Chạy đua vũ trang:chuyện mới theo kịch bản cũ?

• Kho vũ khí hạt nhân thế giới vẫn đang được nâng cấp
• Mỹ: Vũ khí hạt nhân vẫn là con bài chiến lược
• Con bài vũ khí hạt nhân Công năng và những điều không tưởng

Việc mới đây Triều Tiên tuyên bố quốc gia này đã sở hữu bom khinh khí (hay còn gọi là bom hydro, bom H) đã dấy lên nỗi lo ngại về một cuộc chạy đua vũ trang mới, sẽ dẫn nhân loại tới thảm họa diệt vong.

Biểu tượng của sự hủy diệt

Vũ khí hạt nhân là loại vũ khí hủy diệt hàng loạt lấy năng lượng từ các phản ứng phân hạch hạt nhân hoặc/và phản ứng hợp hạch gây ra. Áp lực và bức xạ nhiệt của vũ khí hạt nhân có cơ chế phá hủy giống như các vũ khí quy ước khác. Sự khác biệt là nó có thể giải thoát một lượng lớn năng lượng tại một thời điểm. 

Cho đến nay mới chỉ có hai quả bom hạt nhân được dùng trong Chiến tranh thế giới thứ hai, ném xuống 2 thành phố Hiroshima và Nagasaki (Nhật Bản). Quả bom đầu tiên có tên Little Boy được làm từ uranium và quả thứ hai, Fat Man được làm từ plutonium. Những vũ khí hạt nhân đầu tiên do Mỹ chế tạo là một phần của Dự án Manhattan tối mật. 

Năm 1949, Liên Xô thành công trong việc chế tạo vũ khí hạt nhân, xóa đi thế độc quyền về công nghệ hạt nhân của Mỹ. Cho tới giữa thập niên 1950, cả hai cường quốc đều phát triển và nghiên cứu bom hydro. Cuộc chiến tranh Lạnh đã tạo ra các xung đột chính trị, căng thẳng quân sự và cạnh tranh kinh tế, điều này vô hình trung đã tạo ra một cuộc chạy đua vũ trang hạt nhân mà đỉnh điểm là các vụ thử nghiệm hạt nhân lớn nhất trong lịch sử.

Dựa trên cơ chế phản ứng hạt nhân mà người ta phân biệt giữa bom A (phân hạch) và bom H (nhiệt hạch). Bom A dựa vào phản ứng phân hạch của một hạt nhân (uranium235 hoặc plutonium). Hạt nhân này tách ra thành hạt nhân con và giải phóng hạt nơtron. Các hạt nơtron lại tiếp tục phản ứng với các hạt uranium 235 khác. Cứ thế phản ứng dây chuyền xảy ra và giải phóng một năng lượng rất lớn. Phản ứng này cũng kèm theo các dư xạ ảnh hưởng lâu dài nên người ta thường gọi là bom “bẩn”.

Ở bom H, cấu trúc cơ bản được thiết kế với một quả bom A làm ngòi nổ, xung quanh nó là một lớp đồng vị lithium và deuterium. Hạt nhân heli tạo thành một phản ứng dây chuyền với năng lượng tăng lên với cấp số mũ. Có thể nói, đây là quá trình giải phóng năng lượng từ quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ (hydro) thành một hạt nhân nặng hơn (heli). Năng lượng được giải phóng lớn gấp nhiều lần phản ứng phân hạch và được gọi là bom “sạch” bởi phản ứng này tạo ra heli, tritium,… những hợp chất không phải là chất phóng xạ. 

Vì mức độ hủy diệt như vậy mà vũ khí nguyên tử từng được coi là biểu tượng của sức mạnh quân sự một quốc gia. Những vụ thử nghiệm hạt nhân ngoài việc kiểm tra và đo lường hiệu quả của thiết kế vũ khí còn là một thông điệp chính trị. Vận mệnh của nhân loại dường như trở nên mong manh hơn khi ngày một nhiều các quốc gia đã nghiên cứu và phát triển thành công vũ khí hạt nhân. 

Nhận thức rõ điều này, năm quốc gia là thành viên của “câu lạc bộ các nước có vũ khí hạt nhân” bao gồm: Pháp, Trung Quốc, Liên Xô (cũ), Anh và Mỹ cùng ký vào Hiệp ước không phổ biến vũ khí hạt nhân (NPT), không chuyển giao kỹ thuật hạt nhân cho các nước khác nhằm hạn chế chạy đua vũ trang và sở hữu vũ khí hạt nhân. 

Vụ nổ lớn nhất trong lịch sử

Bom Sa hoàng (Tsar Bomba) là quả bom hydro mang mã hiệu AN602 được Liên Xô nghiên cứu phát triển. Về công nghệ, bom Sa hoàng sử dụng một vụ nổ nhiệt hạch để kích hoạt một vụ nổ khác lớn hơn và quy trình này sẽ tạo ra một chuỗi vụ nổ với sức công phá tăng theo cấp số mũ.

Theo thiết kế ban đầu, AN602 là quả bom hydro ba giai đoạn với đương lượng nổ là 57 megaton. Lượng nổ này tương đương với 10 lần lượng thuốc nổ sử dụng trong Chiến tranh thế giới thứ hai, bao gồm cả 2 quả bom nguyên tử đã tàn phá Hiroshima và Nagasaki. Với thiết kế này, vụ nổ do AN602 gây ra sẽ xấp xỉ 100 megaton nhưng đồng thời cũng tạo ra quá nhiều bụi hạt nhân, đặc biệt là tại khu thử nghiệm Novaya Zemlya có người sinh sống. 

Được coi là một trong những quả bom hạt nhân “sạch” từng được chế tạo, AN602 thay thế lõi uranium-238 bằng lõi chì. Thiết kế này giúp hạn chế sự phân tách hạt nhân ở giai đoạn tổng hợp, giảm số lượng bụi hạt nhân đi rất nhiều so với đương lượng nổ của AN602.

Chiếc máy bay ném bom TU95V do Thiếu tá Andrei Durnovtsev điều khiển mang theo AN602 từ sân bay trên bán đảo Kola tới khu vực thử nghiệm. Tháp tùng nó là máy bay quan sát TU16 với nhiệm vụ lấy các mẫu sau vụ nổ và quay phim vụ thử nghiệm, cả hai chiếc máy bay đều sơn phản quang trắng đặc biệt để hạn chế hư hại do nhiệt độ cao gây ra. Bom Sa hoàng có chiều dài 8 mét, đường kính 2 mét, nặng tới 27 tấn và được gắn một dù giảm tốc với mục đích để hai chiếc máy bay thực hiện phi vụ này có đủ thời gian bay xa khoảng 45km khỏi vùng hủy diệt tuyệt đối. Quả bom AN602 được thả từ độ cao hơn 10km và được kích nổ bằng các cảm biến khí áp ở độ cao 4km trên mặt đất. 

Theo những tài liệu ghi lại, sức nóng của vụ nổ có thể gây bỏng độ ba ở khoảng cách 100km từ vùng hủy diệt hoàn toàn (vùng này rộng tới 35km). Đám mây hình nấm được tạo thành sau vụ nổ có độ cao khoảng 64km và rộng tới 40km. Sóng địa chấn do vụ nổ gây ra có thể đo được ở mức 5 tới 5.25, nhưng vì được kích nổ trên không, nên đa số năng lượng không chuyển thành sóng địa chấn.

Bom Sa hoàng được nghiên cứu bởi đội ngũ các nhà vật lý, mà dẫn đầu là Viện sĩ Julii Borisovich Khariton và được coi là cách mà Liên Xô thể hiện sức mạnh quân sự trong thời kỳ căng thẳng Chiến tranh Lạnh. Phía Mỹ thời điểm này cũng đã phát triển nhiều vũ khí có đương lượng nổ lớn như quả bom ký hiệu B41 (đã bị giải giáp sau khi hiệp định cắt giảm vũ khí hạt nhân Nga - Mỹ được ký kết). 

Cho đến nay bom Sa hoàng được coi là thiết bị vật lý mạnh nhất từng được sử dụng. Nhưng chính trọng lượng và kích thước của AN602 đã làm giới hạn tầm hoạt động và tốc độ của máy bay ném bom chuyên chở nó. Điều này khiến cho AN602 trở nên không thực tế, chưa tính tới các nguy cơ về bụi phóng xạ và an toàn cho chính chiếc máy bay thực hiện phi vụ ném bom.

Thảm họa hạt nhân tồi tệ

Việc Liên Xô thử thành công bom Sa hoàng đã tạo ra động lực mới cho các ý tưởng về việc nghiên cứu và phát triển bom hydro tại Mỹ. Cộng đồng khoa học tại Mỹ đã có những ý kiến chia rẽ về việc này, như  Enrico Fermi và II Rabi đã phản đối và đề cập tới sự nguy hiểm khi phát triển loại vũ khí mà “không kiểm soát được khả năng phá hoại” và là “mối nguy cho toàn thể nhân loại”. Tuy nhiên, khi cuộc Chiến tranh Lạnh bắt đầu leo thang, một nhóm các nhà khoa học dẫn đầu là Edward Teller đã tham gia và phát triển Dự án Manhattan - dự án nghiên cứu và phát triển vũ khí hạt nhân do Mỹ thực hiện với sự giúp sức của Anh và Canada. 

Tháng 1-1950, Tổng thống Mỹ Harry S.Truman tuyên bố ý định của Mỹ về phát triển bom hydro với lý do đáp trả vụ thử hạt nhân của Liên Xô và vụ điệp viên Nga Klaus Fuchs bị bắt giữ ở phòng Nghiên cứu hạt nhân quốc gia Los Alamos.

Ngày 1-11-1952, Mỹ đã tiến hành vụ thử bom hydro mang mật danh Mike có đương lượng nổ hơn 10 Mt ở hòn đảo Enewetak Atoll, quần đảo Marshall, Thái Bình Dương. Quả bom này được thử nghiệm là một phần của chiến dịch mang tên Ivy - chiến dịch thử nghiệm nhằm nâng cấp kho vũ khí hạt nhân của Mỹ. Quả bom Mike nặng tới hơn 80 tấn và trông giống một nhà máy hơn là một vũ khí. Một tòa nhà cao 6 tầng đã được xây dựng để chứa Mike cùng với hệ thống làm mát phức tạp. 

Ở trung tâm là một ống hình trụ lớn gọi là cryostat, có chức năng duy trì nhiệt độ rất thấp (-250oC) dùng chất deuterium lỏng. Những người chứng kiến vụ thử nghiệm đã thực sự choáng váng bởi những gì họ nhìn thấy. Quả cầu lửa được tạo ra có bán kính khoảng 3km và đám mây phóng xạ cao tới 37km. Vụ nổ tạo thành một hố sâu 50m có đường kính gần 2 km và xóa sạch thảm thực vật trên những hòn đảo xung quanh.

14 tháng sau, ngày 1-3-1954, một quả bom mang mật danh Castle Bravo đã được thử nghiệm tại Bikini Atoll. Castle Bravo có đương lượng nổ 15 Mt vượt xa mức dự kiến ban đầu là 4-6 Mt và được coi là vụ thử hạt nhân lớn nhất của Mỹ. Vụ nổ đã tạo ra một quả cầu lửa đường kính 7km trong vài giây được nhìn thấy từ cách đó tới 400km. Lượng phóng xạ của vụ nổ đã phát tán trên một diện tích lên tới 160km từ tâm vụ nổ. 

Vào thời điểm thử nghiệm Castle Bravo, không có người sinh sống trên rặng san hô Bikini Atoll, nhưng có tới 236 người dân tại các đảo Rongelap và Utirik cách đó 160km và 480km về phía Đông. Sau khi được sơ tán, những cư dân ở đây có nhiều triệu chứng điển hình của nhiễm độc phóng xạ như buồn nôn, tiêu chảy, rụng tóc và bỏng da… 

10 năm sau vụ thử nghiệm, các khối u tuyến giáp đầu tiên bắt đầu xuất hiện. Bụi phóng xạ cũng đã gây nên cái chết của một ngư dân Nhật Bản cách đó 140km. Cho tới năm 1964, Chính phủ Mỹ đã thừa nhận trách nhiệm về vụ thử nghiệm, đánh dấu một thảm họa hạt nhân tồi tệ tại quốc gia này.