 |
Ảnh: Anton Petru.
Theo Hiệp hội Kiểm soát Vũ khí, thế giới hiện có khoảng 13.000 đầu đạn hạt nhân thuộc sở hữu của chín quốc gia bao gồm Trung Quốc, Pháp, Ấn Độ, Israel, Triều Tiên, Pakistan, Nga, Vương quốc Anh và Mỹ. Với số lượng lớn như vậy, câu hỏi đặt ra là liệu vũ khí hạt nhân có thể phát nổ ngoài ý muốn hay không, và các biện pháp an toàn nào được thực hiện để ngăn chặn điều đó?
Thiết kế an toàn
Mặc dù một số vũ khí hạt nhân thời kỳ đầu thường hoạt động không ổn định và dễ gặp sự cố, các vũ khí hạt nhân hiện đại được thiết kế một cách cẩn thận với mức độ an toàn, khả năng bảo mật và độ tin cậy cao, theo PGS. Philipp C. Bleek, tại Viện Nghiên cứu Quốc tế Middlebury ở Monterey (Mỹ).
Điều đó nghĩa là khả năng một vũ khí hạt nhân phát nổ ngoài ý muốn cực thấp. "Trong điều kiện bảo quản bình thường, một vũ khí hạt nhân không được phép có xác suất phát nổ sớm cao hơn một trên một tỷ", Bleek cho biết. "Ngay cả trong điều kiện bất thường, như hỏa hoạn tại kho lưu trữ hoặc tai nạn máy bay chở vũ khí, xác suất này cũng chỉ là một phần triệu".
Cả hai tình huống trên đã xảy ra trong quá khứ, nhưng may mắn là các vũ khí vẫn không phát nổ. Ví dụ, vào năm 1950, một chiếc máy bay B-36 của Mỹ trong lúc thực hiện nhiệm vụ huấn luyện thời bình đã gặp sự cố động cơ và rơi xuống khu vực British Columbia (Canada). Điều đặc biệt là chiếc máy bay mang theo quả bom nguyên tử Mark IV – loại vũ khí có kích thước tương đương quả bom nguyên tử Mỹ thả xuống thành phố Nagasaki của Nhật Bản năm 1945.
Theo lời khai từ các thành viên phi hành đoàn sống sót, họ đã ném quả bom ra khỏi máy bay một cách an toàn và kích nổ nó giữa không trung trước khi máy bay rơi. Tuy nhiên, không ít người hoài nghi liệu quả bom có thực sự phát nổ phía trên đại dương, hay nó bị mất tích ở đâu đó trong khu vực hẻo lánh của Canada.
"Vũ khí hạt nhân có thiết kế đặc biệt, tuân theo nguyên tắc an toàn một điểm (one-point safe)", Bleek bổ sung. Điều này nghĩa là nếu một bộ phận nổ trong vũ khí bị kích hoạt ngẫu nhiên, xác suất để nó gây ra một vụ nổ hạt nhân với sức công phá lớn hơn 4 kiloton không được phép vượt quá một phần triệu. Để so sánh, quả bom Mỹ thả xuống thành phố Hiroshima (Nhật Bản) có sức công phá 15 kiloton.
Bộ Năng lượng Mỹ yêu cầu mỗi vũ khí hạt nhân phải có nhiều lớp bảo vệ hoạt động độc lập với nhau, trong đó bao gồm cơ chế tự động ngắt mạch nếu xảy ra tai nạn.
Có khoảng sáu thiết bị an toàn trong một vũ khí hạt nhân để ngăn chặn vũ khí phát nổ ngoài ý muốn, ví dụ như công tắc quán tính (kích hoạt khi có va chạm hoặc rung động mạnh) hoặc gia tốc kế (đo gia tốc của chuyển động). Chúng chỉ kích hoạt vũ khí nếu thỏa mãn cường độ rung hoặc gia tốc phù hợp trong một khoảng thời gian nhất định.
Bảo trì
Ngoài thiết kế an toàn, hoạt động giám sát và bảo trì định kỳ vũ khí hạt nhân cũng đóng vai trò quan trọng, bao gồm việc theo dõi cẩn thận các thành phần và thay thế kịp thời những mô-đun hoặc linh kiện đã lỗi thời và không còn cần thiết.
"Vũ khí hạt nhân có một số thành phần với tuổi thọ giới hạn, đặc biệt là loại khí tăng cường (boost gas) dùng làm nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch", Bleek cho biết. "Phản ứng tổng hợp xảy ra khi hai nguyên tử nhẹ hợp nhất để tạo thành một nguyên tử nặng hơn. Tuy nhiên, vật liệu phóng xạ trong vũ khí hạt nhân phân rã theo thời gian và cần được bổ sung thường xuyên"
Ví dụ, đồng vị phóng xạ tritium của hydro có chu kỳ bán rã 12,33 năm. Điều này nghĩa là một nửa lượng tritium bị phân rã trong khoảng thời gian này. Do đó, chúng ta cần theo dõi sát sao các vũ khí chứa tritium để chúng hoạt động hiệu quả và ổn định.
"Thành phần có tuổi thọ dài nhất trong vũ khí hạt nhân là lõi plutonium, với thời gian sử dụng lên tới hơn 100 năm", Bleek nói. "Đây là lớp vỏ plutonium hình cầu có kích thước tương đương một quả bóng đá, nằm ở phần trung tâm của đầu đạn hạt nhân. Khi vũ khí được kích nổ, lõi plutonium ban đầu gây ra một loạt phản ứng hạt nhân trên quy mô nhỏ, từ đó tạo ra vụ nổ thứ cấp lớn hơn trong phần chính của đầu đạn hạt nhân".
Cơ chế kiểm soát sử dụng
Vũ khí hạt nhân hiện đại còn có một cơ chế khác gọi là "kiểm soát sử dụng". Khi vũ khí không hoạt động, các vật liệu cần thiết để tạo ra một vụ nổ hạt nhân sẽ nằm tách biệt với nhau.
Ngoài ra, bản thân vật liệu hạt nhân cũng có cơ chế bảo vệ an toàn. "Vũ khí hạt nhân chứa một lượng uranium hoặc plutonium được làm giàu ở mức độ cao. Nếu bạn có đủ lượng vật chất này trong một thể tích đủ nhỏ (gọi là khối lượng tới hạn) thì nó sẽ tự động phát nổ do xảy ra phản ứng dây chuyền hạt nhân", Mark Bell, phó giáo sư khoa học chính trị tại Đại học Minnesota (Mỹ), cho biết.
Để vũ khí hạt nhân phát nổ, con người cần thực hiện hành động có chủ đích nhằm đưa các vật liệu hạt nhân lại gần nhau, Bell giải thích. Thông thường, quá trình này diễn ra theo hai cách.
Cách thứ nhất là sử dụng thiết bị kiểu "súng" (gun-type), trong đó một khối uranium được bắn vào một khối uranium khác. Khi hai khối này kết hợp, chúng tạo thành một khối lượng tới hạn và kích hoạt vụ nổ. Đây là loại vũ khí hạt nhân đơn giản nhất mà Mỹ từng sử dụng ở Hiroshima trong Thế chiến II.
Một cách khác phức tạp hơn nhưng tạo ra vụ nổ lớn hơn, đó là sử dụng một quả cầu rỗng làm từ plutonium, sau đó nén nó thành một khối đặc để tạo ra khối lượng tới hạn, dẫn đến vụ nổ. Tuy nhiên, vật liệu plutonium không đạt đến khối lượng tới hạn ở trạng thái bình thường nên nguy cơ nó tự phát nổ là rất thấp. Mỹ từng sử dụng phương pháp kích nổ này trong vụ ném bom thành phố Nagasaki.
Mặc dù việc thiết lập các biện pháp để đảm bảo vũ khí hạt nhân không tự phát nổ là rất quan trọng, nhưng có những khía cạnh khác mà chúng ta cũng cần phải lưu ý. "Điều quan trọng là ngăn chặn việc sử dụng trái phép, trộm cắp,...thay vì chỉ lo chúng phát nổ bất ngờ", Bell nói.
Một người bình thường khó có thể kích nổ một vũ khí hạt nhân nếu họ tình cờ tìm thấy nó. Tại Mỹ, người ta thường tích hợp vào vũ khí hạt nhân một thiết bị đặc biệt gọi là Hệ thống kiểm soát kích hoạt có phê duyệt (PAL). Hệ thống này ngăn cản bất kỳ ai kích hoạt vũ khí nếu không có thẩm quyền hoặc mã xác thực phù hợp.
Nguồn: Live Science
Bài đăng KH&PT số 1323 (số 51/2024)
Bá Lộc dịch