Hva er atomvåpen?

Atomvåpen er fellesbetegnelsen for bomber som får sin kraft fra en kjernefysisk reaksjon. Atomvåpen er det kraftigste våpenet noensinne oppfunnet. Atomvåpens enorme kraft er basert på frigjøringen av energien som holder atomkjernene sammen. Styrken av et kjernefysisk våpen er angitt som antall tonn TNT (dynamitt) med tilsvarende sprengvirkning.

Atomer som danner grunnlaget for atomvåpen er svært små, så små at det er vanskelig å forestille seg. For å skape et bilde av atomets størrelse, kan du tenke på en baseball. Den er omtrent syv centimeter i diameter. Hvis et atom var på størrelse med en baseball så ville ballen være til sammenligning være nesten 5000 kilometer høy. I en kjernefysisk eksplosjon splittes et meget stort antall av atomer i en kjedereaksjon, jo flere atomer som blir spaltet jo sterkere er den eksplosive kraften.

Det finnes to hovedtyper av atomvåpen. Den første er fisjonsbomben. I fisjonsbomben skjer frigjøring av energi ved splitting (fisjon) av tunge atomkjerner som for eksempel uran og plutonium. Den andre bomben er hydrogenbomben, eller den termonukleære bomben. I hydrogenbomben skjer frigjøring av energi gjennom en sammenslåing (fusjon) av lette atomkjerner, for eksempel isotoper av hydrogen.

Fisjonsbomben

teknik1Fisjonsbomben er den enklere og mindre kraftige typen av de to atomvåpnene. I fisjonsbomben frigjøres energi ved spaltning av atomkjerner. Tunge atomkjerner kan splittes hvis de blir truffet av nøytroner. I splittingen frigjøres nye nøytroner som spalter nye atomkjerner: en kjedereaksjon. Fisjonsbomben er oppbygd for å starte en kjedereaksjon der så mye energi som mulig frigjøres, så raskt som mulig.  Jo lengre tid kjedereaksjon varer, desto mer energi blir utviklet. For at dette skal fungere krever en viss størrelse på ladningen, ellers slipper for mange nøytroner ut og kjedereaksjon stopper. Denne størrelsen kalles “kritisk masse”, for uran er det ca. 25 kg og for plutonium ca. 6 kg. Kjedereaksjonen startes ved at konvensjonelt sprengstoff plutselig komprimerer det kjernefysiske materialet.

Stoffene som brukes i en fisjonsbombe er uran-235 og plutonium-239. Disse stoffene har den egenskapen at de spaltes ved forholdsvis langsomme nøytroner, såkalte “termiske nøytroner”. Produktene av spalteprosessen vil være en rekke ulike stoffer, mange av dem radioaktive isotoper av krypton, barium, jod-131, cesium og strontium.

Bombene sluppet over Hiroshima og Nagasaki i Japan i 1945 var av typen fisjonsbomber. Hiroshima-bomben, “Little Boy”, var bygget på uran og hadde en sprengkraft tilsvarende ca. 15 tusen tonn TNT. Bomben over Nagasaki, “Fat Man”, var basert på plutonium med en sprengkraft tilsvarende om lag 23 tusen tonn TNT.

Hydrogenbombe

teknik4Det som på folkemunne er kjent som “hydrogenbombe” eller “termonukleær bombe” er faktisk tre atombomber som er integrert for å gi tilnærmet ubegrenset kraft. En fisjonsbombe (uran eller plutonium) begrenses av fragmentering av eksplosjonen, slik at kjedereaksjonen bare finner sted i en del av materialet. For å komme rundt dette “problemet” utformet supermaktene på 50-tallet et design der den eksplosive effekten ikke er begrenset på samme måte.

I denne bombetypen utløses først en plutoniumbombe basert på fisjon (spaltning). Dette gir en temperatur på flere millioner grader og dermed utløses en fisjonsbombe hvor hydrogenatomer (deuterium, tritium) smelter sammen til heliumatomer mens det samtidig frigjøres en storm av energirike nøytroner. Disse nøytronene treffer en kapsel av U-238 (uranisotopen som ikke spaltes av termiske nøytroner) og energien av disse nøytronene er tilstrekkelig til å spalte U-238 kjerner, som utvikler ytterligere energi. Den største delen av energiutviklingen ligger med andre ord i sprengningen av kapselen, mens hydrogendelen kun tjener som en tennsats for dette.

Fusjon skjer når lette kjerneelementer, som for eksempel hydrogenkjerner, smelter inn i tyngre grunnstoffer, mens energi frigjøres. For at dette skal skje kreves det høye temperaturer og trykk. I stjerner skjer kjernefysisk fusjon i stjernens indre, det er dette som er deres kilde til energi.

Av de atomvåpen som eksisterer i dag er de aller fleste hydrogenbomber. I motsetning til fisjonsbomben kan hydrogenbombe i utgangspunktet ha uendelige stor eksplosiv kraft. Den største hydrogenbomben som har blitt prøvesprengt hadde en styrke på 58 megatonn (Mt), noe som tilsvarer ca. 4600 Hiroshima-bomber. Prøvesprengningen fant sted i 1961 over Novaja Semlja, i daværende Sovjetunionen.

Nøytronbomben

Nøytronbomben er et kjernevåpen enten i form av en atombombe eller hydrogenbombe modifisert for å minimere sprengkraften (trykkbølgen) og maksimere strålingen. Nøytronbomber har blitt ansett for å være spesielt ødeleggende, fordi den reduserte trykkbølgen gjør at bygninger og infrastruktur blir stående, mens den økte strålingen dreper levende vesener. Planene for å lage disse våpnene førte til store protester i Europa på 1980-tallet, og førte til disse våpnene verken produseres eller brukes.

 

Seneste oppdateringen: 151207