המדריך לבניית פצצה גרעינית

בזמן שהעשן עוד לא התפזר מעל המתקנים הגרעיניים המופצצים של איראן, במערב שואלים: האם טהראן עדיין מסוגלת לייצר פצצת גרעין? התשובה, למרבה הצער, היא כנראה שכן. אם כ-408 ק"ג של אורניום מועשר לרמה של 60% לא נפגעו, הם מהווים בסיסאיתן לייצור 6-7 פצצות גרעיניות. גם אחרי החיסולים, ההפצצות, והפגיעות המוראליות – הידע נשאר, והמרוץ לא נגמר.

כדי להבין את גודל האיום – צריך להבין איך בונים פצצה. לא סיסמאות. לא תחושת בטן. פיזיקה, הנדסה, וחומרי נפץ. מדובר במדע, מקצוע ריאלי – שנולד בשנות ה־40 בארצות הברית, וכיום נלמד, חלקית, באוניברסיטאות.

אז, בואו נבנה פצצה ביחד! אבל ראשית:

מה זה בכלל פצצה גרעינית?

פצצת ביקוע (fission bomb) פועלת על ידי שחרור אנרגיה אדירה מתוך ביקוע גרעיני – תהליך שבו גרעין אטום כבד (כמו אורניום-235 או פלוטוניום-239) מתפצל לשני גרעינים קלים יותר, תוך שחרור נויטרונים ואנרגיה. כדי שזה יקרה – צריך להגיע ל"מסה קריטית" – כלומר מספיק חומר בקיע בצפיפות מתאימה כך שהביקוע יתפשט במהירות של תגובת שרשרת.

נשמע מסובך? האמת שזה ממש פשוט. דמיינו שיש זוג – גבר ואישה. אם הם מביאים ילד אחד לעולם, שמביא ילד אחד לעולם, וכו' – אוכלוסיית העולם תצטמצם. אם הם מביאים שני ילדים – אוכלוסיית העולם תישאר כמו שהיא. אם הם מביאים שלושה ילדים – היא תגדל. כדי שאוכלוסיית העולם תגדל, צריך שזוג ממוצע יביא לעולם קצת יותר מ-2 ילדים. המספר הזה, כמות הממוצעת של הילדים לזוג – ככל שהוא גדול יותר, ככה קצב גידול האוכלוסיה גדול יותר. אגב, זאת גם הסיבה שג'וקים מתרבים כל כך מהר – כל ג'וקית יכולה להביא אלפי צאצאים.

מה שמיוחד באורניום-235, הוא שכאשר הוא "בולע" נויטרון, הוא מתפרק ופולט, בממוצע, 2.5 נויטרונים ומשחרר קצת אנרגיה בתהליך. פלוטוניום, אגב, משחרר בממוצע כ-2.9 נויטרונים בכל ביקוע. אם בממוצע פחות מ-1 מהנויטרונים האלה יבלע – התהליך יפסק, כמו עם אוכלוסיית בני אדם. אם בדיוק נויטרון אחד בממוצע יבלע – התהליך ישאר קבוע, מה שנקרא, תגובת שרשרת. אבל, אם יותר מנויטרון אחד יבלע בממוצע, אז במקרה של בני אדם, יהיה לנו פיצוץ אוכלוסין, אבל במקרה של אורניום 235 – פיצוץ גרעיני. המצב שבו יש יותר נויטרונים שנוצרים מאשר נבלעים, נקרא קריטיקליות (criticality).

כל מה שצריך בשביל לייצר קריטיקליות, זה לשים מספיק אורניום במקום אחד.

יש שתי דרכים לייצר קריטיקליות.

1. Gun-Type – כמו רובה. לוקחים שני גושי אורניום שלא הגיעו לקריטיקליות. גושי אורניום מואצים זה לעבר זה, מתמזגים, וחוצים את הסף הקריטי. בום! זה תהליך פשוט, אך לא יעיל – כי החלקים של האורניום שקרובים אחד לשני מתפוצצים, ומעיפים את הכל החוצה לפני שתגובת השרשרת תתרחש גם שם. השיפור של התהליך הזה הוא:
2. Implosion-Type – כדור של חומר בקיע נדחס בעזרת חומרי נפץ חזקים מכל צדדיו, כך שהוא הופך לדחוס מאוד וחוצה את המסה הקריטית. דרושה רמת דיוק מאוד גבוהה בשביל שכל גושי האורניום יגיעו ביחד לאותו מקום במהירות אדירה, ומדובר באתגר הנדסי מאוד קשה.

"ליטל בוי" ו"פאט מן": הפצצות שנפלו על הירושימה ונגאסאקי

ארצות הברית הפילה שתי פצצות גרעיניות על יפן. הראשונה, שהוטלה על הירושימה, נקראה "ליטל בוי" – והייתה מסוג Gun-Type. היא השתמשה באורניום מועשר ל־80% ומעלה, והייתה פשוטה יחסית – אך לא נוסתה לפני השימוש המבצעי, בגלל שהעיצוב הפשוט הביא המון בטחון לכך שהיא תעבוד. משקלה היה כ-4,400 ק"ג – הרבה מעבר למה שאפשר לשים על טיל שיש לאיראנים.

השנייה, "פאט מן" שהוטלה על נגסאקי, הייתה פצצת Implosion – מתוחכמת הרבה יותר – שהתבססה על פלוטוניום. כאן, עשרות גלאי לחץ ומטעני חומר נפץ רגיל עבדו בהרמוניה כדי לדחוס את הליבה בצורה מהירה ומדויקת. היא נוסתה במדבר טריניטי שבועות קודם – הניסוי הגרעיני הראשון בהיסטוריה. משקלה היה דומה לליטל בוי – כ-4,656 ק"ג.

למה זה חשוב להיום?

איראן, בניגוד לפקיסטן או קוריאה הצפונית, לא הצליחה להגיע לפלוטוניום באיכות צבאית – אבל מחזיקה כמויות עצומות של אורניום מועשר. מה שאומר: אם תבחר לפתח פצצה – תבחר כנראה בגרסה מסוג Gun-Type. זה נשמע פשוט – אך דורש רמת דיוק הנדסית גבוהה ותכנון מדויק של מנגנון ההפעלה.

בניגוד לפצצת פלוטוניום – שפיצוץ מוקדם מדי (pre-detonation) הוא בעיה אמיתית בה – באורניום, הריאקציה איטית יותר, ולכן יש סלחנות גדולה יותר בשלב ההפעלה. במילים פשוטות: אורניום קל יותר לייצור בפצצה ראשונה, אבל דורש כמויות גדולות יותר וחומר איכותי יותר. המשקל המינימלי של אורניום בפצצה גרעינית הוא כ-25 ק"ג.

מה איראן תצטרך כדי להגיע לפצצה?

• שני גושי אורניום מועשר ל־90% – מספיק קטנים כדי לא להתפוצץ כל אחד בנפרד, אך מספיק גדולים שכאשר מחברים אותם ביחד, הם מתפוצצים
• מנגנון הצתה מדויק (high-explosive lens system, או פטיש קינטי מסוג gun)
• תכנון הנדסי איכותי (ללא ניסוי, ככל הנראה תוך הסתמכות על הדמיה וסימולציות מחשב)
• ניסוי תת-קרקעי או סימולציה מלאה – תלוי באומץ ובזמן שנותר לה

אבל האתגר האמיתי הוא לא הפיזיקה – אלא ההנדסה. שילוב בין תכנון מדויק, שליטה מוחלטת בחומרי נפץ, מנגנוני ביטחון ואמצעי שינוע. דרום אפריקה, לדוגמה, הצליחה לייצר 6 פצצות גרעין בשנות ה־80, בלי ניסוי אחד – אבל בעזרת מדענים שלא חוסלו, תעשייה שלא הייתה תחת מגבלות חמורות, ומערב שלא התערב. לאיראן יש הרבה פחות שקט בכל התחומים האלה. אהה, ולא לדאוג – דרום אפריקה פירקה את הפצצות הגרעיניות שלה בין 1989 ל-1991, והפכה למדינה הראשונה שויתרה על נשק גרעיני. כשברה"מ התפרקה, גם בלארוס, קזחסטן ואוקראינה ויתרו על הנשק הגרעיני שלהן, והעבירו אותו לרוסיה.

מגבלות האיראנים

ללא ניסויים – האיראנים יאלצו לסמוך על שיטות מתוחכמות יותר: הדמיות מחשב, שימוש בחיישני נויטרונים לבדיקת דחיסה, והערכות גסות של תפוקת הפצצה. גם אם יצליחו – יתכן שלא יגיעו לפצצה קומפקטית שמתאימה לטיל. בשביל זה הם צריכים ידע מתקדם – ידע, שמדינות כמו צפון קוריאה ישמחו לחלוק איתה.

נכון לעכשיו, ההנחה המקובלת בקהיליית המודיעין היא שפיתוח פצצה תוך פחות משנה – אפשרי, אבל רק אם אף אחד לא יתערב. ולכן, למרות ההישג האדיר של מבצע "עם כלביא", עדיין נדרש מנגנון אכיפה ישראלי – שיבטיח שאותם 408 ק"ג לא יהפכו לפצצה גרעינית.

לסיכום – הידע קיים. החומר קיים. והרצון – כנראה שלא נעלם. השאלה היחידה שנותרה היא: האם לעולם – ובעיקר לישראל – יש את הרצון, היכולת והתעוזה למנוע את השלמת בניית הפצצה הגרעינית האיראנית.