شحنة نووية مشكلة

تشير الشحنات النووية المشكلة إلى الأسلحة النووية التي تركز طاقة انفجارها في اتجاهات محددة، على عكس الانفجار الكروي. وقد أشار إدوارد تيلر إلى هذه المفاهيم باسم أسلحة الجيل الثالث ، حيث كان الجيل الأول هو القنبلة الذرية والثاني هو القنبلة الهيدروجينية .

طُرح المفهوم الأساسي في مناسبات عديدة، وكانت أولى الإشارات المعروفة إليه جزءًا من مشروع مركبة أوريون الفضائية التي تعمل بالطاقة النووية في ستينيات القرن الماضي. استخدم هذا المشروع أكسيد البريليوم لتحويل الأشعة السينية المنبعثة من قنبلة صغيرة إلى إشعاع ذي طول موجي أطول، مما أدى إلى تبخير مادة التمويه، وهي عادةً التنجستن ، بشكل انفجاري ، ما تسبب في امتصاصها لجزء كبير من طاقة القنبلة على شكل طاقة حركية في صورة بلازما التنجستن . وقد تم استكشاف المفهوم نفسه كسلاح في مقترحات كاسابا/هاوتزر .

تم استكشاف هذه الأفكار من قبل مختبر لوس ألاموس الوطني كجزء من مبادرة الدفاع الاستراتيجي .

بحث مشروع أوريون إمكانية استخدام الشحنات النووية المشكلة كأسلحة في الحروب الفضائية . ستكون لهذه الأسلحة قوة تدميرية تصل إلى بضعة كيلوطن، ويمكنها تحويل حوالي 50% من تلك الطاقة إلى نفاثة بلازما بسرعة 280 كيلومترًا في الثانية، ويمكنها نظريًا الحصول على زوايا شعاع منخفضة تصل إلى 0.1 راديان (5.73 درجة)، وهي زاوية واسعة نسبيًا ولكنها أضيق بكثير من وحدة الدفع. ^{[ 1 ]}

دُرِسَ مفهوم الشحنة النووية المشكلة على نطاق واسع في ثمانينيات القرن الماضي ضمن مشروع بروميثيوس، إلى جانب الليزر المُضخَّم بالقنابل . وباستخدام مزيج من تشكيل الموجة المتفجرة وتصميم "ماسورة المدفع"، يُقال إنه يمكن تحويل ما يصل إلى 5% من قنبلة نووية صغيرة إلى طاقة حركية تُحرِّك حزمة من الجسيمات بزاوية 0.001 راديان (0.057 درجة)، وهي أكثر تركيزًا بكثير من نفاثة البلازما المقترحة سابقًا، على الرغم من أن هذه الكفاءة تنخفض إلى 1% عند 50 كيلوطن (نصف كيلوطن من الطاقة في الحزمة)، وتتأثر الكفاءة سلبًا بشكل كبير عند مستويات طاقة أعلى. لم يُجرَ سوى اختبار واحد معروف للشحنة النووية المشكلة، في عام 1985 ضمن عملية غرينادير . خلال الاختبار، الذي أُطلق عليه اسم "تشاميتا"، كان الهدف هو استخدام تفجير نووي لتسريع كتلة من التنجستن تزن كيلوغرامًا واحدًا بسرعة 100 كيلومتر في الثانية، على شكل جسيمات صغيرة مُركَّزة في حزمة مخروطية الشكل. نجح الاختبار في دفع كيلوغرام واحد من جسيمات التنجستن/الموليبدينوم بسرعة سبعين كيلومترًا في الثانية، وهو ما يعادل طاقة حوالي 0.59 طن من مادة تي إن تي. ^{[ 2 ]} وبما أن قوة الانفجار النووي كانت 8 كيلوطن، ^{[ 3 ]} فإن هذا يمثل كفاءة بنسبة 0.007% فقط.

ذكر الفيزيائي النووي دان إل. فينسترماتشر من جامعة برينستون أن هناك مشكلة جوهرية مرتبطة بمفهوم مدفع كاسابا، تتفاقم مع زيادة قوة الانفجار: إذ يتحول جزء كبير من طاقة القنبلة حتمًا إلى إشعاع الجسم الأسود ، الذي سرعان ما يتجاوز الكتلة المقذوفة. وهذا يُشكل خطر تبخر معظم الجسيمات أو حتى تأينها، ما يجعلها عديمة الفائدة في إلحاق الضرر بالهدف. وخلص إلى القول: "إن مفهوم NKEW قد يتطلب استخدام متفجرات دون الكيلوطن ليكون قابلاً للتطبيق... ومهما يكن، فمن الواضح أن إظهار تدفق كريات فائقة السرعة من انفجار نووي، وإن كان مثيرًا للإعجاب، لا يضمن بأي حال من الأحوال إمكانية استخلاص سلاح فعال من هذا المفهوم." ^{[ 4 ]}

• تشونغ، وينشل (17 يونيو 2016). "الرمح النووي: مدفع كاسابا" . الصواريخ الذرية .