Nuclear physics ni somo linalo husiana na mwingiliano wa nucleus za atom.
Katikati ya kila atom kuna nucleas. Nucleas ndani yake kuna proton(+) na nyutron. Zimegandana pamoja kwa nguvu/nishati kubwa.
Kutoka katika chemistry:
Kuunganisha maada kunahitaji nishati (nuclear fusion) na kutenganisha maada kunahitaji nishati pia (nuclear fusion). What happens there is incridibly complicated.
Ukiweza kuzitenganisha protons na neutron kivyake (fission) kutoka nucleas basi utapata nishati na ndiyo mwanzo wa bomu la nuclear (atomic bomb) na uzalishaji wa umeme. Vilevile ukiweza kuziunganisha nuclear(fusion) utapata nishati ZAIDI ya fission(atomic bomb) ambayo inaunda hydrogen bomb(thermonuclear bomb)
Bomu linalotokana na njia ya fission ni atomic bomb mfano yaliyo tumika japana.
Na bomu linalotokana na fusion ni hydrogen bomb (thermonuclear bomb).
Katika elements za chemistry kuna stable na unatable elements. Yaani elements ambazo nucleas yake inaweza kuvunjwa na elements ambayo nucleas yake haivunjiki kirahisi(very laymanly). Katika hizo hapana shaka nafikiri kuanzia element ya 82 au zaidi na kuendelea ni unstable elements/nuclei.
Uranium na Plutonium at least processes zake zinawezekana including availability and very unstable. Plutonium anaweza kupatikana kutoka uranium pia.
Process ya kuchimba uranium kutoka chini ya maji au mazingira hadimu, kuisafisha na kuanza kuihuisha(enrichment) kufikia kiwango cha kuweza kutumika kutengeneza nucleae energy ni gharama zaidi ya bajeti za nchi. Nchi tajiri zimeweza.
Kwa uranium iliyotayari ili kupata nishati ya nuclear inabidi utenganishe protons na neutrons. Kutenganisha hizi particles kunahitaji nishati nyingine kubwa sana sawa au zaidi ya nguvu (binding energy iliyozishika).
Kuna aina mbili za nuclear bombs
1. Atomic bomb(from fission peocess)
2. Hydrogen bomb/thermonuclear (from fusion process).
Kutenganisha protons na neutrons kutoka nucleas ya uranium unahitaji neutron nyingine. Hii neutron nyingine inazalishwa kutoka katika neutron generator ama particle accelerator machine. Neutron generator ni particle accelerator inayotumia voltage 100,000V mpaka 500,000V ku toa power supply katika neutron tube ambayo inazisafirisha isotope za hydeogen mbili zinatembea karibia na speed ya mwanga zinagongana na kuzalisha neutron na helium gas au ion.
Hii neutron iliyozalishwa inatembea na speed kubwa karibia na mwanga kwenda kwenye uranium material/nucleas na kusambalatisha protons na neutrons ambazo zinaachia nishati kubwa (E =mC^2) inayotoa sauti ya blast, mwanga na inayowaka inachoma hewa iliyopo karibu kusababisha joto kali linalochoma kilakitu karibu na kusambaa ukubwa wa tufe kwenda angani na kilometer kadhaa ardhini. Hiyo ni Atomic bomb yenye gramm kadhaa za uranium.
neutrons zilizosambaratishwa nazo zinaenda kufumua nucleas ya uranium nyingine na kusababisha energy nyingine hii tunaita chain reaction. Baada ya sekunde kadhaa uranium yote inatumia huku kilomita za vijiji zimeliwa.
Hyrogen bomb(thermonuclear bomb)
Hili ni nuclear bomb linalotumia nuclear fusion (nishati inatoka baada ya kuunganisha nucleas nyepesi nyingi)
Hydrogen bomb ya tani kadhaa inanguvu zaidi ya milion tani kadhaa za atomic bomb(aina ya yaliyotumika nagasaki na hiroshima).
Hydrogen bomb ina atomic bomb kama fuel ndani yake.
Neutron generator inatoa neutron zinazovunja nucleas za uranium ambapo fission ya hapa inatoa nishati na mlipuko wa bomu la atomic. Huu mlipuko wakati unaendelea kumaliza vijiji unachoma gesi ya hyrogen iliyopo mwanzo wa nuclear warhead. Hydrogen fuel ina gandamiza uranium material iliyopo chemba nyingine kwenye bomu moja. Mgandamizo(compression kama engine principle) unasababisha joto na pressure kupanda. Joto na pressure vinasababisha nucleas za uranium kuungana (fusion) na baadae kupasuka na protons na neutrons kusambaratika ambapo inatoa nishati kubwa yapili. Neutrons zilizotoka zinasababisha chain reaction ya tatu. Kwahiyo nuclear bomb ni fission(atomic bomb) + fusion+ chain reaction.
Kilo kadhaa za hydrogen bomb zina obliterate mji.
Nafikiri umepata maelezo mafupi ya kinachotokeaga.