามารถแยกออกจากกันได้จนกว่าจะระเบิด) เมื่อพิจารณาการแตกตัวแบบสปอนเทเนียส 70 ครั้งต่อวินาที สิ่งนี้ทำให้เกิดความล่าช้าเพียงไม่กี่เท่าของ 1/70 วินาที ซึ่งในกรณีนี้ไม่สำคัญ ตัวจุดประกายถูกเพิ่มเข้าไปในLittle Boyในช่วงท้ายของการออกแบบ เท่านั้น

การแพร่กระจายและการก่อการร้าย

ในส่วนของความเสี่ยงต่อการแพร่กระจายและการนำไปใช้โดยผู้ก่อการร้ายนั้นการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่ายเป็นสิ่งที่น่ากังวล เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้เทคนิคทางวิศวกรรมหรือการผลิตที่ซับซ้อนมากเท่ากับวิธีการอื่นๆ หากมีปริมาณยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงเพียงพอ ประเทศหรือกลุ่มที่มีระดับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีค่อนข้างต่ำก็สามารถสร้างอาวุธนิวเคลียร์แบบปืนที่ไม่ประสิทธิภาพ—แต่ก็ยังทรงพลังอยู่ดี

การเปรียบเทียบกับวิธีการยุบตัว

แผนภาพแสดงวิธีการแบบปืน (ด้านบน) และวิธีการแบบยุบตัว (ด้านล่าง)

สำหรับประเทศที่มีเทคโนโลยีขั้นสูง วิธีการสร้างอาวุธนิวเคลียร์แบบปืนนั้นล้าสมัยไปแล้วโดยสิ้นเชิง ด้วยเหตุผลด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัย (จะกล่าวถึงต่อไป) สหรัฐอเมริกาได้ละทิ้งวิธีการสร้างอาวุธแบบปืนไปโดยสิ้นเชิงทันทีที่เทคนิคการยุบตัวสมบูรณ์แล้ว แม้ว่าจะยังคงใช้ในบทบาทเฉพาะของปืนใหญ่นิวเคลียร์อยู่ช่วงหนึ่งก็ตาม ประเทศมหาอำนาจนิวเคลียร์อื่นๆ เช่น สหราชอาณาจักรและสหภาพโซเวียตไม่เคยสร้างอาวุธประเภทนี้เลย นอกจากจะต้องใช้ยูเรเนียม-235 ที่เสริมสมรรถนะสูงแล้ว เทคนิคนี้ยังมีข้อจำกัดที่ร้ายแรงอื่นๆ อีก เทคนิคการยุบตัวเหมาะสมกว่ามากสำหรับวิธีการต่างๆ ที่ใช้ในการลดมวลของอาวุธและเพิ่มสัดส่วนของวัสดุที่เกิดการแตกตัวแอฟริกาใต้ในยุคแบ่งแยกสีผิวได้สร้างอาวุธแบบปืนประมาณห้าชนิด และไม่มีอาวุธแบบยุบตัวเลย ต่อมาพวกเขาก็ได้ละทิ้งโครงการอาวุธนิวเคลียร์ทั้งหมด พวกเขาเป็นประเทศเดียวที่ละทิ้งอาวุธนิวเคลียร์ และอาจเป็นประเทศเดียวที่สร้างอาวุธแบบปืนแทนที่จะเป็นอาวุธแบบยุบตัวด้วย

อาวุธประเภทปืนก็มีปัญหาด้านความปลอดภัยเช่นกัน ตัวอย่างเช่น การมีอาวุธที่มีปริมาณและรูปร่างของวัสดุฟิสไซล์ที่สามารถก่อให้เกิดมวลวิกฤตได้จากอุบัติเหตุเพียงเล็กน้อยนั้นเป็นอันตรายโดยเนื้อแท้ ยิ่งไปกว่านั้น หากอาวุธถูกทิ้งจากเครื่องบินลงสู่ทะเลผลกระทบจากน้ำทะเลก็อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุวิกฤตได้โดยที่อาวุธนั้นไม่ได้รับความเสียหายทางกายภาพเลย ซึ่งเหตุการณ์เหล่านี้จะไม่เกิดขึ้นกับอาวุธประเภทระเบิดอัด เนื่องจากโดยปกติแล้วจะมีวัสดุฟิสไซล์ไม่เพียงพอที่จะก่อให้เกิดมวลวิกฤตได้หากไม่มีการจุดระเบิดของเลนส์ระเบิดอย่างถูกต้อง

ปืนใหญ่นิวเคลียร์ของสหรัฐฯ

สรุป –การทดสอบกระสุนปืนใหญ่พลังงานนิวเคลียร์ที่น็อตโฮล เกรเบิล ในปี 1953 ณสถานที่ทดสอบเนวาดา (ภาพแสดงปืนขนาด 280 มม. และการระเบิด) ใช้กระสุนแบบปืนใหญ่

วิธีการออกแบบแบบปืนยังถูกนำไปใช้กับ กระสุนปืน ใหญ่พลังงานนิวเคลียร์ ด้วย เนื่องจากดีไซน์ที่เรียบง่ายกว่าสามารถออกแบบให้ทนทานต่อแรงเร่งและแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากปืนใหญ่ได้ง่ายกว่า และเนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กกว่าของดีไซน์แบบปืนสามารถติดตั้งกับกระสุนที่สามารถยิงจากปืนใหญ่ที่มีอยู่ได้ค่อนข้างง่าย

อาวุธนิวเคลียร์แบบปืนใหญ่ของสหรัฐฯ รุ่นW9ถูกทดสอบเมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม 1953 ที่ศูนย์ทดสอบเนวาดา การทดสอบครั้งนี้เป็นส่วนหนึ่งของปฏิบัติการ Upshot–Knotholeและมีรหัสว่าShot GRABLEโดย กระสุน ขนาด 280 มม. (11 นิ้ว)ถูกยิงจากความสูง10,000 เมตร (33,000 ฟุต)และระเบิดที่ ความสูง 160 เมตร (520 ฟุต)เหนือพื้นดิน มีกำลังระเบิดประมาณ 15 กิโลตัน ซึ่ง มีกำลังระเบิดใกล้เคียงกับLittle Boyแม้ว่า W9 จะมีน้ำหนักน้อยกว่า1 ใน10ของ Little Boy (365 กก. เทียบกับ 4,000 กก. หรือ 805 ปอนด์ เทียบกับ 8,819 ปอนด์) กระสุนมีความยาว1,384 มม. (54.5 นิ้ว)            

นี่เป็นกระสุนปืนใหญ่พลังงานนิวเคลียร์เพียงลูกเดียวที่เคยถูกยิงจริง (จากปืนใหญ่) ในโครงการทดสอบของสหรัฐฯ มันถูกยิงจากปืนใหญ่ที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษ ซึ่งมีชื่อเล่นว่า"อะตอมมิก แอนนี่ " มีการผลิตกระสุนจำนวน 80 ลูกระหว่างปี 1952 ถึง 1953 และถูกปลดประจำการในปี 1957

W19 เป็นกระสุนนิวเคลียร์แบบปืนขนาด 280 มม. ซึ่ง เป็น รุ่นที่ยาวกว่าของ W-9 มีการผลิตหัวรบนิวเคลียร์จำนวน 80 หัว และระบบนี้ถูกปลดประจำการในปี 1963

W33 เป็นกระสุนปืนใหญ่นิวเคลียร์ขนาดเล็กกว่า ขนาด 8 นิ้ว (203  ม.) ซึ่งเริ่มผลิตในปี พ.ศ. 2490 และใช้งานจนถึงปี พ.ศ. 2535 มีการทดสอบยิง 2 ลูก (จุดระเบิด ไม่ได้ยิงจากปืนใหญ่) ลูกหนึ่งแขวนไว้ใต้บอลลูนในที่โล่ง และอีกลูกหนึ่งอยู่ในอุโมงค์[ 7 ]

รุ่นต่อมาใช้การออกแบบการระเบิดแบบยุบตัวเป็นพื้นฐาน

รายชื่ออาวุธปืนของสหรัฐอเมริกา

ระเบิด

ปืนใหญ่

  • W9 , 1952–1957
  • W19 , 1955–1963
  • W23 , 1956–1962
  • W33 , 1957–1992

คนอื่น

การทดสอบ

อาวุธประเภทปืนได้รับการทดสอบเพียงสามครั้งเท่านั้น ไม่นับรวมรุ่น Mark 1 ที่ใช้ในการโจมตีฮิโรชิม่า

การดำเนินการช็อต[หมายเหตุ 1 ]วันที่และเวลา ( UT )เขตเวลาท้องถิ่น[หมายเหตุ 2 ] [ 8 ]ตำแหน่ง[หมายเหตุ 3 ]ระดับความสูง + ความสูง[หมายเหตุ 4 ]การจัดส่ง[หมายเหตุ 5 ]

วัตถุประสงค์[หมายเหตุ 6 ]

อุปกรณ์[หมายเหตุ 7 ]ผลผลิต[หมายเหตุ 8 ]ผลกระทบ[หมายเหตุ 9 ]เอกสารอ้างอิงหมายเหตุ
สรุป – รูไม้เกรเบิล25 พฤษภาคม 2496 15:30:00 น.เวลาแปซิฟิก (-8  ชั่วโมง)ปล่อยตัวจากพื้นที่ NTS 5, 11, Frenchman Flat: 5

36°42′15″N 115°58′26″W / 36.70428°N 115.97387°W / 36.70428; -115.97387 ( Launch_Grable ) , elv:950 + 5m (3,117 + 16ft);  

การระเบิดเหนือNTS 36°47′35″N 115°54′56″W / 36.793°N 115.9156°W / 36.793; -115.9156 ( Grable )

960 เมตร (3,150 ฟุต)  

+ 160 ม. (520 ฟุต)  

ปืนถูกติดตั้งแล้ว

เอฟเฟกต์อาวุธ

W9 AFAP "ปืน"15  กิโลตันตรวจพบไอโอดีน-131 ปริมาณ 2.1 มิลลิซีไอโอดีน (78 เพตาเคอเรล)  ยิงจากปืนใหญ่ปรมาณู M65 " ปรมาณูแอนนี่ " ระยะ 11 กิโลเมตร (6.8 ไมล์)กระสุนขนาด 280 มิลลิเมตร หนัก365 กิโลกรัม (805 ปอนด์)ระเบิดที่ระยะ200 ฟุต (61 เมตร)ทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ของ เป้าหมาย การฝึกซ้อมทางทหารDesert Rock V ภายใต้สภาวะ สนามรบนิวเคลียร์การทดสอบผลกระทบหลัก     
พลัมบ็อบลาปลาซ8 กันยายน 2500 12:59:59.8เวลาแปซิฟิก (-8  ชั่วโมง)พื้นที่ NTS B7b ~ 37°05′12″N 116°01′28″W / 37.0866°N 116.0245°W / 37.0866; -116.0245 ( ลาปลาซ )1,282 เมตร (4,206 ฟุต) + 230 เมตร (750 ฟุต)    ลูกโป่ง

การพัฒนาอาวุธ

XW-33 "ฟลีเกิล"1  กิโลตันตรวจพบการรั่วไหลของไอโอดีน-131 ปริมาณ140 กิโลคูรี (5,200 เทราเบเควร์)  สำหรับกระสุนปืนใหญ่นิวเคลียร์
ตังเมตัวอาร์ดวาร์ค12 พฤษภาคม 2505 19:00:00 น.เวลาแปซิฟิก (-8  ชั่วโมง)พื้นที่ NTS U3am(s) 37°03′54″N 116°01′51″W / 37.06512°N 116.03092°W / 37.06512; -116.03092 ( Aardvark )1,214 ม. (3,983 ฟุต) - 434.04 ม. (1,424.0 ฟุต)    อุโมงค์ใต้ดิน

การพัฒนาอาวุธ

TX-33Y2 AFAP [ 9 ] {40  กิโลตันตรวจพบการระบายก๊าซในพื้นที่ ปริมาณน้อยกว่า10 ลูกบาศก์เซนติเมตร (370 กิกะเบเคอเรล)  สำหรับกระสุนปืนใหญ่พลังงานนิวเคลียร์ น่าจะเป็นอาวุธฟิสชั่นเสริมกำลัง

หมายเหตุ

  1. สหรัฐอเมริกา ฝรั่งเศส และสหราชอาณาจักรได้กำหนดรหัสให้กับการทดสอบของตน ในขณะที่สหภาพโซเวียตและจีนไม่ได้กำหนดรหัส ดังนั้นจึงมีเพียงหมายเลขการทดสอบเท่านั้น (ยกเว้นบางกรณี – การระเบิดเพื่อสันติของโซเวียตมีชื่อเรียก) คำแปลเป็นภาษาอังกฤษอยู่ในวงเล็บ ยกเว้นชื่อที่เป็นชื่อเฉพาะ เครื่องหมายขีดตามด้วยตัวเลขแสดงถึงสมาชิกของการทดสอบแบบกลุ่ม สหรัฐฯ บางครั้งก็ตั้งชื่อการระเบิดแต่ละครั้งในการทดสอบแบบกลุ่มดังกล่าว ซึ่งจะทำให้ได้เป็น "ชื่อ1 – 1(พร้อมชื่อ2)" หากการทดสอบถูกยกเลิกหรือยุติลง ข้อมูลในแถว เช่น วันที่และสถานที่ จะเปิดเผยแผนการที่วางไว้ หากทราบ
  2. ในการแปลงเวลา UT เป็นเวลาท้องถิ่นมาตรฐาน ให้เพิ่มจำนวนชั่วโมงในวงเล็บเข้ากับเวลา UT สำหรับเวลาออมแสงท้องถิ่น ให้เพิ่มอีกหนึ่งชั่วโมง หากผลลัพธ์เร็วกว่า 00:00 ให้เพิ่ม 24 ชั่วโมงแล้วลบ 1 ออกจากวัน หากเป็น 24:00 หรือหลังจากนั้น ให้ลบ 24 ชั่วโมงแล้วเพิ่ม 1 เข้ากับวัน ข้อมูลเขตเวลาในอดีตได้มาจากฐานข้อมูลเขตเวลา IANA
  3. ชื่อสถานที่โดยประมาณและพิกัดละติจูด/ลองจิจูด สำหรับการทดสอบที่บรรทุกโดยจรวด จะระบุตำแหน่งการปล่อยก่อนตำแหน่งการระเบิด หากทราบ บางตำแหน่งมีความแม่นยำสูง ในขณะที่บางตำแหน่ง (เช่น การทิ้งจากอากาศและการระเบิดในอวกาศ) อาจไม่แม่นยำนัก "~" แสดงถึงตำแหน่งโดยประมาณที่เป็นไปได้ ซึ่งใช้ร่วมกับการทดสอบอื่นๆ ในพื้นที่เดียวกัน
  4. ระดับความสูง คือระดับพื้นดิน ณ จุดที่อยู่ใต้จุดระเบิดโดยตรงเมื่อเทียบกับระดับน้ำทะเล ความสูง คือระยะทางเพิ่มเติมที่เพิ่มหรือลดลงโดยหอคอย บอลลูน ปล่อง อุโมงค์ การทิ้งระเบิดจากอากาศ หรือสิ่งประดิษฐ์อื่นๆ สำหรับการระเบิดของจรวด ระดับพื้นดินคือ "N/A" ในบางกรณีไม่ชัดเจนว่าความสูงเป็นค่าสัมบูรณ์หรือค่าสัมพัทธ์กับพื้นดิน เช่น Plumbbob/Johnไม่มีตัวเลขหรือหน่วยแสดงว่าค่าไม่ทราบ ในขณะที่ "0" หมายถึงศูนย์ การเรียงลำดับในคอลัมน์นี้จะเรียงตามระดับความสูงและความสูงที่รวมกัน
  5. การทดสอบนิวเคลียร์ในชั้นบรรยากาศ, การทิ้งจากอากาศ, บอลลูน, ปืนใหญ่, ขีปนาวุธนำวิถี, จรวด, พื้นผิว, หอคอย และเรือบรรทุกสินค้า ล้วนเป็นสิ่งต้องห้ามภายใต้(PTBT) ส่วนปล่องและอุโมงค์ที่ปิดผนึกนั้นอยู่ใต้ดิน และยังคงใช้ได้ภายใต้ PTBT การทดสอบโดยเจตนาทำให้เกิดหลุมอุกกาบาตนั้นอยู่ในขอบเขตก้ำกึ่ง กล่าวคือ การทดสอบดังกล่าวเกิดขึ้นภายใต้สนธิสัญญา บางครั้งมีการประท้วง และโดยทั่วไปแล้วจะถูกมองข้ามไปหากการทดสอบนั้นถูกประกาศว่าเป็นไปเพื่อสันติ
  6. ครอบคลุมถึงการพัฒนาอาวุธ ผลกระทบของอาวุธ การทดสอบความปลอดภัย การทดสอบความปลอดภัยในการขนส่ง สงคราม วิทยาศาสตร์ การตรวจสอบร่วม และอุตสาหกรรม/สันติภาพ ซึ่งอาจแบ่งย่อยออกไปได้อีก
  7. การกำหนดรายการทดสอบหากทราบ "?" แสดงถึงความไม่แน่นอนเกี่ยวกับค่าก่อนหน้า ชื่อเล่นของอุปกรณ์เฉพาะอยู่ในเครื่องหมายอัญประกาศ ข้อมูลในหมวดหมู่นี้มักไม่ได้รับการเปิดเผยอย่างเป็นทางการ
  8. ผลผลิตพลังงานโดยประมาณในหน่วยตัน กิโลตัน และเมกะตัน หนึ่งตันเทียบเท่าทีเอ็นทีเท่ากับ 4.184 กิกะจูล (1 กิกะแคลอรี)
  9. การปล่อยสารกัมมันตรังสีสู่ชั้นบรรยากาศ นอกเหนือจากนิวตรอนฉับพลัน ในกรณีที่ทราบ ชนิดที่วัดได้คือไอโอดีน-131 เท่านั้น หากมีการระบุไว้ มิฉะนั้นจะเป็นทุกชนิด ไม่มีข้อมูลหมายถึงไม่ทราบ อาจไม่มีเลยหากอยู่ใต้ดิน และ "ทั้งหมด" หากไม่อยู่ใต้ดิน มิฉะนั้นจะเป็นหมายเหตุว่าวัดเฉพาะในพื้นที่หรือนอกพื้นที่ ในกรณีที่ทราบ และปริมาณกัมมันตภาพรังสีที่ปล่อยออกมาที่วัดได้
  • การจำลอง "ลิตเติลบอย"การจำลองแบบโต้ตอบของระเบิดปรมาณูแบบปืน "ลิตเติลบอย"
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gun-type_fission_weapon&oldid=1353938781 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อาวุธฟิชชันแบบปืน

อาวุธนิวเคลียร์แบบปืน (Gun-type fission weapons)คืออาวุธนิวเคลียร์ที่ ใช้ปฏิกิริยาฟิส ชันเป็นพื้นฐาน โดย การออกแบบจะประกอบวัสดุฟิสไซล์ เข้าด้วยกัน จน เกิดเป็น มวลวิกฤตยิ่งยวด...

เด็กชายตัวน้อย

วิธีการ "ยิง" นั้นคล้ายคลึงกับหลักการทำงาน ของอาวุธ "ลิตเติลบอย" ที่ถูกจุดระเบิดเหนือ เมืองฮิโรชิมา โดยใช้ ยูเรเนียม-235 เป็นวัสดุฟิสไซล์ ในการออกแบบลิตเติลบอย กระสุนยูเรเนียม-235 มีมวลประมาณ 86 ปอนด์ (39 กิโลกรัม) ยาว 7 นิ้ว (17.

การแพร่กระจายและการก่อการร้าย

ในส่วนของความเสี่ยงต่อ การแพร่กระจาย และ การนำไปใช้โดยผู้ก่อการร้ายนั้น การออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่ายเป็นสิ่งที่น่ากังวล เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้เทคนิคทางวิศวกรรมหรือการผลิตที่ซับซ้อนมากเท่ากับวิธีการอื่นๆ หากมีปริมาณยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูงเพียงพอ...

การเปรียบเทียบกับวิธีการยุบตัว

สำหรับประเทศที่มีเทคโนโลยีขั้นสูง วิธีการสร้างอาวุธนิวเคลียร์แบบปืนนั้นล้าสมัยไปแล้วโดยสิ้นเชิง ด้วยเหตุผลด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัย (จะกล่าวถึงต่อไป) สหรัฐอเมริกาได้ละทิ้งวิธีการสร้างอาวุธแบบปืนไปโดยสิ้นเชิงทันทีที่เทคนิคการยุบตัวสมบูรณ์แล้ว...