Sự khác biệt giữa bom nguyên tử và bom nhiệt hạch

Bom nguyên tử, điển hình là hai quả bom kinh hoàng đã từng tàn phá hai thành phố Nagasaki và Hirosima của Nhật Bản trong thế chiến thứ hai, hoạt động theo nguyên lý phân hủy những hạt nhân nặng.

Theo tin tức gần đây, Bắc Triều Tiên đang đe dọa thử nghiệm một quả bom Hydrogen (sau đây gọi là bom H, hoặc bom nhiệt hạch) trên Thái Bình Dương để đáp lại tuyên bố của Tổng thống Mỹ Donald Trump về việc cấm vận công dân Triều Tiên, cấm các công ty và ngân hàng đang giao dịch với đất nước nổi tiếng hiếu chiến này.

Ri Yong Ho – Bộ trưởng Bộ Ngoại Giao Triều Tiên đã nói với các phóng viên trong một cuộc họp của Đại hội đồng Liên hợp quốc tại New York: "Tôi nghĩ đó sẽ là một thử nghiệm loại bom H ở một cấp độ chưa từng thấy từ trước đến nay, và có lẽ sẽ ở Thái Bình Dương. Điều đó phụ thuộc vào người lãnh đạo của chúng tôi".

Theo Live Sciences, Bom H, hay còn gọi là bom nhiệt hạch, có sức công phá mạnh hơn rất nhiều so với bom A, còn gọi là bom nguyên tử, hoặc phân hạch. Sự khác biệt giữa hai loại bom này là ở nguyên lý hoạt động. Bom nguyên tử hoạt động theo nguyên lý phân hủy các hạt nhân nặng - không bền như urani hay plutoni thành các hạt nhân nhẹ hơn và giải phóng năng lượng.

Còn bom nhiệt hạch giải phóng năng lượng từ quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ (hydro) thành một hạt nhân nặng hơn (heli). Đây cũng là phản ứng đang diễn ra trên Mặt Trời. Hay hiểu một cách đơn giản, bom nhiệt hạch sử dụng bom nguyên tử như một thiết bị kích hoạt.

Bom nguyên tử

Quá trình nổ bom nguyên tử diễn ra theo phản ứng dây chuyền. Khi các neutron (hạt trung hòa điện trong hạt nhân nguyên tử bị tách ra) va chạm với hạt nhân nguyên tử ở gần đó, làm hạt nhân này vỡ ra thành các nguyên tố bền hơn (thường là barium và krypton). Quá trình phân tách nguyên tử này đã giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt, phóng xạ tia gamma và một số neutron. Các neutron này lặp lại quá trình trên cho tới khi hết nhiên liệu phản ứng.

Tất cả những phản ứng dây chuyền này chỉ diễn ra trong vài phần triệu giây trước khi phát nổ. Sức công phá của một quả bom nguyên tử tương đương với từ 1.000 tấn (1 KT) đến vài trăm nghìn tấn thuốc nổ TNT. Theo Union of Concerned Scientists, các quả bom rơi trên thành phố Hirosima và Nagasaki đã phá hủy hai thành phố này với sức công phá tương đương với 15.000 tấn và 20.000 tấn TNT.

Bom nhiệt hạch

Cuộc thử nghiệm đầu tiên của bom nhiệt hạch diễn ra tại Hoa Kỳ năm 1952 đã tạo nên vụ nổ với sức công phá tương đương với 10.000.000 tấn TNT. Hoạt động của một quả bom nhiệt hạch bắt đầu chính bằng hoạt động của bom nguyên tử. Tuy nhiên đó chỉ là bước đầu của phản ứng. Phần lớn các lớn urani hoặc plutoni trong bom nguyên tử sẽ không được sử dụng để phát nổ.

Nguyên lý hoạt động của bom nhiệt hạch có thêm một bước bổ sung so với hoạt động của bom nguyên tử, và chính bước này đã tạo nên sức tàn phá trủng khiếp gấp hàng ngàn lần bom nguyên tử. Hay nói cách khác, bom nhiệt hạch là một quả bom kép, trước tiên phải cho nổ bom nguyên tử để tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra.

Bom nhiệt hạch có thiết kế kép, gồm tầng sơ cấp là một quả bom phân hạch và tầng thứ cấp là nhiên liệu cho phản ứng tổng hợp. Đầu tiên, bom nguyên tử nổ, phát ra các tia X, tác động lực nén lên lõi Plutoni-239, kích hoạt phản ứng phân hạch.

Nhiệt độ và áp suất cao tạo ra bởi sự phân hạch plutoni-239 khiến các nguyên tử hydro tan chảy, do đó nén và đốt nóng nhiên liệu Lithium-6 deuteride. Quá trình này đã giải phóng neutron, khiến lượng neutron trong bom nhiệt hạch tăng mạnh, cùng với phản ứng phân hạch diễn ra mạnh mẽ, sẽ kích nổ & tạo sức công phá vô cùng lớn.

Nỗ lực trong việc ngăn ngừa chiến tranh sử dụng vũ khí hạt nhân

Các chính quyền trên toàn thế giới đang sử dụng các hệ thống giám sát toàn cầu để phát hiện các cuộc thử nghiệm hạt nhân như một phần trong nỗ lực thực thi Hiệp ước cấm thử vũ khí hạt nhân toàn diện năm 1996. Đã có 183 bên ký kết hiệp ước này, nhưng điều đó vẫn không giúp hiệp ước có hiệu lực bởi một vài quốc gia chủ chốt, bao gồm Hoa Kỳ, không phê chuẩn.

Kể từ năm 1996, các nước Pakistan, Ấn Độ và Triều Tiên đã tiến hành thử nghiệm hạt nhân. Hiệp ước này đã đưa ra một hệ thống giám sát địa chấn nhằm phát hiện & phân biệt một vụ nổ hạt nhân so với động đất thông thường. Hệ thống giám sát quốc tế CTBT cũng bao gồm các trạm phát hiện âm thanh tần số cao từ các vụ nổ mà tai người không thể phát hiện. Đồng thời, có tám mươi trạm giám sát phóng xạ trên toàn cầu nhằm đo bụi phóng xạ từ khí quyển, để có thể chứng minh một vụ nổ đã được phát hiện bởi các hệ thống giám sát khác chính là một cuộc thử nghiệm hạt nhân.