Nukleáris fegyverek
Nukleáris fegyverek
A nukleáris fegyvereknek két alaptípusa van. Az atombombának nevezett fegyver működését tekintve gyorsreaktor, amelyben robbanáskor megszaladásos állapotot idéznek elő. Az urán-235-öt tartalmazó bomba két félgömböt tartalmaz, ezek tömege külön-külön kisebb a kritikus tömegnél, de egyesítve azt jóval meghaladják (Hirosima). A plutóniumot tartalmazó bombában a plutóniumot kívülről végrehajtott robbantással hirtelen összesűrítik, amitől szuperkritikussá válik, és bekövetkezik a robbanás (Nagaszaki). Az atombomba hatóerejét több tényező korlátozza. Egyrészt a kritikus tömegtől lényegesen eltérő mennyiségű hasadóanyag nem robbantható fel. Ez nemcsak felső, hanem alsó korlátot is jelent. A másik tényező onnan ered, hogy a robbanás túlságosan gyorsan szétveti a töltetet, és emiatt a láncreakció megáll, mielőtt az összes atommag elhasadt volna. Ezeket figyelembe véve az ilyen típusú fegyverek robbanóereje kb. 20 000 tonna TNT (trinitrotoluol) hatóerejének felel meg. (Az elterjedt szóhasználat szerint: hatóerejük: 20 kilotonna).
A tiszta urán-235 kritikus tömege fémes állapotban 22,8 kg, a tiszta plutónium-239-é pedig 5,6 kg. A kritikus tömeget jelentősen befolyásolja, hogy milyen egyéb izotópok vannak még jelen. Ez különösen a plutónium esetében jelentős. E szempontból elsősorban a plutónium-240 izotópnak van szerepe, mert ez nemcsak hogy megnöveli a kritikus tömeget, hanem rontja a robbanás hatásfokát is Erre való tekintettel beszélnek reaktorfinomságú, ill. fegyverfinomságú plutóniumról: ebben a plutónium-240 részaránya nem haladhatja meg a néhány %-ot. Az atomerőművekben keletkező plutónium ennél sokkal többet tartalmaz.
A hidrogénbomba a termonukleáris (fúziós) reakción alapul. Az ehhez szükséges magas hőmérsékletet úgy állítják elő, hogy az ilyen bomba belsejében egy hasadási bombát robbantanak fel. A bomba robbanóanyaga Li2DT (azaz lítiumhidrid, amelyben a hidrogént deutérium és trícium helyettesíti). E fegyvertípus hatóerejének elvi felső korlátja nincs. Korlátot csak az szab, hogy a robbanóerő növekedésével egyre nehezebb a robbanóanyagot addig együtt tartani, amíg annak számottevő hányada felrobban. Ennek érdekében a fúziós anyagot kívülről nagy tömegű (pl. uránból készült) köpennyel veszik körül. A hidrogénbomba hatóereje a megatonnát is meghaladhatja.
A nukleáris fegyver felrobbanásának több hatása van. Ezek közül közismert a mechanikai, a sugár- és a hőhatás. Talán kevésbé közismert, hogy a robbanáskor megjelenő nagy energiájú töltött részecskék két intenzív elektromágneses impulzust is létrehoznak, melyek közül az első olyan erős lehet, hogy még a villamos távvezetékeket is megrongálhatja. Az ismertetett két alaptípuson belül vannak bombák, amelyeknek valamelyik hatása fokozott mértékű. Ezek közül az utóbbi évtizedben sok vitát váltott ki a neutronbomba. A magfúzióban egy neutronra 17,6 MeV energia jut, viszont a maghasadásban kereken 80 MeV. Tehát a hidrogénbombában azonos robbanóerő mellett több mint 4-szer annyi neutron jelenik meg. Így a hidrogénbombának fokozott sugárhatása van, vagyis kis robbanóerejű hidrogénbombával is sok embert lehet elpusztítani, miközben az anyagi értékek kevéssé károsodnak – ez a neutronbomba lényege. A kis hatóerőhöz az szükséges, hogy a termonukleáris reakciót begyújtó hasadóanyag kritikus tömege is kicsi legyen. A plutóniumnál nagyobb rendszámú transzuránok között vannak olyan izotópok, amelyek kritikus tömege néhány gramm és felezési idejük elég nagy. Ily módon 10-15 kt robbanóerő mellett a robbanás közelében 100 Sv-nél is nagyobb dózisokat lehet elérni.
Az elmúlt évtizedek alatt nagy mennyiségű nukleáris fegyver halmozódott fel. Egyetlen korszerű tengeralattjáró ma nagyobb robbanóerővel szerelhető fel, mint amennyit a II. világháborúban összesen felhasználtak. A ma elfogadott becslések szerint a felhalmozott hadászati robbanóerő mennyisége szovjet oldalon 4140 megatonna, amivel a másik oldalon 3510 megatonna áll szemben. Ehhez járulnak még a hadosztályok harctéri fegyverei, amelyek összmennyisége az előbbi két számmal összemérhető.
Hangsúlyoznunk kell, hogy tévedés a nukleáris fegyverek és az atomerőművek összekapcsolása:
– mint rámutattunk az atomerőművekben olyan negatív visszacsatolások működnek, amelyek kizárják a robbanást;
– a reaktorokban termelődő plutónium összetétele olyan, hogy nagyon rossz minőségű fegyver készítésére lenne alkalmas;
– a jelenlegi rendkívül bonyolult globális hadászati egyensúlyban már nem a töltetek nagysága, hanem azok hordozóeszköze és ezek földrajzi elhelyezkedése játsszák a főszerepet.
