science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe kernbommen werken

Hiroshima Peace Memorial staat als een zichtbare herinnering aan de dag dat de Japanse stad werd gebombardeerd op 6 augustus, 1945. Na die noodlottige dag, de structuur was het enige dat nog in de buurt van de explosie stond. Steve Allen/Getty Images

De eerste atoombom die bedoeld was om mensen te doden, ontplofte boven Hiroshima, Japan, op 6 augustus 1945. Drie dagen later, een tweede bom ontplofte boven Nagasaki. De dood en vernietiging die door deze wapens werd aangericht was ongekend en zou kunnen hebben, in een andere wereld met een ander ras van wezens, maakte toen en daar een einde aan de nucleaire dreiging.

Maar de gebeurtenissen in Japan, hoewel ze een einde brachten aan de Tweede Wereldoorlog, markeerde het begin van de Koude Oorlog tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie. Tussen 1945 en het einde van de jaren tachtig, beide partijen hebben enorme hoeveelheden geld in kernwapens geïnvesteerd en hun voorraden aanzienlijk vergroot, vooral als middel om conflicten te ontmoedigen. De dreiging van catastrofale vernietiging van The Bomb doemde op over alles en iedereen. Scholen voerden nucleaire luchtaanvaloefeningen uit. Overheden bouwden schuilkelders. Huiseigenaren groeven bunkers in hun achtertuinen.

In de jaren 70 en 80, spanningen begonnen wat af te nemen. Toen viel de Berlijnse Muur in 1989, gevolgd door de ineenstorting van de Sovjetregering zelf twee jaar later. De Koude Oorlog eindigde officieel. Naarmate de betrekkingen tussen de twee landen verbeterden, een verbintenis om nucleaire arsenalen te beperken ontstaan. Een reeks verdragen volgde, met de laatste inwerkingtreding in februari 2011. Net als zijn voorgangers, het nieuwe Strategische Wapenverminderingsverdrag (START) heeft tot doel de strategische wapens verder te verminderen en te beperken. Onder andere maatregelen het vraagt ​​om een ​​totale limiet van 1, 550 kernkoppen [bron:het Witte Huis].

Helaas, zelfs als Rusland en de VS voorzichtig van de rand stappen, de dreiging van een nucleaire oorlog blijft bestaan. Negen landen kunnen nu kernkoppen afleveren op ballistische raketten [bron:Fischetti]. Ten minste drie van die landen - de V.S., Rusland en China kunnen elk doelwit waar ook ter wereld aanvallen. De wapens van vandaag kunnen gemakkelijk wedijveren met de vernietigende kracht van de bommen die op Japan zijn gevallen. In 2009, Noord-Korea heeft met succes een kernwapen getest dat zo krachtig is als de atoombom die Hiroshima vernietigde. De ondergrondse explosie was zo groot dat er een aardbeving ontstond met een kracht van 4,5 [bron:McCurry].

Hoewel het politieke landschap van nucleaire oorlogsvoering in de loop der jaren aanzienlijk is veranderd, de wetenschap van het wapen zelf -- de atomaire processen die al die woede ontketenen -- zijn bekend sinds Einstein. In dit artikel wordt besproken hoe kernbommen werken, inclusief hoe ze zijn gebouwd en geïmplementeerd. Eerst volgt een snel overzicht van de atomaire structuur en radioactiviteit.

Inhoud
  1. Atomaire structuur en radioactiviteit
  2. Kernsplijting
  3. Nucleaire brandstof
  4. Ontwerp van splijtingsbom
  5. Kernsplijting Bom Triggers
  6. Fusiebommen
  7. Levering van kernbom
  8. Gevolgen en gezondheidsrisico's van kernbommen

Atomaire structuur en radioactiviteit

Een atoom, in het eenvoudigste model, bestaat uit een kern en ronddraaiende elektronen.

Voordat we bij de bommen kunnen komen, we moeten klein beginnen, atomair klein. Een atoom , je zult je herinneren, bestaat uit drie subatomaire deeltjes -- protonen , neutronen en elektronen . Het centrum van een atoom, genaamd de kern , bestaat uit protonen en neutronen. Protonen zijn positief geladen, neutronen hebben helemaal geen lading en elektronen zijn negatief geladen. De proton-tot-elektron verhouding is altijd één op één, dus het atoom als geheel heeft een neutrale lading. Bijvoorbeeld, een koolstofatoom heeft zes protonen en zes elektronen.

Zo eenvoudig is het echter niet. De eigenschappen van een atoom kunnen aanzienlijk veranderen op basis van hoeveel van elk deeltje het heeft. Als je het aantal protonen verandert, je eindigt met een heel ander element. Als je het aantal neutronen in een atoom verandert, je eindigt met een isotoop . Bijvoorbeeld, koolstof heeft drie isotopen:1) koolstof-12 (zes protonen + zes neutronen), een stabiele en veel voorkomende vorm van het element, 2) koolstof-13 (zes protonen + zeven neutronen), die stabiel maar zeldzaam is en 3) koolstof-14 (zes protonen + acht neutronen), wat zeldzaam en onstabiel (of radioactief) is om op te starten.

Zoals we zien bij koolstof, de meeste atoomkernen zijn stabiel, maar een paar zijn helemaal niet stabiel. Deze kernen zenden spontaan deeltjes uit die wetenschappers noemen: straling . Een kern die straling uitzendt is, natuurlijk, radioactief , en de handeling van het uitzenden van deeltjes staat bekend als: radioactief verval . Als je bijzonder nieuwsgierig bent naar radioactief verval, je zult willen lezen hoe nucleaire straling werkt. Voor nu, we bespreken de drie soorten radioactief verval:

  1. Alfa verval: Een kern stoot twee protonen en twee aan elkaar gebonden neutronen uit, bekend als an alfa deeltje.
  2. Bèta verval: Een neutron wordt een proton, een elektron en een antineutrino . Het uitgeworpen elektron is a beta deeltje.
  3. Spontane splitsing: Een kern splitst zich in twee stukken. In het proces, het kan neutronen uitstoten, die neutronenstralen kunnen worden. De kern kan ook een uitbarsting van elektromagnetische energie uitzenden die bekend staat als a Gamma-straal. Gammastraling is het enige type nucleaire straling dat afkomstig is van energie in plaats van snel bewegende deeltjes.

Onthoud vooral dat splijtingsdeel. Het zal blijven komen als we de innerlijke werking van atoombommen bespreken.

Kernsplijting

Bij kernbommen zijn de troepen betrokken, sterk en zwak, die de kern van een atoom bij elkaar houden, vooral atomen met onstabiele kernen. Er zijn twee fundamentele manieren waarop kernenergie uit een atoom kan worden vrijgemaakt. In kernsplijting (afgebeeld), wetenschappers splitsten de kern van een atoom in twee kleinere fragmenten met een neutron. Kernfusie -- het proces waarbij de zon energie produceert -- omvat het samenbrengen van twee kleinere atomen om een ​​grotere te vormen. In beide processen, splijting of fusie, grote hoeveelheden warmte-energie en straling worden afgegeven.

We kunnen de ontdekking van kernsplijting toeschrijven aan het werk van de Italiaanse natuurkundige Enrico Fermi. In de jaren dertig, Fermi toonde aan dat elementen die worden blootgesteld aan neutronenbombardementen kunnen worden omgezet in nieuwe elementen. Dit werk resulteerde in de ontdekking van langzame neutronen, evenals nieuwe elementen die niet in het periodiek systeem voorkomen. Kort na Fermi's ontdekking, Duitse wetenschappers Otto Hahn en Fritz Strassman bombardeerden uranium met neutronen, die een radioactieve bariumisotoop produceerde. Ze concludeerden dat de neutronen met lage snelheid ervoor zorgden dat de uraniumkern splijt, of uiteenvallen, in twee kleinere stukken.

Hun werk leidde tot intense activiteit in onderzoekslaboratoria over de hele wereld. Aan de Princeton-universiteit, Niels Bohr werkte samen met John Wheeler om een ​​hypothetisch model van het splijtingsproces te ontwikkelen. Ze speculeerden dat het de uraniumisotoop uranium-235 was, niet uranium-238, splijting ondergaan. Ongeveer tegelijkertijd, andere wetenschappers ontdekten dat het splijtingsproces ertoe leidde dat er nog meer neutronen werden geproduceerd. Dit bracht Bohr en Wheeler ertoe een gewichtige vraag te stellen:kunnen de vrije neutronen die bij splijting ontstaan, een kettingreactie veroorzaken waarbij een enorme hoeveelheid energie vrijkomt? Als, het zou mogelijk zijn om een ​​wapen met ongekende kracht te bouwen.

En het was.

Nucleaire brandstof

Ambtenaren van het Manhattan Project, de codenaam voor het Amerikaanse plan om atoomwapens te ontwikkelen, inspecteer de detonatieplaats van de Trinity atoombomtest. Dat is Dr. Robert J. Oppenheimer met de witte hoed. Los Alamos National Laboratory/Time Life Pictures/Getty Images

In maart 1940, een team van wetenschappers aan de Columbia University in New York City bevestigde de hypothese van Bohr en Wheeler - de isotoop uranium-235 , of U-235 , was verantwoordelijk voor kernsplijting. Het Columbia-team probeerde in de herfst van 1941 een kettingreactie op gang te brengen met behulp van U-235, maar faalde. Al het werk verhuisde toen naar de Universiteit van Chicago, waar, op een squashbaan onder het Stagg Field van de universiteit, Enrico Fermi bereikte eindelijk 's werelds eerste gecontroleerde nucleaire kettingreactie. Ontwikkeling van een atoombom, met U-235 als brandstof, verliep snel.

Vanwege het belang ervan bij het ontwerp van een atoombom, laten we de U-235 nader bekijken. U-235 is een van de weinige materialen die kan ondergaan: geïnduceerde splijting . In plaats van meer dan 700 miljoen jaar te wachten tot uranium op natuurlijke wijze vergaat, het element kan veel sneller worden afgebroken als een neutron in zijn kern loopt. De kern zal het neutron zonder aarzelen absorberen, onstabiel worden en onmiddellijk splitsen.

Zodra de kern het neutron vangt, het splitst zich in twee lichtere atomen en werpt twee of drie nieuwe neutronen af ​​(het aantal uitgeworpen neutronen hangt af van hoe het U-235-atoom zich splitst). De twee lichtere atomen zenden vervolgens gammastraling uit terwijl ze zich in hun nieuwe toestand nestelen. Er zijn een paar dingen over dit geïnduceerde splijtingsproces die het interessant maken:

  • De kans dat een U-235-atoom een ​​neutron invangt terwijl het langskomt, is vrij groot. In een bom die goed werkt, meer dan één neutron dat uit elke splijting wordt uitgestoten, veroorzaakt een andere splijting. Het helpt om een ​​grote cirkel van knikkers te zien als de protonen en neutronen van een atoom. Als je één knikker -- een enkel neutron -- in het midden van de grote cirkel schiet, het zal een knikker raken, die nog een paar knikkers zal raken, enzovoort totdat een kettingreactie voortduurt.
  • Het proces van het vangen van het neutron en het splitsen gebeurt heel snel, in de orde van picoseconden (0,00000000001 seconden).
  • Om deze eigenschappen van U-235 te laten werken, een monster van uranium moet zijn: verrijkt ; dat wil zeggen dat de hoeveelheid U-235 in een monster moet worden verhoogd tot boven de natuurlijk voorkomende niveaus. Uranium van wapenkwaliteit bestaat voor ten minste 90 procent uit U-235.

1941, wetenschappers van de University of California in Berkeley ontdekten een ander element - element 94 - dat potentieel zou kunnen bieden als nucleaire brandstof. Ze noemden het element plutonium , en gedurende het volgende jaar, ze maakten genoeg voor experimenten. Eventueel, ze stelden de splijtingskenmerken van plutonium vast en identificeerden een tweede mogelijke brandstof voor kernwapens.

Ontwerp van splijtingsbom

Als je denkt aan kritische massa in termen van knikkers, de strakke vorming van knikkers vertegenwoordigt kritische massa en de drie eenzame knikkers staan ​​voor neutronen. iStockfoto/Thinkstock

In een splijtingsbom, de brandstof moet apart worden bewaard subkritisch massa, die splijting niet ondersteunt, om voortijdige ontploffing te voorkomen. Kritieke massa is de minimale massa van splijtbaar materiaal die nodig is om een ​​kernsplijtingsreactie in stand te houden. Denk nog eens na over de marmeren analogie. Als de cirkel van knikkers te ver uit elkaar wordt gespreid - subkritische massa - zal er een kleinere kettingreactie optreden wanneer de "neutronenmarmer" het midden raakt. Als de knikkers dichter bij elkaar in de cirkel worden geplaatst - kritische massa - is er een grotere kans dat er een grote kettingreactie plaatsvindt.

Het houden van de brandstof in afzonderlijke subkritische massa's leidt tot ontwerpuitdagingen die moeten worden opgelost om een ​​splijtingsbom goed te laten functioneren. De eerste uitdaging, natuurlijk, brengt de subkritische massa's samen om een superkritisch massa, die meer dan genoeg neutronen zal leveren om een ​​splijtingsreactie in stand te houden op het moment van detonatie. Bomb-ontwerpers kwamen met twee oplossingen, die we in de volgende sectie zullen behandelen.

Volgende, vrije neutronen moeten in de superkritische massa worden geïntroduceerd om de splijting te starten. Neutronen worden geïntroduceerd door a neutronengenerator . Deze generator is een kleine korrel van polonium en beryllium, gescheiden door folie in de splijtbare brandstofkern. In deze generator:

  1. De folie breekt wanneer de subkritische massa's samenkomen en polonium zendt spontaan alfadeeltjes uit.
  2. Deze alfadeeltjes botsen vervolgens met beryllium-9 om beryllium-8 en vrije neutronen te produceren.
  3. De neutronen beginnen dan met splijting.

Eindelijk, het ontwerp moet het mogelijk maken zoveel mogelijk van het materiaal te splijten voordat de bom ontploft. Dit wordt bereikt door de splijtingsreactie te beperken tot een dicht materiaal genaamd a knoeien , die meestal is gemaakt van uranium-238. De sabotage wordt verwarmd en uitgezet door de kernsplijting. Deze uitzetting van de sabotage oefent druk terug op de kernsplijting en vertraagt ​​de uitzetting van de kern. De sabotage reflecteert ook neutronen terug in de kern van de splijting, het verhogen van de efficiëntie van de splijtingsreactie.

Kernsplijting Bom Triggers

De eenvoudigste manier om de subkritische massa's bij elkaar te brengen, is door een pistool te maken dat de ene massa in de andere schiet. Rond de neutronengenerator wordt een bol van U-235 gemaakt en een kleine kogel van U-235 is verwijderd. De kogel wordt aan het ene uiteinde van een lange buis geplaatst met daarachter explosieven, terwijl de bol aan het andere uiteinde wordt geplaatst. Een luchtdruksensor bepaalt de juiste hoogte voor detonatie en activeert de volgende reeks gebeurtenissen:

  1. De explosieven vuren en stuwen de kogel door de loop.
  2. De kogel raakt de bol en generator, het initiëren van de splijtingsreactie.
  3. De splijtingsreactie begint.
  4. De bom ontploft.

Kleine jongen , de bom viel op Hiroshima, was dit type bom en had een opbrengst van 14,5 kiloton (gelijk aan 14, 500 ton TNT) met een rendement van ongeveer 1,5 procent. Dat is, 1,5 procent van het materiaal werd gesplitst voordat de explosie het materiaal wegvoerde.

De tweede manier om een ​​superkritische massa te creëren, vereist het samenpersen van de subkritische massa's tot een bol door implosie. Dikke man , de bom viel op Nagasaki, was een van deze zogenaamde door implosie geactiveerde bommen . Het was niet eenvoudig om te bouwen. Vroege bomontwerpers hadden verschillende problemen, in het bijzonder hoe de schokgolf uniform over de bol te controleren en te richten. Hun oplossing was om een ​​implosie-apparaat te maken bestaande uit een bol van U-235 om als sabotage te fungeren en een plutonium-239-kern omringd door hoge explosieven. Toen de bom ontplofte, het had een opbrengst van 23 kiloton met een rendement van 17 procent. Dit is wat er gebeurde:

  • De explosieven schoten, het creëren van een schokgolf.
  • De schokgolf drukte de kern samen.
  • De splijtingsreactie begon.
  • De bom ontplofte.

Ontwerpers waren in staat om het door implosie veroorzaakte basisontwerp te verbeteren. In 1943, De Amerikaanse natuurkundige Edward Teller vond het concept van boosting uit. boosten verwijst naar een proces waarbij fusiereacties worden gebruikt om neutronen te creëren, die vervolgens worden gebruikt om splijtingsreacties met een hogere snelheid te induceren. Het duurde nog acht jaar voordat de eerste test de validiteit van boosting bevestigde, maar toen het bewijs kwam, het werd een populair ontwerp. In de jaren die volgden, bijna 90 procent van de in Amerika gebouwde atoombommen maakte gebruik van het boost-ontwerp.

Natuurlijk, fusiereacties kunnen worden gebruikt als de primaire energiebron in een kernwapen, te. In de volgende sectie, we zullen kijken naar de innerlijke werking van fusiebommen.

Fusiebommen

Splijtingsbommen werkten, maar ze waren niet erg efficiënt. Het duurde niet lang voordat wetenschappers zich afvroegen of het tegenovergestelde nucleaire proces - fusie - misschien beter zou werken. Fusie treedt op wanneer de kernen van twee atomen samen één zwaarder atoom vormen. Bij extreem hoge temperaturen, de kernen van waterstofisotopen deuterium en tritium kunnen gemakkelijk samensmelten, daarbij komen enorme hoeveelheden energie vrij. Wapens die profiteren van dit proces staan ​​bekend als: fusiebommen , thermonucleair bommen of waterstofbommen . Fusiebommen hebben een hogere kilotonopbrengst en een grotere efficiëntie dan splijtingsbommen, maar ze bieden enkele problemen die moeten worden opgelost:

  • Deuterium en tritium, de brandstoffen voor fusie, zijn beide gassen, die moeilijk op te bergen zijn.
  • Tritium is schaars en heeft een korte halfwaardetijd.
  • Brandstof in de bom moet continu worden bijgevuld.
  • Deuterium of tritium moet bij hoge temperatuur sterk worden gecomprimeerd om de fusiereactie te starten.

Wetenschappers overwinnen het eerste probleem door lithiumdeuteraat te gebruiken, een vaste verbinding die bij normale temperatuur geen radioactief verval ondergaat, als het belangrijkste thermonucleaire materiaal. Om het tritiumprobleem op te lossen, bomontwerpers vertrouwen op een splijtingsreactie om tritium uit lithium te produceren. De splijtingsreactie lost ook het laatste probleem op. Het grootste deel van de straling die vrijkomt bij een splijtingsreactie is: röntgenstralen , en deze röntgenstralen zorgen voor de hoge temperaturen en drukken die nodig zijn om fusie op gang te brengen. Dus, een fusiebom heeft een ontwerp in twee fasen - een primaire splijtings- of versterkte splijtingscomponent en een secundaire fusiecomponent.

Om dit bomontwerp te begrijpen, stel je voor dat je in een bomhuls een implosie-splijtingsbom en een cilinderhuls van uranium-238 (tamper) hebt. In de sabotage bevindt zich het lithiumdeuteride (brandstof) en een holle staaf van plutonium-239 in het midden van de cilinder. Het scheiden van de cilinder van de implosiebom is een schild van uranium-238 en plastic schuim dat de resterende ruimtes in de bombehuizing vult. Ontploffing van de bom veroorzaakt de volgende reeks gebeurtenissen:

  1. De splijtingsbom implodeert, röntgenstraling afgeven.
  2. Deze röntgenstralen verwarmen de binnenkant van de bom en de sabotage; het schild voorkomt voortijdige ontploffing van de brandstof.
  3. De hitte zorgt ervoor dat de stamper uitzet en wegbrandt, druk naar binnen uit tegen het lithiumdeuteraat.
  4. Het lithiumdeuteraat wordt ongeveer 30-voudig geperst.
  5. De compressieschokgolven veroorzaken splijting in de plutoniumstaaf.
  6. De splijtstaaf geeft straling af, warmte en neutronen.
  7. De neutronen gaan het lithiumdeuteraat in, combineer met het lithium en maak tritium.
  8. De combinatie van hoge temperatuur en druk is voldoende om tritium-deuterium- en deuterium-deuteriumfusiereacties te laten plaatsvinden, meer warmte produceren, straling en neutronen.
  9. De neutronen van de fusiereacties veroorzaken splijting in de uranium-238-stukken van de sabotage en het schild.
  10. Splijting van de sabotage- en schildstukken produceren nog meer straling en warmte.
  11. De bom ontploft.

Al deze gebeurtenissen gebeuren in ongeveer 600 miljardste van een seconde (550 miljardste van een seconde voor de kernsplijtingsbom-implosie, 50 miljardste van een seconde voor de fusiegebeurtenissen). Het resultaat is een immense explosie met een 10, Opbrengst van 000 kiloton -- 700 keer krachtiger dan de Little Boy-explosie.

Levering van kernbom

Een atoombom van het type 'Little Boy' die tot ontploffing werd gebracht boven Hiroshima, Japan MPI/Getty Images

Een atoombom bouwen is één ding. Het is heel iets anders om het wapen naar het beoogde doel te brengen en het met succes tot ontploffing te brengen. Dit gold vooral voor de eerste bommen die wetenschappers aan het einde van de Tweede Wereldoorlog bouwden. Schrijven in een uitgave van Scientific American uit 1995, Philip Morrison, een lid van het Manhattan-project, zei dit over de vroege wapens:"Alle drie de bommen van 1945 - de [Trinity]-testbom en de twee bommen die op Japan zijn gevallen - waren meer geïmproviseerde stukken complexe laboratoriumapparatuur dan dat het betrouwbare wapens waren."

De levering van die bommen op hun eindbestemming was bijna net zo veel geïmproviseerd als hun ontwerp en constructie. De USS Indianapolis vervoerde op 28 juli de onderdelen en verrijkte uraniumbrandstof van de Little Boy-bom naar het Pacifische eiland Tinian, 1945. De componenten van de Fat Man-bom, gedragen door drie gemodificeerde B-29's, arriveerde op 2 augustus. Een team van 60 wetenschappers vloog vanuit Los Alamos, NM, naar Tinian om te helpen bij de montage. De Little Boy-bom -- met een gewicht van 9, 700 pond (4, 400 kilogram) en het meten van 10 voet (3 meter) van neus tot staart -- was als eerste klaar. Op 6 augustus, een bemanning laadde de bom in de Enola Gay, een B-29 bestuurd door kolonel Paul Tibbets. Het vliegtuig maakte de 750 mijl (1, 200 kilometer) reis naar Japan en gooide de bom in de lucht boven Hiroshima, waar het op 9 augustus precies om 8.12 uur ontplofte. de bijna 11, 000 pond (5, 000 kilogram) Fat Man-bom maakte dezelfde reis aan boord van de Bockscar, een tweede B-29 bestuurd door Maj. Charles Sweeney. Zijn dodelijke lading explodeerde net voor het middaguur boven Nagasaki.

Vandaag, de methode die in Japan wordt gebruikt - zwaartekrachtbommen die door vliegtuigen worden gedragen - blijft een haalbare manier om kernwapens te leveren. Maar door de jaren heen omdat kernkoppen in omvang zijn afgenomen, andere opties zijn beschikbaar gekomen. Veel landen hebben een aantal ballistische en kruisraketten opgeslagen die zijn bewapend met nucleaire apparaten. Meest ballistische raketten worden gelanceerd vanuit silo's of onderzeeërs op het land. Ze verlaten de atmosfeer van de aarde, reizen duizenden kilometers naar hun doelen en gaan de atmosfeer weer in om hun wapens in te zetten. Kruisraketten hebben kortere reikwijdten en kleinere kernkoppen dan ballistische raketten, maar ze zijn moeilijker te detecteren en te onderscheppen. Ze kunnen vanuit de lucht worden gelanceerd, van mobiele draagraketten op de grond en van marineschepen.

Tactische kernwapens , of TNW's , werd ook populair tijdens de Koude Oorlog. Ontworpen voor kleinere gebieden, TNW's omvatten korteafstandsraketten, artilleriegranaten, landmijnen en dieptebommen. Draagbare TNW's, zoals het Davy Crockett-geweer, maken het voor kleine teams van één of twee man mogelijk om een ​​nucleaire aanval uit te voeren.

Gevolgen en gezondheidsrisico's van kernbommen

Een foto toont de eerste atoombomtest op 16 juli, 1945, om 05.30 uur, op de Trinity Site in New Mexico. Joe Raedle/Getty Images

De ontploffing van een kernwapen ontketent een enorme vernietiging, maar de ruïnes zouden microscopisch bewijs bevatten van waar het materiaal van de bommen vandaan kwam. De ontploffing van een atoombom boven een doel zoals een bevolkte stad veroorzaakt enorme schade. De mate van schade hangt af van de afstand van het centrum van de bomexplosie, die heet de hypocentrum of Ground Zero . Hoe dichter je bij het hypocentrum bent, hoe groter de schade. De schade wordt veroorzaakt door verschillende dingen:

  • Een golf van intense warmte van de explosie
  • Druk van de schokgolf veroorzaakt door de ontploffing
  • straling
  • Radioactieve neerslag (wolken van fijne radioactieve stofdeeltjes en bompuin die terugvallen op de grond)

In het hypocentrum, alles is meteen verdampt door de hoge temperatuur (tot 500 miljoen graden Fahrenheit of 300 miljoen graden Celsius). Buiten het hypocentrum, de meeste slachtoffers vallen door brandwonden door de hitte, verwondingen door rondvliegende brokstukken van ingestorte gebouwen door de schokgolf en acute blootstelling aan de hoge straling. Buiten het onmiddellijke explosiegebied, slachtoffers worden veroorzaakt door de hitte, de straling en de branden die door de hittegolf zijn ontstaan. Op de lange termijn, radioactieve neerslag vindt plaats over een groter gebied vanwege de heersende winden. De radioactieve neerslagdeeltjes komen in de watervoorziening terecht en worden ingeademd en opgenomen door mensen op afstand van de ontploffing.

Wetenschappers hebben overlevenden van de bombardementen op Hiroshima en Nagasaki bestudeerd om de korte- en langetermijneffecten van nucleaire explosies op de menselijke gezondheid te begrijpen. Straling en radioactieve neerslag beïnvloeden die cellen in het lichaam die actief delen (haar, darm, beenmerg, voortplantingsorganen). Enkele van de resulterende gezondheidsproblemen zijn:

  • Misselijkheid, braken en diarree
  • Staar
  • Haaruitval
  • Verlies van bloedcellen

Deze aandoeningen verhogen vaak het risico op leukemie, kanker, onvruchtbaarheid en geboorteafwijkingen.

Wetenschappers en artsen bestuderen nog steeds de overlevenden van de bommen die op Japan zijn gevallen en verwachten dat er in de loop van de tijd meer resultaten zullen verschijnen.

In 1980, wetenschappers beoordeelden de mogelijke effecten van nucleaire oorlogsvoering (veel atoombommen die in verschillende delen van de wereld ontploffen) en stelden de theorie voor dat een nucleaire winter zou kunnen gebeuren. In het nucleaire winterscenario de explosie van vele bommen zou grote wolken van stof en radioactief materiaal doen oprijzen die hoog in de atmosfeer van de aarde zouden reizen. Deze wolken zouden het zonlicht blokkeren. Het verminderde niveau van zonlicht zou de oppervlaktetemperatuur van de planeet verlagen en de fotosynthese door planten en bacteriën verminderen. De vermindering van de fotosynthese zou de voedselketen verstoren, massale uitsterving van het leven (inclusief de mens) veroorzaken. Dit scenario is vergelijkbaar met de asteroïde-hypothese die is voorgesteld om het uitsterven van de dinosauriërs te verklaren. Voorstanders van het nucleaire winterscenario wezen op de wolken van stof en puin die ver over de planeet reisden na de vulkaanuitbarstingen van Mount St. Helens in de Verenigde Staten en Mount Pinatubo in de Filippijnen.

Kernwapens hebben ongelooflijke, vernietigende kracht op lange termijn die veel verder gaat dan het oorspronkelijke doel. Dit is de reden waarom de regeringen van de wereld de verspreiding van technologie en materialen voor het maken van kernbommen proberen te beheersen en het arsenaal aan kernwapens dat tijdens de Koude Oorlog is ingezet, te verminderen. Het is ook de reden waarom kernproeven van Noord-Korea en andere landen zo'n sterke respons krijgen van de internationale gemeenschap. De bombardementen op Hiroshima en Nagasaki kunnen vele decennia geleden zijn, maar de afschuwelijke beelden van die noodlottige ochtend in augustus branden even helder en helder als altijd.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Alfa, Bèta of gamma? Het is de nucleaire stralingsquiz.
  • Hoe kernenergie werkt
  • Hoe kernreactoren werken
  • Hoe de Japanse nucleaire crisis werkt
  • Hoe kruisraketten werken
  • Hoe radioactieve opruiming werkt
  • 5 ongelooflijke laatste pogingen om rampen te voorkomen
  • Hoe kanker werkt

Meer geweldige links

  • Race voor de Superbom
  • Kinderen van de atoombom
  • Koude Oorlog

bronnen

  • Fischetti, Markering. "De nucleaire dreiging." Wetenschappelijke Amerikaan. november 2007.
  • McCurry, Justinus. "Noord-Korea test kernwapen 'zo krachtig als een Hiroshima-bom'." Guardian. 25 mei 2009. (1 april 2011) http://www.guardian.co.uk/world/2009/may/25/north-korea-hiroshima-nuclear-test
  • Morrison, Filip. "Herinneringen aan een nucleaire oorlog." Wetenschappelijke Amerikaan. Augustus 1995.
  • "Nucleair wapen." Encyclopedie Britannica. Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica, 2011. Web. 01 april 2011.http://www.britannica.com/EBchecked/topic/421827/nuclear-weapon

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Verschil tussen koppelingstoewijzing en chromosoommapping
  2. Soorten sporenvormende bacteriën
  3. Relaties tussen mitose in eukaryote cellen en binaire fissie in Prokaryoten
  4. De machtige Banyan-boom kan eeuwenlang lopen en leven
  5. 7 soorten bindweefsel
  6. Onderzoeksthema's in de biotechnologie
  7. Soorten Agar-platen
  8. Kan glucose door het celmembraan diffunderen door eenvoudige diffusie?
  9. Wat is de formule voor cellulaire ademhaling?

Wetenschap