הפצצה האטומית או "פצצת אטום" היא פצצה גרעינית. נשק גרעיני הוא נשק שמנצל את האנרגיה העצומה שאגורה בגרעין האטום ושעל ידי שחרור שלה, בתהליך של ביקוע גרעיני או פירוק גרעין כבד לגרעינים קלים יותר, יוצר כוח הרס עצום.

נשק גרעיני הוא הנשק החזק ביותר בעולם והוא שינה את מאזן הכוחות בעולם ואת האופן שבו מאיימות מעצמות זו על זו. באופן מסוים, בעזרת נשק זה, המעצמות לא נדרשות להילחם כי העובדה שיש להן נשק כזה יוצרת "מאזן אימה". כלומר, כל מעצמה גרעינית חוששת להפעיל את הנשק הגרעיני שברשותה, מחשש מהמכה הגרעינית שתבוא בתגובה.

את פצצת הגרעין הראשונה פיתח המדען היהודי רוברט אופנהיימר, שכונה "אבי פצצת האטום". הוא פיתח אותה בארה"ב ואיפשר לה לנצח את היפאנים במלחמת העולם השניה, על ידי הטלה של שתי פצצות אטום על הערים הירושימה ונגסאקי. התוצאות האיומות של פצצות האטום שהוטלו על הערים הללו יצרו הסכמה בינלאומית רחבה שיש לעשות הכל כדי שלא ייעשה שימוש בעתיד בפצצות אטום ויש לקוות שאכן כך יהיה.


הנה סרטון אמריקני של פצצת אטום בזמן ההתפוצצות:

http://youtu.be/qT4mSoZsbzM


על פיתוח פצצת האטום וכיצד הוטלה על העיר הירושימה (עברית):

http://youtu.be/gXKgvpw9DPc


וסרטון אותנטי של הפצצה השנייה, שהוטלה על העיר נגסקי (ללא מילים):

https://youtu.be/ARHx87nlOoQ

מים כבדים (Heavy water) הם חומר מקרר ומאט בכורים גרעיניים ובפצצות גרעיניות, פצצות אטום. הכינוי "מים כבדים" ניתן להם על שום הדמיון בתכונותיהם הכימיות למים רגילים ועל שום שאטומי המימן הרגילים שבמים הוחלפו כאן ב"דאוטריום" - איזוטופ מימן כבד יותר, שהופך את מסת המים הללו לגדולה בערך ב-10% ממסת המים הרגילים.

"מים כבדים" הוא בעצם הכינוי שניתן לתרכובת שהכימאים מכירים בתור 2H2O או D2O[1]. זהו איזוטופולוג של מים - מולקולה שמורכבת מאטום חמצן שקשור לשני אטומי דאוטריום.

לפני העידן הגרעיני לא היה כל שימוש במים הכבדים. רק בעידן הטכנולוגיה הגרעינית, כשחיפשו חומר שיעכב ויאט את המהירות של הנויטרונים, חקרו וגילו את דבר קיומם.

המים הכבדים עובדים בתוך האטום. גרעין האטום כולל את הפרוטון ולידו את הנויטרון, חסר המטען. סוג החומר הכימי נקבע על ידי מספר הפרוטונים, בעוד שהנויטרונים רק מכבידים על המסה. הנויטרונים שנפלטים בתגובות הגרעיניות של כור אטומי או פצצה גרעינית, טסים במהירות עצומה. כדי שגרעין האורניום יבלע אותם, יש להאט את הנויטרונים. זה בדיוק תפקידם של המים הכבדים.

במלחמת העולם השנייה הצילו נורווגים אמיצים את העולם כשהטביעו מעבורת נאצית שהעבירה מים כבדים לגרמניה, לצורך ייצור של פצצות אטום למלחמה בבנות הברית.


הנה המים הכבדים:

https://youtu.be/qctknBcFozg


הסבר כימי של המים הכבדים:

https://youtu.be/sQNKKIVXRuE


הדגמה לקרח ממים כבדים, ששוקע במים, בניגוד לקרח ממים רגילים:

https://youtu.be/VLiirA5ooS0


ועוד הדגמה:

https://youtu.be/YYInVraBe7s


הטבעת המעבורת הנאצית עם המים הכבדים שנועדו לפצצות אטום:

http://youtu.be/RzJ1RH-W67w


וקצת הומור אפשר גם כאן, בפרק על המים הכבדים של מ"ק 22 (עברית):

https://youtu.be/0t4dzyTPgec?long=yes

פרויקט מנהטן (Manhattan project) היה שמה של תכנית לפיתוח של נשק גרעיני בארצות הברית, במהלך מלחמת העולם השנייה. באותה תקופה היה חשש אמיתי שהפיזיקאים של היטלר יקדימו את בעלות הברית בפיתוח פצצה גרעינית וינצחו בזכותה במלחמה. כך נטלו על עצמם אנשי פרויקט מנהטן לפתח פצצת ביקוע גרעיני שתשמש את צבא ארצות הברית.

פרויקט מנהטן נולד לאחר שנשיא ארצות הברית השתכנע ממכתב איינשטיין-סילארד, שכתבו אלברט איינשטיין ומספר מדענים הונגרים, על הצורך להקדים את הגרמנים בפיתוח פצצת אטום. הם היו מודאגים בשל הידע הרב שצברה גרמניה הנאצית בתחום ביקוע הגרעין, כמו גם מהעובדה שמרבצי האורניום הגדולים של צ'כיה נפלו לידי היטלר. הם הצליחו לשכנע את נשיא ארה"ב רוזבלט, בנחיצות הפיתוח של נשק גרעיני אמריקני.

הממשל האמריקאי השקיע בפרויקט מנהטן משאבים רבים והצליח לייצר את פצצות האטום הראשונות בהיסטוריה. בפרויקט מנהטן עבדו לא מעט יהודים שברחו מגרמניה הנאצית וממדינות אירופה שהנאצים כבשו. בזכות אנשי הפרויקט ניצחה ארצות הברית במירוץ אל הפצצה ובמלחמה כולה. זה התרחש לאחר שהוטלו פצצות אטום על הערים היפאניות הירושימה ונגסאקי והללו הכריעו את יפאן, שהודיעה על כניעה לצבא האמריקאי ובכך הסתיימה מלחמת העולם השנייה.


הנה סיפורו של פרויקט מנהטן:

https://youtu.be/FeDGd1yVb34


המוביל הכריזמטי של הפרויקט, רוברט אופנהיימר:

https://youtu.be/486MZC8596g


הפצצה על נגסאקי:

https://youtu.be/ncq_Wye43TM


וסרט תיעודי על פרויקט מנהטן:

https://youtu.be/xwpgmEvlRpM?long=yes

פצצת האטום, או פצצת ביקוע גרעיני, מנצלת את האנרגיה שאגורה בגרעין של האטום. בפצצת אטום מתבצע ביקוע גרעיני מהיר, שבו מתפצל גרעין אטום לגרעינים קטנים יותר ונפלטים ניטרונים רבים. כשהתופעה מתרחשת בגרעינים של יסודות כבדים, היא משחררת אנרגיה עצומה שמביאה להרס רב.

לצורך ייצור פצצת ביקוע גרעיני, פצצת אטום, מצפים באורניום כדור שיצרנו מפלוטוניום. את כדור הפלוטוניום המצופה באורניום עוטפים בחומר נפץ רב והפצצה מוכנה. כשהיא תוטל על היעד, יתפוצץ חומר הנפץ, ידחס את הפלוטוניום וייצר ביקוע גרעיני שממנו תתחיל תגובת שרשרת הרסנית.

על ידי שחרור של האנרגיה הגרעינית, ניתן לייצר כוח הרס עצום. זו בדיוק מטרתה של פצצה. הביקוע הגרעיני או פירוק הגרעין הכבד לגרעינים קלים יותר, הם שיוצרים כוח הרס עצום, דרך תגובת השרשרת (ראו באאוריקה בתגית "תגובת שרשרת").


הנה סרטון שמסביר כיצד מאפשר מבנה האטום לייצר פצצה גרעינית:

http://youtu.be/o1Ov3xk1F7g


יש מי שמייצרים פצצת אטום בבית:

https://youtu.be/jKffwVZ4CbI


וסרט תיעודי שמראה איך פועלת פצצת האטום:

https://youtu.be/-Nc0wCrkk00?long=yes

בריוקאן שבנורווגיה יש מפעל ענקי לייצור חשמל ומים כבדים. במהלך מלחמת העולם השנייה השתלט הצבא הנאצי על המפעל וייצר בו מים כבדים. המים הכבדים הם רכיב חובה לייצור של פצצות אטום ונשק גרעיני שהיטלר כל כך רצה, כדי להכריע את המלחמה ולשלוט בעולם.

כדי למנוע מהיטלר לקבל את הנשק האימתני הזה ולכבוש את העולם, סייעו אנשי המחתרת הנורווגית לבריטים ולבעלות הברית לפוצץ את המפעל. בהמשך הם גם הטביעו באגם טינסיון את המעבורת שנשאה מים כבדים, מעבורת שהנאצים חילצו וניסו להשיט בדרך לגרמניה. בכך הצליחה המחתרת הנורווגית האמיצה לסכל את תכנית הגרעין המאיימת של היטלר ולסייע לתבוסת גרמניה הנאצית במלחמה כולה.


כך פוצצו אנשי המחתרת הנורווגית לנאצים את המפעל הנורווגי למים כבדים:

https://youtu.be/b4uD1VcC1V0


קדימון לסרט על החבורה האמיצה שהצליחה למנוע מהיטלר את הפצצה:

https://youtu.be/_K3Ry2K4yNE


וכך הוטבעה המעבורת שחיסלה את תכנית האטום של הנאצים:

http://youtu.be/RzJ1RH-W67w

הירושימה (Hiroshima) היא עיר יפאנית, הראשונה בהיסטוריה שהופצצה בפצצת אטום.

זה קרה במהלך מלחמת העולם השנייה, כשהטיל מטוס של צבא ארצות הברית פצצה אטומית על העיר והשמיד את כולה.

הטלת הפצצה נועדה לגרום לכניעה מיידית של יפאן במלחמה נגד ארצות הברית. ההרס וההשמדה שהביאה גרמו לכך שהיא נתפסת עד היום כאחת הפעולות הצבאיות השנויות ביותר במחלוקת בהיסטוריה האמריקאית.

ואכן, התוצאות היו מזעזעות. חצי מאוכלוסיית העיר נהרגו, ברגע הפצצה ובשנים שאחריה, הן מהפצצה הבודדת והן משתיית מי הגשם הגרעיני שבא אחריה.

רבים אחרים נותרו פצועים, נכים ופגועים גנטית, בשל הפגיעה הרדיואקטיבית של הפצצה. בניין המשטרה, שהפצצה נפלה ממש קרוב אליו, נותר על כנו, והושאר מאז כמו שהוא. כיום הוא הפך לסמל העיר וקרוי "אנדרטת השלום בהירושימה".

כיום מכריזה על עצמה הירושימה "עיר השלום העולמית" והיא מציינת בכל 6 באוגוסט את יום הזיכרון שלה ומזכירה לעולם עד כמה הפצצה האטומית איומה ועד כמה חשוב שלא לאפשר לאיש להטילה.


הפצצת הירושימה ותוצאותיה:

https://youtu.be/NF4LQaWJRDg


תיאור הסיפור של הירושימה (עברית):

https://youtu.be/gXKgvpw9DPc


ההרס הבלתי נתפס שאחרי הפצצה:

https://youtu.be/ADo8lccraTE


אותו סרט מהזווית של תושבי העיר:

https://youtu.be/3wxWNAM8Cso


זו הייתה הפעם הראשונה שבה הופעלה פצצת אטום:

https://youtu.be/b2KKQBGsAHs


העולם זוכר את היום הזה ביחד עם יפאן, שלמדה את הלקח (עברית):

https://youtu.be/jNz-obc85_w?t=23s


סרטון תיעודי שערך תלמיד על ההפצצה ותוצאותיה (עברית):

https://youtu.be/-a9nGvCRrAc?long=yes

האטום הוא החלקיק הקטן ביותר של יסוד כימי שבו נשמרות תכונות היסוד. האטום מורכב מחלקיקים קטנים יותר שאינם באים לידי ביטוי בתורה הכימית. בעבר חשבו המדענים שהאטום הוא חלקיק יסודי שלא ניתן לחלק אותו לחלקיקים קטנים יותר, אך מאוחר יותר התגלה שהאטום מורכב מחלקיקים קטנים יותר: גרעין שבו פרוטונים ונייטרונים (שגם הם מורכבים מחלקיקים נוספים), ומסביבו ענן של אלקטרונים.

למעשה, עידן הטכנולוגיה הגרעינית נולד בשנת 1939, כשזוג החוקרים האן ושטרסמן גילו שבליעת נויטרונים על ידי גרעיני אורניום, עשויה לפרק אותם ליסודות קלים יותר תוך פליטה של אנרגיה. שחרור האנרגיה מהפירוק הזה הוא שקידם את הטכנולוגיה הגרעינית, הן לצורך ייצור של חשמל מכורים גרעיניים והן ליצירת פצצות אטום הרסניות, שמאיימות על שלום העולם.

המדע כיום יודע שרוב החומרים לא מורכבים מסוג אחד של אטומים, אלא ממולקולות, שהן מספר אטומים דומים או שונים, שקשורים זה לזה.

המילה אטום פירושה ביוונית "לא ניתן לחלוקה". טבע אותה דמוקריטוס, הפילוסוף היווני בן המאה ה-5 לפני הספירה, חוקר יווני שהגה אז את רעיון קיומם של האטומים - מרכיבי היסוד של כל מה שמקיף אותנו בעולם. הוא חשב שאטומים הם המרכיבים הקטנים ביותר בטבע. הוא צדק כמעט בכל אבל היום אנו יודעים שגם האטום מורכב מחלקים שונים...


הנה התפתחות תיאוריית האטום (עברית):

http://youtu.be/bbQeJ8aPcjk


על ההיסטוריה של גילוי האטום (מתורגם):

http://youtu.be/xazQRcSCRaY?t=6s


כך נקשרים ביניהם אטומים לחלקיקים (מתורגם):

http://youtu.be/NgD9yHSJ29I?t=6s


וכך התפתח הרעיון של האטום עד לחומר האפל, שאת קיומו משערים כיום הרחק בחלל (מתורגם):

https://youtu.be/HneiEA1B8ks

הממציאים של פצצת האטום אינם אדם אחד או שניים. מדובר בקבוצה גדולה של אנשים, מעל 100 אלף איש, שבראשם עמד רוברט אופנהיימר, המנהל המדעי של פרויקט פיתוח הפצצה האטומית. הוא ניהל לבדו פרויקט גורלי, מהמורכבים והמתוחכמים בהיסטוריה. בהמשך חייו הוא התוודה על הזעזוע שחש מהתוצאות ההרסניות של פצצות האטום שהוטלו על יפאן וציטט את המילים הקשות מהספר "בהגאוואד גיטה": "הנה הפכתי למוות, הייתי למחריב העולמות".

'פרויקט מנהטן' היה השם שנבחר לפיתוח הפצצה הגרעינית. הפרויקט התרכז בלוס אלמוס שבארה"ב, אבל שלט בפעילות מדעית, טכנולוגית ותעשייתית שנעשתה בכל רחבי ארה"ב.

אופנהיימר אמנם נחשב לאבי הנשק האטומי, אך עבודת הפרויקט שבראשו עמד הושפעה מעבודותיו של אלברט איינשטיין, מהפיזיקאים החשובים במאה ה-20 ואולי גדול הפיזיקאים בכל הזמנים.

הכל התחיל מכך שלאיינשטיין פנו שלושה מדענים מהונגריה, שהיגרו לארה"ב אך זכרו את אכזריותם של הנאצים וחששו מהידע שהצטבר אצלם בתחום הגרעין. הם ביקשו מאיינשטיין שיסייע לשכנע את נשיא ארה"ב רוזבלט, בנחיצות הפיתוח של נשק גרעיני אמריקני. הם חששו מכך שהפיזיקאים של היטלר יקדימו את ארה"ב ושאר המדינות הדמוקרטיות בפיתוח פצצה גרעינית. איינשטיין הצליח במשימה ועל אף שההתחלה הייתה מהוססת, המשאבים העצומים שהושקעו בפרויקט מנהטן העניקו לארצות הברית יתרון ניכר על פני הנאצים, שמנהיגם היטלר העדיף לשים דגש על פיתוח כלי נשק אחרים, על פני הנשק הגרעיני.


סרטון קצר על הנסיבות להקמת פרויקט מנהטן:

http://youtu.be/-gBYU5SFnx8


רוברט אופנהיימר מתוודה על הקושי בסבל שגרמה הפצצה שפיתח עם אנשיו לאזרחים:

http://youtu.be/l8w3Y-dskeg


"ניסוי טריניטי" - הניסוי הראשון של פצצה אטומית במסגרת פרויקט מנהטן ב-16 ביולי 1945:

http://youtu.be/Ru2PWmGIoB8


האבולוציה של הנשק הגרעיני:

https://youtu.be/xLRSmzGRLUk


מצגת וידאו עם תמונות מפרויקט מנהטן:

http://youtu.be/hljX7_P2leE


וסרט תיעודי על אופנהיימר האמריקאי, האחראי ליצירת ההפצצה האטומית:

https://www.youtube.com/watch?v=Vm5fCxXnK7Y?long=yes