در دل تأسیساتی فوق‌محرمانه آمریکا، دانشمندان با گسترش یافتهترین لیزرها، ابررایانه‌ها و فناوری‌های علمی، درحال نگهداری، همانند‌سازی و طراحی سلاح‌های هسته‌ای می باشند. در ادامه این نوشته مطابق گزارشی از اکونومیست به با اهمیت ترین آزمایشگاه‌های سری آمریکا برای ساخت و تشکیل سلاح هسته‌ای نگاهی خواهیم انداخت.

قدرتمندترین مرکز لیزری جهان

در تأسیسات ملی احتراق و علوم فوتونی (NIF) آمریکا که در کالیفرنیا مستقر است، هر آزمایش که به آن «شلیک» حرف های می‌شود، تنها چند میلیاردم ثانیه طول می‌کشد. اما در همین لحظه مختصر، ۱۹۲ پرتو لیزری با قدرتی معادل ۵۰۰ تریلیون وات در محفظه مقصد متمرکز شده و انرژی خود را روی یک استوانه طلایی تخلیه می‌کنند. درون این استوانه، یک کره الماسی (به‌اندازه دانه فلفل) وجود دارد که با ترکیبی از دوتریوم و تریتیوم (ایزوتوپ‌های سنگین هیدروژن)، پر شده است.

با جذب انرژی لیزر توسط این کره، لایه‌های بیرونی آن به شدت بخار خواهد شد و این فرایند موج شوکی با شدت ۳۰۰ کیلومتربرثانیه تشکیل می‌کند که به درون کره ضربه زده و آن را متراکم می‌کند. اتم‌های دوتریوم و تریتیوم در فشارهایی معادل میلیاردها برابر سختی جو و در دمایی بالاتر از ۱۰۰ میلیون درجه سلسیوس به هم فشرده خواهد شد و اغاز به هم‌جوشی و آزادسازی مقدار عظیمی انرژی می‌کنند.

دانشمندان آمریکایی از این فناوری برای همانند‌سازی انفجار یک سلاح هسته‌ای منفعت گیری می‌کنند، بدون آنکه نیازی به بمب واقعی باشد.

NIF در دهه ۱۹۹۰ و چند سال بعد از آن‌که آمریکا تصمیم گرفت آزمایش‌های هسته‌ای زیرزمینی خود را متوقف کند، پا به عرصه گذاشت. از این تأسیسات به‌گفتن قدرتمندترین مرکز لیزری جهان یاد می‌شود و در کنار «ال کاپیتان» (El Capitan)، از جمله تأسیسات پیشرفته این سرزمین محسوب خواهد شد.

قدرتمندترین ابررایانه آمریکا برای ساخت سلاح هسته‌ای

ال کاپیتان سریع‌ترین و توانمندترین ابررایانه آمریکا است. از نظر قوت، این ابررایانه می‌تواند یک «کوینتیلیون» (۱۰ به توان ۱۸) عملیات را در ثانیه انجام دهد، یعنی از یک لپ‌تاپ معمولی نزدیک به ۱۰۰ میلیون برابر سریع تر است.

این ابررایانه بخشی از برنامه «همانند‌سازی و محاسبه پیشرفته» (ASC) آمریکا است که در سال ۱۹۹۵ همزمان با NIF برای جبران توقف آزمایش‌های هسته‌ای تشکیل شد. یکی از اهداف اولیه آن، تشکیل سخت‌افزار و نرم‌افزار ملزوم برای همانند‌سازی سه‌بعدی یک سامانه تسلیحاتی می بود.

برخلاف رایانه‌های معمولی که از CPU و GPU جداگانه منفعت گیری می‌کنند، ال کاپیتان از تراشه‌های اختصاصی‌ای منفعت می‌برد که توسط شرکت AMD طراحی شده‌اند و به آنها APU (واحد پردازش شتاب‌یافته) حرف های می‌شود. در APUها، قسمت‌های CPU و GPU روی یک تراشه مشترک قرار دارند و حافظه بین آنها به اشتراک گذاشته می‌شود.

دو ابزار یادشده هم‌اکنون در مرکز دقت مأموریت‌ تازه‌ای برای آزمایش سلاح هسته‌ای در آمریکا قرار گرفته‌اند. مقصد این مأموریت ترقی بمب‌های حاضر و طراحی نسل جدیدی از سلاح‌های هسته‌ای است.

علاوه‌بر NIF، آزمایشگاه‌های لیورمور و لوس‌آلاموس نیز در فرایند ساخت سلاح هسته‌ای در آمریکا نقش دارند و «بسته‌های فیزیکی» کلاهک‌های هسته‌ای را طراحی می‌کنند. آزمایشگاه ملی ساندیا نیز قسمت‌های غیرهسته‌ای همانند چاشنی، باتری، حسگر و مدارهای مقاوم در برابر تشعشع را طراحی می‌کند.

همه این نهادها زیر نظر اداره امنیت ملی هسته‌ای آمریکا (NNSA) فعالیت می‌کنند و ده‌ها هزار دانشمند و مهندس در آنها مشغول به کارند.

مطابق گزارش اکونومیست، یکی از اهداف مهم تأسیس آزمایشگاه لیورمور، افزایش شدت گسترش بمب‌های هیدروژنی یا گرماهسته‌ای است. برخلاف بمب‌های شکافت هسته‌ای که در پروژه منهتن با شکافتن اتم‌های اورانیوم و پلوتونیوم انرژی آزاد می‌کردند، بمب‌های گرماهسته‌ای از هم‌جوشی اتم‌های سبک‌تر همانند دوتریوم و تریتیوم انرژی می‌گیرند.

این بمب‌ها «گرماهسته‌ای» نامیده خواهد شد، چون در دو مرحله عمل می‌کنند: ابتدا یک بمب شکافت با هسته پلوتونیوم، انفجار اولیه را تشکیل می‌کند، و سپس مرحله دوم که هم‌جوشی در آن رخ می‌دهد، فعال می‌شود.

در دهه ۱۹۵۰ ماموریت کوچک‌سازی بمب‌های هسته‌ای به آزمایشگاه لیورمور واگذار شد تا بتوان آنها را روی موشک‌هایی نصب کرد که در زیردریایی‌ها مستقر می باشند. دانشمندان این مرکز در کمتر از چهار سال موفق به گسترش سیستم موشکی موسوم به «پولاریس» (Polaris) شدند که وقتی از آن به‌گفتن «با اهمیت ترین تحول فناوری‌محور در تاریخ سلاح‌های هسته‌ای» یاد شده می بود.

اکنون یکی از بزرگ‌ترین ماموریت های دانشمندان در سه آزمایشگاه ساندیا، لوس‌آلاموس و لیورمور، پایش دقیق کلاهک‌های هسته‌ای است. «کیم بودیل»، مدیر آزمایشگاه لیورمور می‌گوید:

«یک سلاح هسته‌ای که در قفسه نگهداری می‌شود، همانند به آزمایش شیمیایی است که سال‌به‌سال تحول می‌کند. مواد رادیواکتیو به‌مرور زمان دچار واپاشی خواهد شد. پلیمرها تجزیه خواهد شد.»

به این علت هر سال، تعدادی از این کلاهک‌ها باز شده و به‌طور کامل توسط محققان بازدید خواهد شد. برای این بازدید‌ها نیز آمریکا آزمایشگاه‌های خود را به تجهیزات گسترش یافتهای تجهیزکرده است.

برای مثال، در آزمایشگاه ساندیا، دستگاهی به نام «ماشین Z» (عکس زیر) وجود دارد که با منفعت گیری از میدان‌های الکترومغناطیسی شدید، محیطی همانند به انفجار هسته‌ای تشکیل می‌کند.

همه این آزمایش‌ها برای فهمیدن بهتر خواص موادی انجام می‌شود که در ساخت بمب از آنها منفعت گیری شده است. این چنین بر پایه داده‌های آزمایشگاهی، همانند‌سازی‌های رایانه‌ای گسترش یافتهتری به کار گرفته می‌شود.

هم‌اکنون در لوس‌آلاموس، بر پایه همانند‌سازی‌های اراعه‌شده توسط ابررایانه ال کاپیتان، محققان مشغول کار روی طراحی یک سلاح تازه می باشند. حرف های شده این سلاح W93 نام دارد و روی موشک‌های بالستیک زیردریایی‌های تازه نیروی دریایی آمریکا نصب خواهد شد.

چهارمین دوره از عصر گسترش سلاح هسته‌ای

«تام میسون»، رئیس لوس‌آلاموس، از دوره جاری با گفتن «عصر چهارم» سلاح‌های هسته‌ای یاد کرده است. مطابق حرف های او دوره اول به زمان اختراع بمب هسته‌ای در پروژه منهتن برمی‌گردد و دوره دوم با رقابت در زمان جنگ سرد برای گسترش تأسیسات ادامه اشکار کرده است.

در دوره سوم ناظر فروپاشی شوروی بوده‌ایم که به‌حرف های میسون در آن زمان فکر می‌شد نقش بازدارندگی افت اشکار می‌کند. و اکنون در عصر چهارم، ناظر فروپاشی توافق‌های تسلیحاتی، تهدیدات هسته‌ای، گسترش سریع تأسیسات، تنش در بین برخی قوت‌های هسته‌ای و خطر ظهور قوت‌های هسته‌ای تازه هستیم.

هرچند مقصد مهم آزمایشگاه‌های لوس‌آلاموس و لیورمور، یعنی گسترش سلاح‌های هسته‌ای، هیچ زمان مورد تردید نیست، اما دانشمندان این مراکز دوست دارند به قابلیت‌های غیرنظامی آنها نیز دقت شود. برای مثال، NIF یکی از مراکز پیشتاز در تلاش برای تشکیل انرژی از طریق هم‌جوشی هسته‌ای است.

با این‌همه، مقصد مهم این آزمایشگاه‌ها هم چنان ساخت سلاح‌های جنگی است. وقتی که از دکتر میسون پرسیده شد که او و همکارانش چه احساسی نسبت به نقش خود در گسترش بمب‌های هسته‌ای دارند؛ گزارشگر اکونومیست این چنین پاسخی دریافت کرد:

«اگر سلاح‌هایی که ما طراحی می‌کنیم هیچ زمان منفعت گیری نشوند، یعنی موفق بوده‌ایم.»