Cùng với hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu, kho vũ khí hạt nhân khổng lồ trên thế giới đang đang được cảnh báo là mối đe dọa sự tồn tại của loài người trên Trái Đất. Vậy mà một vài nước đang nước vẫn đang bị lôi cuốn vào con đường chế tạo loại vũ khí giết người hàng loạt ấy, vẫn muốn sớm được mang danh là “quốc gia (vũ khí) hạt nhân”.

Chế tạo loại bom hạt nhân phân hạch còn gọi là bom nguyên tử hay bom A đang là đích vươn tới của vài ba nước nhỏ, đang phát triển và mới bước vào con đường phát triển nền công nghệ hạt nhân. Đến nay, sau hơn nửa thế kỷ, kể từ năm 1945 với hai quả bom nguyên tử đầu tiên của Mỹ ném xuống đất nước Nhật Bản, việc chế tạo những quả bom A không còn quá khó khăn với nhiều nước và nguyên lý công nghệ hoạt động cũng không quá xa lạ với nhiều người.

{keywords}

Ngoại trưởng John Kerry (Mỹ) trong một phiên họp về chương trình hạt nhân của Iran.

Hẳn nhiều người đã biết khát vọng của nước Triều Tiên đối với vũ khí nguyên tử trong những năm qua. Mặc dù, các quan chức cũng như các chuyên gia Hàn Quốc và Mỹ hiện nay vẫn nhận định nước này chưa có khả năng thu nhỏ được đầu đạn hạt nhân phù hợp với các tên lửa đạn đạo của họ.

Tuy vậy, việc Triều Tiên đã tiến hành được 3 vụ nổ hạt nhân dưới lòng đất là điều không thể phủ nhận, đó là các vụ nổ vào các ngày 8/10/2006, 25/5/2009 và 12/2/2013 đều được nhiều trạm quan sát địa chấn trên thế giới ghi nhận. Về sức mạnh vụ nổ, các nhà quan sát cho rằng chúng cùng cỡ hay non hơn một ít so với những quả bom mà Mỹ thả xuống hai thành phố Hiroshima và Nagasaki của Nhật Bản năm 1945 cuối Thế chiến II. Về nhiên liệu của 3 quả “bom A made in Korea” này, phần lớn đều cho rằng đó là chất nổ phân hạch plutoni.

Một vụ thử nổ mới khác cũng được xem là đang được chuẩn bị. Tờ nhật báo Segye Times của Hàn Quốc dẫn các nguồn tin chính phủ còn khẳng định vụ thử hạt nhân thứ 4 sẽ tiến hành vào tháng 5/2015 tới. Ngoài ra, theo chuyên gia Mỹ Joel Wit, có thể Bình Nhưỡng đã có từ 10-16 vũ khí hạt nhân, trong đó 6-8 dựa trên chất nổ plutoni và 4-8 dựa trên urani.

Và đáng chú ý, hãng Reuters vừa dẫn lời Bộ trưởng Ngoại giao Triều Tiên Ri Su-yong phát biểu tại Hội nghị Giải trừ quân bị Liên Hợp Quốc ở Geneva”: “CHDCND Triều Tiên không thể không tăng cường khả năng hạt nhân nhằm đối phó với mối đe dọa hạt nhân ngày càng tăng của Mỹ. Hiện DPRK đã có sức mạnh răn đe Mỹ và tiến hành tấn công phủ đầu, nếu cần thiết” !

Tiếp theo bước chân của Triều Tiên ở vùng Đông Bắc Á, một quốc gia giàu có nhờ kho dầu lửa khổng lồ, nước Iran ở Trung Đông khó giấu được khao khát sở hữu trong tay các vũ khí hủy diệt khủng; trước mắt là bom phân hạch hạt nhân.

Rào cản hiện nay đối với Iran chính là Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT) mà Iran đã đặt bút ký và đang là một nước thành viên. Chỉ tuân thủ NPT Iran mới được quyền nhập công nghệ và thiết bị của Nga và các nước khác để xây dựng các nhà máy điện hạt nhân như hiện nay. Và kèm theo đó Iran được nhập và sở hữu các máy làm giàu urani; tức các thiết bị chế tạo đồng vị U-235 có độ giàu cao để chạy lò phản ứng sản xuất điện. Nhưng nếu lạm dụng các thiết bị này để tăng độ giàu U-235 lên 90% họ sẽ có trong tay nhiên liệu của bom phân hạch hạt nhân. Như vậy, công nghệ làm giàu ở trong tay Iran đang trở thành con dao hai lưỡi, và các nước đối nghịch với Iran như Mỹ hay Israel không hề lơ là với điều này.

Các cuộc hội đàm liên tiếp giữa Iran và nhóm P5+1 (gồm 5 nước thường trực Hội đồng Bảo an Liên hợp quốc là Mỹ, Anh, Pháp, Nga và Trung Quốc cùng với Đức) và các cuộc gặp gỡ tay đôi đã và đang diễn ra giữa Mỹ - Iran và Mỹ - Israel đã chứng tỏ bài toán hạt nhân của nước Hồi giáo Iran phức tạp đến mức nào.

Hai bên vẫn đang thể hiện lập trường cứng rắn của mình. Vừa mới đây, ngày 2/3/2015, trả lời hãng tin Reuters, Tổng thống Obama cho rằng: Iran cần phải cam kết ngừng chương trình hạt nhân nhạy cảm thông qua kiểm chứng trong ít nhất 10 năm để có thể đạt được một thỏa thuận hạt nhân lịch sử giữa Tehran với nhõm P5+1. Ngay hôm sau, 3/3/2015, hãng thông tấn Fairs lại đưa lời phát biểu của Ngoại trưởng Iran Mohammad Javad Zarif: “Lập trường của ông Obama đã được chứng tỏ bằng những từ ngữ hăm dọa và không thể chấp nhận. Iran sẽ không chấp nhận những yêu sách phi lý và quá đáng...” nhưng “Tehran sẽ tiếp tục các cuộc đàm phán hạt nhân với Nhóm P5+1".

Trong lúc này, bỗng một thông tin bất ngờ khác do một nhóm đối lập trong nước Iran đưa ra: Chính phủ Iran đang bí mật tiến hành nghiên cứu và phát triển vũ khí hạt nhân tại một cơ sở làm giàu urani ngầm dưới lòng đất gần Tehran!

Các dân tộc sống trên Trái Đất không muốn càng ngày kho vũ khí giết người càng chất đầy thêm, số nước sở hữu bom hạt nhân càng tăng thêm. Đến lúc này, nhân loại đã hiểu được mối đe dọa hủy diệt của hiện tượng biến đổi khí hậu cũng như sự tồn tại của các kho vũ khí hạt nhân khổng lồ phân bổ trên khắp các châu lục của Trái Đất chúng ta.

Một vài khái niệm cấu tạo và phân hạch hạt nhân

Khác với các loại bom thông thường, các loại bom nguyên tử hay còn gọi là bom hạt nhân phân hạch được cấu tạo bởi “chất nổ” đặc biệt. Các hạt nhân của chất nổ này (gọi là hạt nhân phân hạch) có những tính chất đặc biệt là khi bị kích thích sẽ xảy ra phản ứng phân hạch và phát ra một năng lượng cực lớn.

{keywords}

Mô tả phản ứng phân hạch xảy ra trong một hạt nhân nhiên liệu.

Có thể hình dung phản ứng phân hạch này trên hình 1. Theo mô tả trong hình này, một hạt nhân cấu tạo bởi các hạt cơ bản gồm các hạt proton (ký hiệu màu đỏ) mang điện dương với điện tích và khối lượng tương tự hạt nhân của nguyên tử hydro H và các hạt neutron (ký hiệu màu xanh nhạt) không mang điện và khối lượng gần như proton.

Hình trên còn mô tả một phản ứng phân hạch xảy ra khi một hạt neutron bắn vào một hạt nhân phân hạch, khiến hạt nhân bị phân chia thành hai phần nhỏ đồng thời bắn ra 2 hoặc 3 neutron mới. Và chính các neutron mới này lại tiếp tục làm phân hạch các các hạt nhân khác nữa, tạo nên một chuỗi phản ứng dây chuyền tăng dần lên theo thời gian đồng thời phát ra một lượng nhiệt năng và lượng bức xạ cực lớn (đó là các bức xa gamma trong trường hợp bom nguyên tử).

Loại nhiên liệu thứ nhất của phản ứng phân hạch được sử dụng chính là urani, chính xác là đồng vị U-235 (một hạt nhân gồm 92 hạt proton và 143 hạt neutron). Sự lựa chọn như vậy là do khả năng U-235 tiếp nhận neutron tự do rất cao, chỉ mất khoảng 1 phần tỉ giây cho một động tác tiếp nhận và phân hạch xảy ra. Ngoài U-235, một loại nhiên liệu phân hạch khác là plutonium, chính xác là đồng vị Pu-239 có cấu tạo gồm 93 proton và 146 neutron.

Trong thực tế chế tạo một quả bom phân hạch, để ngăn không cho phản ứng dây chuyển xảy ra và tránh các vụ nổ sớm thì khối nhiên liệu phải được giữ ở điều kiện bình thường (khi không cho nổ bom) ở mức dưới một khối lượng tối thiểu (hay khối lượng tới hạn) để đảm bảo phản ứng phân hạch không thể xảy ra và, dĩ nhiên, không duy trì phản ứng dây chuyển. Có thể thực hiện yêu cầu này bằng những cách khác nhau đối với một quả bom.

Hoặc chia toàn khối nhiên liệu lớn hơn tới hạn thành hai phần mà mỗi phần nằm dưới khối lượng tới hạn. Đồng thời, phải thiết kế bộ phận đẩy các khối nhiên liệu này chập với nhau để đạt mức khối lượng tới hạn khi cần cho quả bom phát nổ (xem phần trên của hình 2).

{keywords}

Cấu tạo của hai loại bom nguyên tử. 

Cũng có thể tăng độ xốp khối nhiên liệu bằng cách trộn lẫn các chất thông thường (có thể U-238) để toàn khối nằm ở trạng thái dưới tới hạn (phần dưới của hình 2). Khi cần cho bom nổ sẽ cho nén khối nhiên liệu (chẳng hạn nén nhờ sức nổ của khối thuốc nổ thông thường bao quanh gọi là thấu kính gây nổ); điều này cũng đồng nghĩa với việc đưa khối nhiên liệu đến khối lượng tới hạn.

Trong cả hai loại bom trên đây, ở thời điểm khởi nố quả bom phải có ngay neutron tự do để kích hoạt phản ứng phân hạch, chẳng hạn bố trí thêm một máy phát neutron nhỏ trong quả bom…

Trần Minh