Kärnvapen

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Inledning

Kärnvapnet är världens effektivaste och farligaste vapen. Dess enorma räckvidd och fascinerande konstruktion har dödat många oskyldiga människor under årens lopp. I den är uppsatsen tänkte jag gå igenom konstruktionen, historian och lite annat om Kärnvapen. Både vätebomben, neutonbomben och atombomben hittar vi under kategorin kärnvapen. Hur det går till att framställa ett sådant här massförstörelsevapen är egentligen hemligstämplad information, men med viss hjälp från några Internethemsidor ska jag göra ett försök.


Framställning/Tillverkning/Funktion

Basen i den komplicerade processen att tillverka en atombomb är att klyva en atom, en tung sådan, till exempel Uran 235 och Plutonium 240. Detta kallas fission. Eftersom atomen är så liten kan man inte använda något fysiskt instrument, utan istället använder man en neutron, som skickas genom atomen som ska delas. Detta resulterar i att flera nya atomer och neutroner bildas, samtidigt som det utsöndras energi från klyvningprocessen. Denna energi är över tusen gånger mer än från konventionella bomber, vilket beror på att atomerna fortsätter att klyvas under en tid. Det hela blir som en lång kedjereaktion med avsikt att förstöra målet. En vätebomb är ännu kraftigare än atombomben och fungerar ungefär likadant, men bakvänt. Där slår vätet ihop sig själv när en viss energimängd nåtts och tillslut bildas helium. För att bomben inte ska explodera av naturligt sönderfall delas den kritiska massan (som faller sönder av sig själv, och för rent uran-235 är 52 kg) in i flera mindre delar, som sedan sammanförs av en ”vanlig liten” sprängning när det är dags. Därför finns också en mängd säkerhetsfunktioner för att förhindra att bomben exploderar innan den skall, och ytterligare en mängd mekanismer för att få bomben att explodera när den skall. Principen är att man blixtsnabbt sammanför delar av sprängmedlet, så snabbt som möjligt, eftersom ju snabbare man för ihop delarna desto effektivare blir bomben. Teoretiskt låter det enkelt, men de tekniska problemen i praktiken är stora. Materialet i bomben måste vara mycket rent, den tekniska precisionen mycket stor och så vidare. När då bomben är i luften är det viktigt att kunna bestämma när den ska explodera. Som jag tidigare nämnde finns avancerad mekanik inom bombens hölje, bland annat avfyrningsanordningen. För att få bomben att explodera på en bestämd höjd kan man använda sig av många olika konstruktioner. En av de enklaste är en sk Aneroid-Barometer som bestämmer höjden i form av tryckskillnader. Nu förtiden använder man sig dock av mer avancerade apparaturer, antingen en radar, eller (som troligtvis stormakterna använder sig av) satellit-triggering, alltså när bomben når marken skickar satelliten en detonationssignal till stridsspetsen.


Skadeverkan

Kärnladdningsexplosionen åstadkommer skador främst genom att ett eldklot bildas med ett sken som är flera gånger starkare än solens, intensiv värmestrålning, en elektromagnetisk puls(EMP), en kraftig stötvåg och joniserande strålning. Ljus och värmestrålningen bländar eller förstör synen under lång tid. Värmestrålningen ger kraftiga brännskador och får brännbara material att spontant antändas. Omfattningen av detta beror naturligtvis på avståndet och laddningens storlek, men vid nollpunkten (platsen omedelbart under detonationen) kan man normalt räkna med en omedelbar förångning av allt levande och att sten och berg förvandlas till glas. Stötvågen färdas från början med överljudshastighet, men övergår snart till ljudhastighet. En plötslig kraftig ökning av lufttrycket gör så att en luftström från nollpunkten bildas. När stötvågen passerat sjunker lufttrycket efter några sekunder till det normala. En ny stötvåg kommer därefter in mot explosionspunkten och varar i flera sekunder. Detta på grund av undertrycket kring nollpunkten. Efter ca 10 sekunder är lufttrycket normalt igen. Stötvågen kan utan problem jämna stora hus med marken. Den joniserande strålningen liknar den som används vid röntgenundersökning, den varken syns eller känns. Strålningen delas in i två typer. Initialstrålning kommer från eldklotet under den första minuten. Den består av gamma- och neutronstrålning. Denna initialstrålning är mycket stark och svår att skydda sig mot, men avtar fort. Den ersätts då av den kvarvarande strålning som kommer från det radioaktiva stoft som spridits efter explosionen. Den består av bl.a. neutron- och betastrålning. Effekterna av joniserande strålning beror på hur kraftig den är och under hur lång tid man blivit utsatt. Om den är tillräckligt kraftig innebär den omedelbar död. En svagare strålning ger upphov till varierande grad av illamående, kräkningar och eventuellt medvetslöshet. All exponering för joniserande strålning ger på sikt en förhöjd risk för cancer. EMPstrålningen drabbar alla former av elektronik. Den fångas upp av utrustningens antenner, kablar och öppningar och orsakar allt ifrån funktionsfel till fullständig förstöring. Magnetlagrad information utplånas. EMP ger störst effekt då laddningen detonerar på höga höjder, eftersom den på så sätt kan nå mycket stora ytor.


Metoder

Effekten av en kärnladdning beror till stor del på vilken höjd man låter den detonera. En höghöjdsdetonation innebär att vapnet sprängs i den övre atmosfären, så högt att varken tryckvåg eller strålning kan skada något på marken. Istället kommer bombens EMP att maximeras. En sådan puls kan kan slå ut oskyddad elektronik inom ett mycket stort område. I ett krig skulle det krävas endast 4-5 bomber för att slå ut all känslig elektronik i hela USA eller Ryssland. Det lokala radioaktiva nedfallet kommer att bli försumbart. Den typiska användningen utgörs av en luftdetonation, vilket innebär att bomben sprängs på en höjd på upp till några kilometer över markytan. Genom en luftdetonation maximeras området på marken som utsätts för bombens tryckvåg. Denna metod är effektivast mot oskyddade mål, såsom städer, trupper, fartyg och t.o.m. mot flygplan i luften (fiendens inkommande atombombare). Bomberna över Hiroshima och Nagasaki var luftdetonationer. Vid en markdetonation kommer eldklotet som bildas vid detonationen i kontakt med marken, och därför kommer massa att kastas upp i luften och joniseras. Det bildas en krater, och förödelsen däromkring kommer att vara omfattande. Radioaktivt stoft kommer att täcka området runt platsen, och stoftet kommer dessutom att föras med vinden över stora ytor. Detta detonationsform ger upphov till det klassiska svampmolnet. Markdetonationer är effektiva mot kraftigt skyddade punktmål, som missilsilos eller bunkrar, eller när man önskar ett kraftigt nedfall. En underjordsdetonation innebär att detonationen sker helt under jord. Detta används för att prova kärnvapen utan att orsaka den omfattande fysiska och ekologiska förstörelse en atmosfärisk detonation ger. Det finns ingen anledning att använda underjordsdetonation i krig.


Historik

Den första kärnklyvningen som skapades av människohand skedde i en källare under en squashbana i Chicago, den 2 december 1942. Det var två europeiska fysiker som hade konstruerat en kärnreaktor av grafit. Den levererade visserligen enbart så mycket energi som en vanlig glödlampa behövde, men det var ett enormt framsteg inom kärnfysiken. De båda fysikerna var flyktingar från fascisteuropa, precis som så många andra vetenskapsmän vid den tiden. Enrico Fermi flydde till USA år 1938 från Italien. Den andra fysikern var ungraren Leo Szilard som hade flytt från Nazi-Tyskland. Det var Szilard som såg de stora perspektiven, och han var med och övertygade President Roosevelt att stödja utvecklingen av atombomben. Utvecklingen därefter gick mycket fort, och bombutvecklingen fortsatte på Manhattan och sen i New Mexico. Där leddes produktionen av Robert Oppenheimer, som anses som en av vår tids främsta vetenskapsmän. Utvecklingsteamet, som bestod av 150 000 man, tog fram tre bomber, en test variant och två avsedda för krigsföring. Faktum är att de samtidigt arbetade parallellt med ett projekt som skulle kunna leda fram till en potentiell fusionsbomb (motsatsen till fission). Efter tre års utveckling och forskning kom dagen då världen skulle få skåda den första atombombssprängningen någonsin. Testet skedde vid Jornada del Muerto Trail (Dödens Färd) vid The Almagordo Bombing Range, New Mexico. Gadget, som bomben hette, byggdes på plats vid detonationsplatsen där man reste ett 100 fot högt torn där bomben placerades. Testsprängningen skedde kl 5:29:45 på morgonen.
För Oppenheimer och hans team handlade det om en vetenskaplig triumf, men när man såg molnet och ljusskenet insåg de flesta inblandade vad de hade åstadkommit, och vad det kunde leda till Flera av fysikerna och teknikerna bakom projektet kom senare att engagera sig i motrörelser mot kärnvapenpolitiken och utvecklingen av nya bomber. Ryssarna sprängde sin första atombomb 1949, men de hade varken kunskap eller pengar att ta fram en egen modell. Ryssarna infiltrerade utvecklingsbasen Los Alamos i New Mexico, med hjälp av några spioner som stal ritningarna Ryssland sedan använde. De kallade den RDS-1, Reaktivnyi Dvigatel Stalina, eller som det betyder på svenska, Stalins Raketmotor


Little Boy och Fatman

Bomben som skulle släppas över Hiroshima var av helt annan design än Fatman/Gadget. Planet som skulle släppa bomben över Hiroshima var en B-29 nr 82. Nu på senare år har sagts att atombomberna över Hiroshima och Nagasaki var en maktdemonstration mot USA:s framtida fiende Sovjetunionen, istället för som USA då hävdade, en räddning på miljontals amerikanska soldaters liv. De liven fick istället oskyldiga japaner betala. Den bomb som släpptes över Nagasaki kallades Fatman och var betydligt mer effektiv än Little Boy. Dess konstruktion påminde om Gadget. Målet för Fatman var den stora vapenfabriken, som för övrigt var det enda militärmålet i Nagasaki.


Vätebomben

Så fort man gjort klart atombomben började arbetet med den ännu mer avancerade och farliga vätebomben, men självklart avsatte inte USA lika stora resurser på projektet som man hade gjort under kriget. arbetade parallellt med ett projekt som skulle kunna leda fram till en potentiell fusionsbomb (motsatsen till fission). Bombdesignen döptes till Super. Så var situationen fram till 1949 då Sovjetunionen sprängde RDS-1, vilket var slutet på USA’s monopol på kärnvapen. Då blev det plötsligt ett politiskt mål för President Truman, och han uttalade att USA skulle fortsätta att utveckla vätebomben, trots protester från diverse fysiker bl a Robert Oppenheimer. ”Atombombens fader” tyckte att man skulle lägga ned projektet efter att ha sett atombomben. Även om Oppenheimer inte bidrog gjorde andra det, och den första vätebomben stod klar år 1951.


Olika länders kärnvapenresurser

Av jordens alla kärnvapen innehar USA och Ryssland hela 98% av dem. Drevet efter att tillverka så många atombomber och andra kärnvapen som möjligt trissades upp under det kalla kriget när båda supermakterna trodde att den andra skulle anfalla. Nu när kriget är över har länderna 1994 skrivit på en överenskommelse, som innebar att man programmerade om de stationära kärnvapnen så att de inte längre är riktade mot den andre. Det är bara symboliskt, eftersom man lätt kan programmera om så att de är riktade mot fienden igen. På grund av ekonomiska skäl har Ryssland dragit in på tillverkningen av kärnvapen och mycket av deras arsenal är inte andvändardugligt, utan kräver ”underhåll” för att kunna fungera. Idag är det bara Frankrike och Kina som aktivt fortsätter testa kärnvapen. Det är svårt att veta exakt hur många kärnvapen som finns, men här ...