Teknik/Fysik

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

1. Kärnvapen – störst och starkast
   - Atombombens uppbyggnad och funktion
   - Fissionsprocessen
   - Bomberna över Hiroshima och Nagasaki
   - Hiroshima
   - Nagasaki
   - Hibakusha – överlevarna
   - Inga fler Hiroshima – inga fler Nagasaki
   
   
2. Vätebombens uppbyggnad och funktion
   - Fusionsprocessen
   Material till kärnvapen
   - Uranbrytning
   - Uranmalning
   - Urananrikning
   - Upparbetning
   - Kärnkraft – kärnvapen
   
   
3. Vapenbärare
   - Strategiska kärnvapen
   - Regionala kärnvapen
   - Taktiska kärnvapen
   - Bunker Buster
   - Dirty bombs
   - Neutronbomben
   
   
4. Fingret på knappen
   Kärnvapenkrig av misstag
   - Beredskapsnivåer
   - Falskt alarm
   - Mänskliga faktorn
   
   
5. Vad händer när det smäller?
   - Tryckvågen
   - Värmestrålning/värmevåg
   - Elektromagnetisk puls (EMP)
   - Initialstrålning
   - Strålningsskador
   - Radioaktivt nedfall
   

Kärnvapen – störst och starkast
Kärnvapen är det mest kraftfulla vapen som uppfunnits. Kärnvapens oerhörda verkan bygger på frigörelse av den enorma energi som håller samman atomkärnor. Styrkan i en kärnladdning är ett mått på den mängd explosionsenergi den kan producera.

Styrkan anges som det antal ton trotyl (konventionellt kemiskt sprängämne) som krävs för att åstadkomma motsvarande energiutveckling. Atomer som utgör grunden för kärnvapen är pyttesmå – så små att det är svårt att föreställa sig. För att skapa en bild av atomens litenhet, tänk på en baseboll. Den är ungefär sju centimeter i diameter. Om en atom var lika stor som en baseboll, så skulle bollen i jämförelse med detta vara nästan 5000 kilometer hög! Om atomer är så små – hur kan det då komma sig att de kan frigöra sådana mängder av energi som i en kärnvapenexplosion?

Det finns två huvudtyper av kärnvapen: atombomben där frigörelsen av energi sker genom klyvning (fission) av tunga atomkärnor som t ex uran och plutonium, samt vätebomben, eller termonukleär bomb, där frigörelsen av energi åstadkoms genom en sammanslagning (fusion) av lätta atomkärnor som t ex isotoper av väte.

Atombombens uppbyggnad och funktion
I atombomben frigörs energi genom fission. Tunga atomkärnor, uran eller plutonium, klyvs när de träffas av neutroner. Vid fissionen frigörs mängder av energi, och dessutom fler neutroner som kan klyva fler atomkärnor och frigöra ännu mer energi i en enorm kedjereaktion: atombomben. För att en sådan reaktion ska utvecklas krävs en viss minsta mängd material, en s.k. kritisk massa.

Fissionsprocessen
Fissionsbomben, även kallad atombomb, är den enklare och svagare sorten av två sorters kärnvapen. Atombomben är uppbyggd för att genom en kedjereaktion frigöra så mycket energi som möjligt så snabbt som möjligt innan den frigjorda energin skapar en explosion och kedjereaktionen upphör. Ju längre kedjereaktionen varar, desto större blir explosionen. För att en sådan reaktion ska sättas igång krävs en viss minsta mängd material, en s.k. kritisk massa.

Hur stor den kritiska massan ska vara för att uppnå en explosion beror på materialets kärnfysikaliska egenskaper, densitet och form.

De vanligaste ämnena för att åstadkomma en kärnklyvning är uran-235 och plutonium-239. Dessa ämnen kan upprätthålla en kedjereaktion nog länge för att producera en stark explosion. Produkterna av klyvningsprocessen blir ett hundratal radioaktiva isotoper av krypton, barium, jod-131, cesium-137 och strontium-90

En kärnfission, alltså den kedjereaktion som ligger i grunden för en atombomb.

En kärnfusion, alltså den kedjereaktion som ligger i grunden för en vätebomb.

Fusion sker då lätta ämnen, till exempel vätekärnor, smälter samman till tyngre ämnen, samtidigt som enorma mängder energi frigörs. För att detta skall kunna ske krävs extremt höga temperaturer och tryck. I stjärnor förekommer kärnfusion i mitten av stjärnan, och det är detta som är deras energikälla. På jorden förekommer fusion i större omfattning endast i vätebomber.

I en vätebomb slås två isotoper av deuterium och tritium ihop med hög hastighet till en kärna av helium och en neutron. Fusionen av de två isotoperna frigör stora mängder energi, som i en vätebomb utgör själva explosionen.

Material till kärnvapen
De vanligaste materialen för kärnvapen är uran (U) och plutonium (P). Medan uran förkommer som ett naturligt grundämne i jorden, är plutonium i princip icke-existerande i naturlig form och skapas därför syntetiskt i kärnreaktorer av uran-238. Naturligt uran består huvudsakligen av två isotoper, U-235 och U-238. Båda har mycket långa halveringstider, 0,7 respektive 4,5 miljarder år. Det uran som finns i naturen har en mycket låg halt av U-235 (0,7 %). Bränsle för kärnkraftsreaktorer innehåller vanligen 3-4 % U-235. För uran av vapenkvalitet krävs i regel 95 % U-235. Därför behöver uranet anrikas, vilket görs i anrikningsanläggningar som är stora industrier och som separerar materialet och därmed får fram en högre koncentration av den nödvändiga isotopen U-235.

Plutoniumrester från kärnkraftsreaktorer för energiproduktion kan användas för att bygga ett kärnvapen, även om processen är svårhanterlig pga. plutoniumets farliga strålning, samt uppblandningen med andra isotoper som inte ska vara med i ett kärnvapen. Militärt används utarmat uran-238 som pansarbrytande ammunition och även som förstärkning i stridsvagnars pansarskal. Användning av utarmat uran i vapen har stora hälsokonsekvenser för befolkningen i de områden där vapnen används, pga. att ämnet fortfarande är giftigt.

Vapenbärare
För att ett kärnvapen ska nå det mål man vill behöver man någon form av vapenbärare. Det vanligaste idag är att använda raketer, även kallade missiler, som vapenbärare för kärnvapen. En missil är ett avlångt vapen med förmåga att flyga långt och som exploderar när det når målet. Dessa kan antingen vara ballistiska missiler som saknar styrförmåga eller kryssningsmissiler som kan korrigera sin flygbana och t o m navigera. Beroende på hur lång räckvidd kärnvapnen har indelas de i tre olika kategorier: strategiska, eurostrategiska/regionala samt taktiska kärnvapen

Det finns ingen allmän definition av begreppen och exakt var gränserna går mellan de olika vapentyperna är oklart. Antingen kan man definiera skillnaden mellan strategiska och taktiska kärnvapen efter styrkan på laddningen, på räckvidden på vapenbäraren eller på hur kärnvapnen är tänkta att användas. Om man väljer att definiera kärnvapen efter räckvidden kan ett strategiskt kärnvapen sägas vara ett kärnvapen för insatser på stora avstånd (>5500 km). Taktiska kärnvapen finns i form av missiler, minor och nukleärt artilleri.

Fingret på knappen
Den amerikanska och den ryska presidenten har en ständig följeslagare vart de än går: en väska som bärs av en noga utvald militärofficer som genomgått de mest rigorösa säkerhetsträningsprogrammen. Väskan innehåller en satellitradio samt koderna för att respektive lands kärnvapenarsenal skall kunna avfyras. Denna väska benämns den nukleära fotbollen. ”Fotbollen” etablerades under kalla krigets dagar när USA: s och Sovjetunionens ledare alltid ville ha kontroll över möjligheten att avfyra en kärnvapenattack mot fienden.

I USA har presidenten ensam det sista ordet när det gäller att avfyra kärnvapen. Efter Sovjetunionens kollaps tog Rysslands president över den ryska ”fotbollen”, men i Ryssland kan order om avfyrning utfärdas av presidenten, försvarsministern och överbefälhavaren för ryska armén.

Kärnvapenkrig av misstag
De stora kärnvapenmakterna har ett omfattande nät av satelliter och radarstationer som ska förvarna om fientliga anfall med kärnvapen. Meningen är att den attackerade staten skall kunna uppfatta ett angrepp så snabbt att man hinner avfyra en motattack innan man träffas av fientliga kärnvapenstridsspetsar. Falska larm är tyvärr inte ovanliga. Larmen kan bero på bränder,

provskjutning av vapen, elektroniska störningar eller andra fel. Så att även om kärnvapenmakterna inte skulle ha för avsikt att använda sina kärnvapen finns det alltid en risk att kärnvapenkrig bryter ut på grund av tekniska fel eller mänskliga misstag. Ända sedan kärnvapnens tillkomst har det funnits farhågor för ett kärnvapenkrig av misstag.

Vid flera tillfällen har falska alarm förekommit, där risken för ett kärnvapenkrigsutbrott har varit överhängande. Om fler länder skaffar kärnvapen ökar också risken för kärnvapenkrig av misstag eftersom man kan misstänka att de nya kärnvapenmakterna har mindre utvecklade tekniska kontrollsystem än de gamla kärnvapenmakterna.

Vad händer när det smäller?
Vid en kärnvapenexplosion är det de oerhört starka krafterna i atomkärnans inre som frigörs. När ett kärnvapen exploderar ser man ett intensivt ljussken som från en jätteblixt. Den bländar och bränner allt inom en viss radie. Det finns ingen chans att hinna ta skydd för denna värmestrålning om man inte har fått förvarning.

Allt som finns på platsen där bomben exploderar smulas sönder och förbränns. Kvar blir rök, gaser, och små partiklar som stiger upp i luften. Ett svampliknande moln bildas. Lika snabbt träffas man av joniserande initialstrålning som ger strålsjuka, och dessutom kommer en elektromagnetisk puls som förstör elektrisk utrustning. Båda dessa strålningsformer är osynliga. Strax därefter når tryckvågen fram. Den är så våldsam att den slår sönder hus och krossar människor på många kilometers avstånd. Efter dessa omedelbara verkningar följer sedan det radioaktiva nedfallet som gör stora områden livsfarliga under lång tid framåt.