V týchto dňoch sa veľa hovorí o jadrovom programe takej a takej krajiny. Nie toto nie je rozprava o tom či hej či nie, ale len ukážka toho ako to vlastne funguje. Na čo to ten Oppenheimerov tím vedcov vtedy v manhattanskom projekte prišiel ...

Jadrové bomby uvoľňjú sily, silné aj slabé, ktoré držia jadro atómu pohromade. Používajú sa atómy látok s nestabilnými jadrami. Sú dve základné spôsoby ako uvoľniť jadrovú energiu:

- jadrové štiepenie: jadro sa rozdelí na dve menšie čiastočky pomocou neutrónu. Táto metóda sa používa hlavne pri izotopoch (rovnaké množstvo protónov ale odlišné množstvo neutrónov) uránu – 235, 238 – a plutónia – 239

- jadrové zlúčenie (fúzia): vezmete dva malé atómy (najčastejšie izotopy vodíka – deuterium, tritium) a spojíte ich dokopy, čím vznikne nová molekula (v našom prípade hélium alebo jeho izotopy). Toto je prípad ako vytvára energiu aj naše Slnko

U oboch procesoch sa uvoľní ohromné množstvo tepelnej energie a rádioaktivity.

Aby sme si mohli vyrobiť atómovú bombu potrebujeme:

- zdroj štiepaceho alebo zlučovacieho paliva

- spúšťací mechanizmus

- spôsob ako väčšinu nášho paliva dostať kam treba (inak nám bomba len tak pufne)

Prvé atómové bomby vôbec vyrobené boli na báze štiepenia. Avšak neskoršie fúziové používali rovnaký spúšťací mechanizmus.


Vynechám historický vývoja jednotlivých bômb, či skôr len v krátkosti: prvé bomby využívali štiepenie jadra uránu-235 pomocou pomalého neutrónu. Urán sa tak rozpadol na dve menšie jadrá. Na to aby reakcia prebehla je potrebné mať určité minimálne množstvo uránu, tzv. kritickú hmotnosť. Preto bol urán v bombe rozložený do menších subkritických hmotností a pred výbuchom bola tato masa zlúčená – rozbuškou alebo implóziou – a vzniklo nadkritické množstvo uránu. Keď toto nastalo, nastala aj samotná reťazová reakcia a hríbik bol na svete. (na rozbuškovom princípe fungovala bomba zvaná Little boy a Fat Man bol zas na implodačnom princípe).

V dnešnej dobe hovoríme o moderných implóziou spúšťaných bombách, ktoré fungujú v nasledovnom postupe:

- rozbuška vybuchne, spôsobí rázovú vlnu a tá ma za následok stlačenie reakčnej hmoty – plutónia – do centra.

- V centre sa nachádza jadro z berýlia a polónia – plutónium do neho proste narazí

- Nastáva štiepenie

- Bomba exploduje



Fúziové bomby (tiež nazývané termonukleárne bomby)

Tieto bomby neboli až tak efektívne. Tento problém bol však vyriešený. Pri tejto bombe sa vyskytujú tri základné problémy:

- deutérium a trítium sú plyny, ťažko skladovateľné

- trítium má krátku životnosť a tým pádom by tak bomba mohla byť po určitom čase nepoužiteľná

- aby sa mohla spustiť reakcia musia byť oba plyny vo vysokom tlaku a vysokej teplote

Problémy boli vyriešené pomocou lítia. To pomohlo uskladniť deutérium a zároveň pri spustení reakcie lítium samo tvorilo trítium. A röntgenové žiarenie takto vzniknuté vytváralo dostatok energie na zahriatie a aj dostatočný tlak.

Stavba takejto bomby si vyžadovala nejaké tie hlavičky, ktoré to museli vymyslieť a boli to chlapíci zvaní Teller a Ulam. A ich nápad je v tomto postupe:

- štiepiaca bomba imploduje, čím vytvorí röntgenové žiarenie

- tie zahrejú vnútro a dusidlo, ale štít ochráni pred skorou detonáciou paliva

- teplo prinúti dusidlo expandovať a zhorieť a pustí tlak aby mohol pôsobiť na deutérium s lítiom

- deutérium s lítiom sú stlačené asi 30timi zarážkami

- rázová vlna spôsobí štiepenie plutóniovej tyče vo vnútri

- toto štiepenie uvoľní radiáciu, teplo a neutróny

- neutróny vletia do deutéria s lítiom a reagujú s lítiom, čím vznikne trítium

- vysoký tlak a teplo spôsobia zlučovanie trítia s deutériom a deutéria s deutériom čo uvoľňuje ešte viac tepla, neutrónov a radiácie

- neutróny z fúzie spúšťajú štiepenie uránu-238, ktorého čiastočky boli v dusidle a štíte

- štiepenie spôsobuje ešte viac radiácie a tepla

- bomba exploduje