Vuonna 1938 italialainen fyysikko Enrico Fermi, joka oli paennut New Yorkiin paetakseen fasismia, löysi materiaalin jossa tapahtui tämän tyyppinen prosessi: uraani. Pelkäämällä, että natsit löytävät myös tämän elementin kyvyn tuottaa ketjureaktiota, Manhattan -projekti syntyi vuonna 1940, salainen ohjelma Arthur Comptonin johtamien ydinaseiden kehittämiseksi. Compton koulutti tutkimusryhmää, johon kuuluivat myös Fermi ja Szilard, jotka jatkavat kokeiden suorittamista ydinketjureaktioista. Teoreettinen fyysikko Julius Robert Oppenheimer oli myös osa joukkuetta.
Ensimmäinen todellinen kokemus tapahtui 2. joulukuuta 1942 Chicagon yliopiston jalkapallokentällä; Squash -tuomioistuimessa fyysikot rakensivat lempinimellä reaktorin “Chicago Pino 1” Tämä saavutti ensimmäisen kestävän ydinreaktion, jonka on luonut ihmisten luoma, mikä vahvistaa Szilardin ajatusta. Vuonna 1943 Oppenheimerista tuli projektipäällikkö Los Alamos Laboratories -yrityksessä New Mexico, missä historian ensimmäinen todellinen ydinlaite suunnitellaan ja rakennetaan. Yhdysvallat räjähti 16. heinäkuuta 1945 New Mexico -kaalun autiomaassa. Kaksikymmentä päivää myöhemmin, 6. elokuuta, samanlainen pommi putosi Japanin Hiroshiman kaupunkiin ja 9. elokuuta Nagasakin kaupungissa, mikä johti Japanin luovuttamiseen useita päiviä myöhemmin ja toisen maailmansodan loppuun.
Kysymys ytimistä
Kuten kaikki opimme koulussa, atomit koostuvat neutronien ja protonien ytimestä, jonka ympärillä elektronit kiertoradalla. Atomi -ytimet voivat yhdistyä muodostamaan suurempia atomeja tai fragmenttia pienempien atomien muodostamiseksi. Ensimmäistä tapausta kutsutaan ydinfuusioksi, ja tämä on prosessi, joka tapahtuu tähdet ja jota tutkijat yrittävät tänään luoda uudelleen laboratoriossa energian tuottamisen keinona. Lämpö- ja sisäisessä paineessa atomit sulautuvat muodostamaan raskaampia atomeja. Esimerkiksi auringon kaltaisessa tähdellä vety ytimet sulautuvat helium -ytimien muodostamiseksi. Tämä prosessi vapauttaa energiaa, joka säteilee aurinkojärjestelmässä, luomalla asuttavia olosuhteita maan päällä.
Kun ydin on jaettu, kutsumme sitä ydinfissioksi, jota hyödyntämme hallittuun tavalla ydinvoimalaitoksissa ja tarkoituksellisesti hallitsemattomalla tavalla ydinpommeissa. Tässä tapauksessa epävakaita raskaampia atomeita hajanaisia kevyempiin atomeihin, prosessiin, joka myös vapauttaa energiaa. Energian lisäksi myös ylimääräiset neutronit vapautuvat, mikä laukaisee tarkasti Szilardin suunnitteleman fissioketjureaktion. Ketjureaktion ylläpitämiseksi halkeaman materiaalin on kuitenkin saavutettava kriittisyyttä – tila, jossa vapautuu tarpeeksi neutroneja ja lyö muita atomeja jatkaakseen muiden atomien jakamista. Ydinreaktorissa kriittisyyden kriittisyys on tavoite; Atomipommissa se on ylitettävä, missä reaktio laukaisee useita lisäreaktioita ja aiheuttaa prosessin siirtymisen.
Fissiosta fuusioon
Nämä tähän mennessä käsitellyt aseet ovat “klassisia” atomipommeja, jotka perustuvat fissioon. Pääsääntöisesti atomipommi laukaisee kemiallinen räjähdys, joka puristaa uraanin tai plutoniumin massaa, kunnes se ylittää kriittisen määrän. Tämän tutkimusalueen myöhempi kehitys on kuitenkin johtanut toisen tyyppiseen ydinlaitteeseen, jota kutsutaan fuusiopommiksi. Näitä kutsutaan lämpöpommeiksi, joissa tapahtuu kahden räjähdyksen sekvenssi. Tärkein räjähdys vastaa fissiopommia edellä mainitulla kemiallisen räjähdyksen ja fissioketjun sekvenssillä. Ensisijaisen räjähdyksen vapauttama energia johtaa sitten sekundaariseen räjähdykseen, jota käytetään vetyatomien fuusion laukaisemiseen. Tämän tyyppinen tehokkain laite, joka on koskaan suunniteltu ja testattu, on kuuluisa tsaaripommi, jonka Neuvostoliitto räjähti arktisella alueella vuonna 1961.
Kuinka räjähdys tapahtuu
Meillä kaikilla on mielessämme kuva sienipilvistä. Mutta miten se on kotoisin? Heti kun atomipommi räjähtää, ensimmäisessä sekunnissa energiaa vapautetaan äkillisesti vapaiden neutronien ja gammasäteiden muodossa. Räjähdys esiintyy kiihkeänä pallona, joka ulottuu kymmeniin kilometreihin liipaisimesta. Tämä ilmakehässä nouseva kiihkeä räjähdys luo tyypillisen sienten muodon. Lämpöflash esiintyy; Päästölämpö voi aloittaa tulipaloja ja aiheuttaa palovammoja jopa kilometriä räjähdyksen keskustasta (pommin voimasta riippuen).
Laajennus niin nopeasti, räjähdys luo isku -aallon, äkillisen muutoksen ilmakehän paineessa, joka luo suuren osan atomipommeihin liittyvästä tuhoamisesta. Atomipommien erikoisuus on kuitenkin radioaktiivinen laskeuma: fissiotuotteiden suihku, joka etenee räjähdyksen ympäröivällä alueella ja joka voi saastuttaa sen radioaktiivisilla elementeillä vuosikymmenien ajan.
Tämä tarina ilmestyi alun perin Kaapeli Italia ja käännettiin italialaiselta.
