(Prezentácia)
Dobré ráno, dámy a páni. Najprv mi dovoľte sa predstaviť. Moje meno je Lenny a som študentom Fakulty Výrobných Technológií Technickej Univerzity Košice. Dne idem hovoriť o nukleárnych zbraniach. Moju prezentáciu by som chcel rozdeliť na dve časti. Najprv by som hovoril o atómovej bombe a štiepení. V druhej časti zadefinujem vodíkovú bombu a reakcie pri fúzii. Ak nenamietate nič proti tomu, necháme otázky až na záver.

BOMBA

Najjednoduchšia štiepna bomba, alebo atómová bomba, pozostáva z dvoch kusov uránu 238 takže oddelene ich hmoty sú menšie než kritická hmota, ale spolu ich hmoty dávajú súčet viac než kritická hmota. Aby sme priviedli takúto k výbuchu bombu, dve kusy uránu 235, pôvodne v bezpečnej vzdialenosti jeden od druhého, sú zrazu priblížené blízko ku sebe. Zhromaždenie dvoch podkritických hmôt do jednodielnej nadkritickej hmoty musí byť vykonané veľmi rýchlo; ak sú dve hmoty zostavené pomaly, čiastočný výbuch (predbežný výbuch) sa rozšíri ich bokmi predčasne, pred reťazovou reakciou sa môže uvoľniť jeho plná energia – výbuch zlyhá. Prístroj zvyčajne používaný pre zostavovanie dvojice kusov uránu ku sebe vo vysokej rýchlosti (obrázok 1); hnacia hmota je normálna chemická trhavina.

Obr. 1. Štiepna bomba užívajúca strelný aparátObr. 2. Implozívny prístroj

Dômyselnejšia štiepna bomba pozostáva z (iba) podkritickej väčšiny plutónia 239; ak to je zrazu stlačené na vyššiu ako normálnu hustotu, to sa stane nadkritické. Náhle stlačenie je dosiahnuté predbežným výbuchom chemickej trhaviny takej ako TNT. Ak táto trhavina bola opatrne zrovnaná v obale dookola oblasti 239Pu (obrázok 2), potom jej výbuch bude tlačiť guľu 239Pu do seba; táto implózia plutónia veľmi náhle privedie jeho hustotu k nadkritickej hodnote a spúšťače reťazovej reakcie. Implozívna technika je používaná s plutóniom 239, pretože tento izotop má silnú tendenciu predbežne detonovať; ak raz bola použitá strelná technika na zoskupenie dvoch podkritických väčšín 239Pu, reťazová reakcia začala zatiaľ čo sa hmoty stále pohybovali navzájom ku sebe; vyplývajúci predčasný výbuch tlačil hmoty bokom a predchádzal plnému vývoju reťazovej reakcie. Implozívna technika zhromaždí nadkritickú hmotu omnoho rýchlejšie a preto sa vyhneme problému predčasného výbuchu.

V priebehu druhej svetovej vojny, vedecko-vojenský priemyslový komplex známy ako Oblasť Manhattan vyrobila tri atómové bomby: jedna plutóniová bomba odpálená v Alamogordo, Nevé Mexico, 16 júla 1945, ďalšia plutóniová bomba odpálená v Nagasaki, Japonsko, 9 augusta 1945 a jedna uránová bomba odpálená v Hiroshime, Japonsko, 6 augusta 1945. Všetky tieto bomby mali účinok asi 20 kiloton, t.j., výbušnú silu rovnajúcu sa 20,000 tonám TNT. To je energia uvoľnená štiepením 1 kg uránu (alebo plutónia). Teda tieto zaradenia boli celkom neefektívne – len malý zlomok celkovej väčšiny štiepneho materiálu skutočne podstúpil štiepenie; zvyšok bol iba rozptýlený v krížom krážom, odviaty preč predtým, než to malo šancu na účinkovať.

Urán používaný pre bomby má byť vysoko čistené, "zbrojný stupeň" 235U. Uránové rudy obsahujú zmes 99.3% nežiaduceho izotopu 238U a len 0.7% izotopového 235U. Tieto izotopy sú chemicky zhodné, ich separácia je veľmi namáhavá. Separačný proces závisí na malom rozdiele v hmotách: v plynovej zložke uránu, takej ako UF6, pri danej teplote, molekuly obsahujúce 235U majú trochu vyššia priemerná rýchlosť než molekuly obsahujúce 238U, a oni sa budú vysielať trochu rýchlejšie cez pórovitú blanu; preto takáto membrána pôsobí ako (čiastočný) filter separácie 235U z 238U. Toto je základom procesu difúzie plynu, ktorý je stále hlavný zdroj veľmi obohateného 235U.

Plutónium sa nenachádza v prírode, s výnimkou bezvýznamných stopových množstiev. Je vyrábaný umelo, premenou uránu v nukleárnom reaktore.