Hogyan működnek az atombombák

Az első emberölésre szánt atombomba 1945. augusztus 6-án robbant fel a japán Hirosima felett. Három nappal később egy második bomba robbant Nagaszaki felett. A két bomba robbanásának halálos áldozatai – a becslések szerint 214 000 ember – és az e fegyverek által okozott pusztítás példátlan volt a hadviselés történetében [forrás: Icanw.org].

A második világháború végén az USA volt a világ egyetlen olyan szuperhatalma, amely nukleáris képességekkel rendelkezett. De ez nem tartott sokáig. A Szovjetunió az amerikai nukleáris titkokat ellopó kémhálózat segítségével 1949-ben sikeresen tesztelte saját atombombáját is [források: Icanw.org, Holmes].

Miközben az USA és a szovjetek évtizedekig tartó ellenségeskedésbe csúsztak, amely hidegháború néven vált ismertté, mindkét nemzet még erősebb nukleáris fegyvert – a hidrogénbombát – fejlesztett ki, és robbanófej-arzenálokat épített. Mindkét ország stratégiai bombázóflottáját szárazföldi interkontinentális ballisztikus rakétákkal egészítette ki, amelyek több ezer kilométerről képesek voltak elérni egymás városait. A tengeralattjárókat is felszerelték nukleáris rakétákkal, ami még könnyebbé tette egy pusztító támadás indítását [források: Locker, Dillin].

Más nemzetek – az Egyesült Királyság, Franciaország, Kína és Izrael – a 60-as évek végére mind rendelkeztek nukleáris fegyverekkel [forrás: Icanw.org].

Az atombomba mindenki és minden fölött ott lebegett. Az iskolákban nukleáris légvédelmi gyakorlatokat tartottak. A kormányok óvóhelyeket építettek. A háztulajdonosok bunkereket ástak a kertjeikben. Végül a nukleáris hatalmak patthelyzetbe kerültek. Mindkettőjük stratégiája a kölcsönös biztosított megsemmisítés volt – alapvetően arról volt szó, hogy még ha az egyik nemzet sikeres, alattomos támadást indít is, amely milliókat öl meg és széles körű pusztítást végez, a másik nemzetnek még mindig marad elég fegyvere az ellentámadáshoz és egy hasonlóan brutális megtorláshoz.

Ez a szörnyű fenyegetés visszatartotta őket attól, hogy atomfegyvereket használjanak egymás ellen, de a kataklizmikus nukleáris háborútól való félelem még így is megmaradt. Az 1970-es és 80-as években a feszültségek folytatódtak. Ronald Reagan elnök alatt az Egyesült Államok olyan stratégiát folytatott a rakétavédelmi technológia fejlesztésére – amelyet a szkeptikusok „csillagháborúnak” neveztek -, amely az Egyesült Államokat volt hivatott megvédeni a támadástól, de azt is lehetővé tette volna, hogy az Egyesült Államok büntetlenül csapjon le először. Az évtized végén, amikor a Szovjetunió gazdaságilag kezdett megingani, Reagan és Mihail Gorbacsov szovjet vezető komolyan dolgozott a nukleáris fegyverzet korlátozásán.

1991-ben Reagan utódja, George H.W. Bush és Gorbacsov aláírt egy még fontosabb szerződést, a START I-et, és megállapodtak arzenáljaik jelentős csökkentéséről. A Szovjetunió 1991-es összeomlása után Bush és Borisz Jelcin, az új Oroszországi Föderáció elnöke 1992-ben újabb szerződést, a START II-t írta alá, amely még jobban csökkentette a robbanófejek és rakéták számát [forrás: U.S. State Department].

De az atombomba kísértete soha nem tűnt el igazán. A 2000-es évek elején az Egyesült Államok lerohanta Irakot és megdöntötte diktátorát, Szaddám Huszeint, részben azért, mert attól tartott, hogy az atomfegyver kifejlesztésére törekszik. Kiderült azonban, hogy felhagyott ezekkel a titkos erőfeszítésekkel [forrás: Zoroya]. Addigra Pakisztán 1998-ban tesztelte első nukleáris fegyverét [forrás: armscontrolcenter.org].

De egy másik totalitárius ország, Észak-Korea sikerrel járt ott, ahol Szaddám elbukott. Az észak-koreaiak 2009-ben sikeresen teszteltek egy olyan erős nukleáris fegyvert, mint a Hirosimát elpusztító atombomba. A föld alatti robbanás olyan jelentős volt, hogy 4,5-ös erősségű földrengést okozott [forrás: McCurry]. A 2020-as évekre pedig az Oroszország és a nyugati nemzetek közötti növekvő feszültségek, valamint a nukleáris robbanófejek célba juttatására alkalmas, a korai előrejelző rendszereket kikerülni képes hiperszonikus rakéták új generációjának kilátásba helyezése egy ijesztő új nukleáris fegyverkezési verseny kilátását vetítette fel [forrás: Bluth].

Míg a nukleáris hadviselés politikai színtere az évek során jelentősen megváltozott, magának a fegyvernek a tudománya – az atomfolyamatok, amelyek mindezt a dühöt szabadjára engedik – Einstein óta ismert. Ez a cikk áttekinti az atombombák működését, beleértve a megépítésüket és bevetésüket is. Elsőként egy gyors áttekintés az atomszerkezetről és a radioaktivitásról.

Atomszerkezet és radioaktivitás

Mielőtt rátérnénk a bombákra, kicsiben, atomi szinten kell kezdenünk. Az atom, mint emlékeztek, három szubatomi részecskéből – protonokból, neutronokból és elektronokból – áll. Az atom középpontja, az úgynevezett atommag, protonokból és neutronokból áll. A protonok pozitív töltésűek; a neutronok egyáltalán nem rendelkeznek töltéssel; az elektronok pedig negatív töltésűek. A proton-elektron arány mindig egy az egyhez, így az atom semleges töltésű. Például egy szénatomnak hat protonja és hat elektronja van.

Ez azonban nem ilyen egyszerű. Egy atom tulajdonságai jelentősen megváltozhatnak attól függően, hogy az egyes részecskékből mennyi van benne. Ha megváltoztatod a protonok számát, teljesen más elemet kapsz. Ha megváltoztatod a neutronok számát az atomban, izotópot kapsz.

A szénnek például három izotópja van:

• szén-12 (hat proton + hat neutron), az elem stabil és gyakran előforduló formája.
• szén-13 (hat proton + hét neutron), amely stabil, de ritka.
• szén-14 (hat proton + nyolc neutron), amely ritka és instabil (vagy radioaktív).

Ahogy a szén esetében is látjuk, a legtöbb atommag stabil, de néhány egyáltalán nem stabil. Ezek az atommagok spontán módon bocsátanak ki részecskéket, amelyeket a tudósok sugárzásnak neveznek. A sugárzást kibocsátó atommag természetesen radioaktív, és a részecskék kibocsátásának aktusát radioaktív bomlásnak nevezik. A radioaktív bomlásnak három típusa van:

• Alfa-bomlás: Az atommag két proton és két neutron összekapcsolódva kilökődik, amit alfa-részecskének nevezünk.
• Béta-bomlás: Egy neutronból proton, elektron és antineutrínó lesz. A kilökött elektron béta-részecske.
• Spontán hasadás: Egy atommag két részre hasad. A folyamat során neutronokat lökhet ki, amelyek neutronsugárzássá alakulhatnak. Az atommag gammasugárként ismert elektromágneses energiakitörést is kibocsáthat. A gammasugárzás a magsugárzás egyetlen olyan típusa, amely gyors mozgású részecskék helyett energiából származik.

Különösen a hasadási részre emlékezz. Ez folyamatosan fel fog merülni, amikor az atombombák belső működését tárgyaljuk.

Nukleáris hasadás

Az atombombáknál az atommagot összetartó erők – erős és gyenge erők – játszanak szerepet, különösen az instabil atommaggal rendelkező atomok esetében. Két alapvető módja van annak, hogy az atomenergia felszabaduljon egy atomból.

• A maghasadás során a tudósok egy neutron segítségével két kisebb darabra hasítják az atommagot.
• A magfúzióban – a folyamat, amellyel a Nap energiát termel – két kisebb atomot egyesítenek, hogy egy nagyobbat alkossanak.

Mindkét folyamat – a maghasadás vagy a fúzió – során nagy mennyiségű hőenergia és sugárzás szabadul fel.

A maghasadás felfedezését Enrico Fermi olasz fizikus munkásságának köszönhetjük. Az 1930-as években Fermi kimutatta, hogy a neutronbombázásnak kitett elemek új elemmé alakulhatnak át. Ez a munka a lassú neutronok, valamint a periódusos rendszerben nem szereplő új elemek felfedezéséhez vezetett.

Nem sokkal Fermi felfedezése után Otto Hahn és Fritz Strassman német tudósok neutronokkal bombázták az uránt, amelyből radioaktív báriumizotóp keletkezett. Hahn és Strassman arra a következtetésre jutott, hogy a kis sebességű neutronok hatására az uránmag két kisebb darabra hasadt, azaz kettétört.

Munkájuk világszerte intenzív tevékenységet váltott ki a kutatólaboratóriumokban. A Princeton Egyetemen Niels Bohr John Wheelerrel együtt dolgozott a hasadási folyamat hipotetikus modelljének kidolgozásán. Bohr és Wheeler azt feltételezték, hogy a hasadás nem az urán-238, hanem az urán-235 izotópja, az urán-235 megy végbe.

Nagyjából ugyanebben az időben más tudósok felfedezték, hogy a hasadási folyamat során még több neutron keletkezik. Ez arra késztette Bohrt és Wheelert, hogy feltejenek egy fontos kérdést: A hasadás során keletkező szabad neutronok elindíthatnak-e egy láncreakciót, amely hatalmas mennyiségű energiát szabadít fel? Ha igen, akkor elképzelhető, hogy egy eddig elképzelhetetlen erejű fegyvert lehetne építeni.

És így is lett.

Nukleáris üzemanyag

1940 márciusában a New York-i Columbia Egyetemen dolgozó tudósok egy csoportja megerősítette a Bohr és Wheeler által felállított hipotézist: Az urán-235-ös izotóp, az U-235 felelős a maghasadásért. A Columbia csapat 1941 őszén megpróbált láncreakciót indítani az U-235 segítségével, de nem sikerült. A munka ezután a Chicagói Egyetemre került, ahol az egyetem Stagg Fieldje alatt található squashpályán Enrico Fermi végül elérte a világ első ellenőrzött nukleáris láncreakcióját. Az U-235-öt üzemanyagként használó atombomba kifejlesztése gyorsan haladt.

Az atombomba tervezésében betöltött jelentősége miatt nézzük meg közelebbről az U-235-öt. Az U-235 azon kevés anyagok egyike, amelyek képesek indukált hasadásra. Ez azt jelenti, hogy ahelyett, hogy több mint 700 millió évet kellene várni az urán természetes bomlására, az elem sokkal gyorsabban lebomolhat, ha egy neutron fut bele az atommagjába. Az atommag habozás nélkül elnyeli a neutront, instabillá válik és azonnal hasad.

Amint az atommag befogja a neutront, két könnyebb atomra hasad, és két vagy három új neutront dob ki magából (a kilövellt neutronok száma attól függ, hogy az U-235 atom történetesen hogyan hasad). A két könnyebb atom ezután gamma-sugárzást bocsát ki, miközben új állapotukba rendeződnek. Van néhány dolog, ami érdekessé teszi ezt az indukált hasadási folyamatot:

• Elég nagy a valószínűsége annak, hogy egy U-235 atom elhaladás közben neutront fogjon be. Egy megfelelően működő bombában az egyes hasadásokból kilépő több mint egy neutron újabb hasadást okoz. Segít, ha egy nagy golyókból álló körre úgy gondolunk, mint egy atom protonjaira és neutronjaira. Ha egy golyót – egyetlen neutront – lősz a nagy kör közepébe, az eltalál egy golyót, amely eltalál néhány másik golyót, és így tovább, amíg a láncreakció folytatódik.
• A neutron befogásának és a hasadásnak a folyamata nagyon gyorsan, pikoszekundumos (0,000000000001 másodperc) nagyságrendben történik.
• Ahhoz, hogy az U-235-nek ezek a tulajdonságai működjenek, az uránmintát dúsítani kell, azaz a mintában lévő U-235 mennyiségét a természetben előforduló szinteken túl kell növelni. A fegyvernek minősülő urán legalább 90 százalékban U-235-ből áll.

1941-ben a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem tudósai felfedeztek egy másik elemet – a 94-es elemet -, amely nukleáris üzemanyagként is használható. Az elemet plutóniumnak nevezték el, és a következő évben elegendő mennyiséget állítottak elő kísérletekhez. Végül megállapították a plutónium hasadási tulajdonságait, és azonosították a nukleáris fegyverek második lehetséges üzemanyagát.

A hasadóbomba tervezése

Egy hasadóbombában az üzemanyagot külön szubkritikus tömegben kell tartani, amely nem támogatja a hasadást, hogy megakadályozza az idő előtti detonációt. A kritikus tömeg a hasadóanyag minimális tömege, amely a maghasadási reakció fenntartásához szükséges.

Gondoljunk újra a márvány hasonlatra. Ha a golyók köre túlságosan szétszóródik – szubkritikus tömeg -, kisebb láncreakció fog bekövetkezni, amikor a „neutrongolyó” a középpontba ér. Ha a golyók közelebb vannak egymáshoz a körben – kritikus tömeg -, nagyobb az esélye, hogy nagy láncreakció alakul ki.

Az üzemanyag külön szubkritikus tömegben tartása olyan tervezési kihívásokhoz vezet, amelyeket meg kell oldani ahhoz, hogy egy hasadóbomba megfelelően működjön. Az első kihívás természetesen az, hogy a szubkritikus tömegeket összehozzuk, hogy egy szuperkritikus tömeget alkossanak, amely a detonáció idején több mint elegendő neutront biztosít a hasadási reakció fenntartásához. A bombatervezők két megoldást találtak ki, amelyekkel a következő részben foglalkozunk.

Ezután szabad neutronokat kell a szuperkritikus tömegbe juttatni a hasadás beindításához. A neutronok bevezetése neutrongenerátor készítésével történik. Ez a generátor egy polóniumból és berilliumból álló, fóliával elválasztott kis pellet a hasadó üzemanyagmagban. Ebben a generátorban:

• A fólia elszakad, amikor a szubkritikus tömegek összeérnek, és a polónium spontán alfa-részecskéket bocsát ki.
• Ezek az alfa-részecskék ezután a berillium-9-cel ütközve berillium-8 és szabad neutronok keletkeznek.
• A neutronok ezután elindítják a hasadást.

Végül a tervezésnek lehetővé kell tennie, hogy a bomba felrobbanása előtt a lehető legtöbb anyag hasadjon meg. Ezt úgy érik el, hogy a hasadási reakciót egy sűrű anyagba, az úgynevezett tamperbe zárják, amely általában urán-238-ból készül. A tamper a maghasadás hatására felmelegszik és kitágul. A tamper tágulása nyomást gyakorol vissza a magra, és lassítja a mag tágulását. A tamper a neutronokat is visszaveri a hasadási magba, növelve ezzel a hasadási reakció hatékonyságát.

A hasadóbomba kiváltó okai

A szubkritikus tömegek összehozásának legegyszerűbb módja, ha olyan ágyút készítünk, amely az egyik tömeget a másikba lövi. A neutrongenerátor köré U-235 gömböt készítünk, és egy kis golyónyi U-235-öt veszünk ki belőle. A golyót egy hosszú cső egyik végére helyezik, amely mögött robbanóanyag van, míg a gömböt a másik végére helyezik. Egy barometrikus nyomásérzékelő meghatározza a detonációhoz szükséges megfelelő magasságot, és a következő eseménysort indítja el:

• A robbanóanyag elsül, és a golyót a csőben lefelé mozgatja.
• A lövedék a gömbnek és a generátornak ütközik, beindítva a hasadási reakciót.
• A hasadási reakció megkezdődik.
• A bomba felrobban.

A Hirosimára ledobott bomba, a Little Boy ilyen típusú bomba volt, és 20 kilotonnás (20 000 tonna TNT-nek megfelelő) hatásfokkal rendelkezett, körülbelül 1,5 százalékos hatásfokkal. Vagyis az anyag 1,5 százaléka hasadt meg, mielőtt a robbanás elragadta volna az anyagot.

A szuperkritikus tömeg létrehozásának második módja a szubkritikus tömegek gömbbe tömörítését igényli imploszióval. A Nagaszakira ledobott Fat Man bomba egyike volt ezeknek az úgynevezett imploszióval kiváltott bombáknak. Nem volt könnyű megépíteni.

A korai bombatervezőknek számos problémával kellett szembenézniük, különösen azzal, hogy miként lehet a lökéshullámot egyenletesen irányítani és irányítani a gömbön keresztül. A megoldásuk az volt, hogy egy olyan implosziós eszközt hoztak létre, amely egy U-235 gömbből állt, amely a tamper szerepét töltötte be, és egy plutónium-239 magból, amelyet nagy robbanóanyag vett körül. Amikor a bombát felrobbantották, 23 kilotonnás hozamot ért el, 17 százalékos hatásfokkal. Ez történt:

• A robbanóanyagok elsültek, és lökéshullámot hoztak létre.
• A lökéshullám összenyomta a magot.
• A hasadási reakció beindult.
• A bomba felrobbant.

A tervezők képesek voltak továbbfejleszteni az alapvető, imploszióval kiváltott konstrukciót. 1943-ban Edward Teller amerikai fizikus feltalálta a gyorsítás fogalmát. A boosting olyan folyamatra utal, amelynek során a fúziós reakciókat neutronok létrehozására használják, amelyeket aztán nagyobb sebességű hasadási reakciók kiváltására használnak. További nyolc évbe telt, mire az első teszt megerősítette a boosting érvényességét, de amint a bizonyíték megérkezett, népszerű konstrukcióvá vált. A következő években az Amerikában épített atombombák közel 90 százaléka a boost-konstrukciót használta.

Természetesen a fúziós reakciókat is lehet elsődleges energiaforrásként használni egy nukleáris fegyverben. A következő részben a fúziós bombák belső működését tekintjük át.

Fúziós bombák

A hasadóbombák működtek, de nem voltak túl hatékonyak. A tudósoknak nem kellett sokáig gondolkodniuk azon, hogy az ellentétes nukleáris folyamat – a fúzió – talán jobban működne. A fúzió akkor következik be, amikor két atom atommagja egyesül, és egyetlen nehezebb atomot alkot. Rendkívül magas hőmérsékleten a hidrogénizotópok, a deutérium és a trícium atommagjai könnyen összeolvadhatnak, és eközben hatalmas mennyiségű energia szabadul fel. Az ezt a folyamatot kihasználó fegyvereket fúziós bombáknak, termonukleáris bombáknak vagy hidrogénbombáknak nevezik.

A fúziós bombák nagyobb kilotonnás hatásfokkal és nagyobb hatásfokkal rendelkeznek, mint a hasadó bombák, de vannak olyan problémák, amelyeket meg kell oldani:

• A fúzió üzemanyagai, a deutérium és a trícium egyaránt gázok, és nehezen tárolhatók.
• A tríciumból kevés van, és rövid a felezési ideje.
• A bombában lévő üzemanyagot folyamatosan pótolni kell.
• A deutériumot vagy a tríciumot magas hőmérsékleten nagymértékben össze kell sűríteni a fúziós reakció beindításához.

A tudósok az első problémát úgy oldják meg, hogy lítium-deuterátot használnak fő termonukleáris anyagként, egy olyan szilárd vegyületet, amely normál hőmérsékleten nem megy át radioaktív bomláson. A trícium-probléma leküzdésére a bombatervezők a lítiumból történő trícium előállításához a hasadási reakcióra támaszkodnak. A hasadási reakció az utolsó problémát is megoldja.

A hasadási reakció során kibocsátott sugárzás nagy része röntgensugárzás, és ez a röntgensugárzás biztosítja a fúzió beindításához szükséges magas hőmérsékletet és nyomást. A fúziós bomba tehát kétlépcsős felépítésű – egy elsődleges hasadási vagy felerősített hasadási komponens és egy másodlagos fúziós komponens.

Ennek a bombakialakításnak a megértéséhez képzeljük el, hogy egy bombaházban van egy implosziós hasadóbomba és egy urán-238-ból készült hengeres burkolat (tamper). A tamperben van a lítium-deuterid (üzemanyag) és egy üreges plutónium-239 rúd a henger közepén.

A hengert az implosziós bombától egy urán-238-ból és műanyag habból álló pajzs választja el, amely kitölti a bomba burkolatában megmaradt tereket. A bomba detonációja a következő eseménysort okozza:

• A hasadóbomba implodál, és röntgensugárzást bocsát ki.
• Ezek a röntgensugarak felmelegítik a bomba belsejét és a tampereket; a pajzs megakadályozza az üzemanyag idő előtti detonációját.
• A hő hatására a tamper kitágul és elhamvad, nyomást gyakorolva befelé a lítium-deuterátra.
• A lítium-deuterát körülbelül harmincszorosára préselődik össze.
• A kompressziós lökéshullámok hasadást indítanak el a plutóniumrúdban.
• A hasadó rúd sugárzást, hőt és neutronokat bocsát ki.
• A neutronok a lítium-deuterátba jutnak, egyesülnek a lítiummal, és tríciumot hoznak létre.
• A magas hőmérséklet és nyomás kombinációja elegendő a trícium-deutérium és deutérium-deutérium fúziós reakciókhoz, amelyek további hőt, sugárzást és neutronokat termelnek.
• A fúziós reakciókból származó neutronok a tamperből és a pajzsból származó urán-238 darabokban hasadást idéznek elő.
• A tamper- és pajzsdarabok hasadása még több sugárzást és hőt termel.
• A bomba felrobban.

Mindezek az események a másodperc 600 milliárdod része alatt történnek (550 milliárdod része a másodpercnek a maghasadásos bomba robbanásakor, 50 milliárdod része a másodpercnek a fúziós eseményeknél). Az eredmény egy hatalmas, 10 000 kilotonnás robbanás, amely 700-szor erősebb, mint a Little Boy robbanása.

A nukleáris bomba célba juttatása

Egy dolog atombombát építeni. Teljesen más dolog a fegyvert eljuttatni a tervezett célponthoz és sikeresen felrobbantani. Ez különösen igaz volt a tudósok által a második világháború végén épített első bombákra. A Scientific American egyik 1995-ös számában Philip Morrison, a Manhattan Project egyik tagja ezt írta a korai fegyverekről: „Mindhárom 1945-ös bomba – a tesztbomba és a Japánra ledobott két bomba – sokkal inkább bonyolult laboratóriumi berendezések rögtönzött darabjai voltak, mint megbízható fegyverek”.

Ezeknek a bombáknak a célba juttatása majdnem annyira improvizált volt, mint a tervezésük és építésük. A USS Indianapolis 1945. július 28-án szállította a Little Boy bomba alkatrészeit és dúsított uránium üzemanyagát a csendes-óceáni Tinian szigetére. A Fat Man bomba alkatrészei, amelyeket három átalakított B-29-es szállított, 1945. augusztus 2-án érkeztek meg.

Az új-mexikói Los Alamosból 60 tudósból álló csapat repült Tinianra, hogy segítsen az összeszerelésben. A Little Boy bomba – amely 9700 font (4400 kilogramm) súlyú és orrtól a farokig 3 méter hosszú – készült el először. Augusztus 6-án egy személyzet felrakta a Little Boy-t az Enola Gay-re, egy B-29-esre, amelyet Paul Tibbets ezredes vezetett. A gép megtette a 750 mérföldes (1200 kilométeres) utat Japánba, és ledobta a bombát a levegőbe Hirosima felett, ahol pontosan 8:12-kor robbant fel.

Augusztus 9-én a közel 5 000 kilogrammos Fat Man bomba ugyanezt az utat tette meg a Bockscar fedélzetén, egy második B-29-essel, amelyet Charles Sweeney őrnagy vezetett. Halálos töltete nem sokkal dél előtt robbant Nagaszaki felett.

A második világháborúban Japán ellen alkalmazott módszer – a repülőgépek által szállított gravitációs bombák – ma is életképes módja a nukleáris fegyverek célba juttatásának. Az évek során azonban, ahogy a robbanófejek mérete csökkent, más lehetőségek is elérhetővé váltak. Számos ország több ballisztikus és cirkálórakétát is felhalmozott nukleáris eszközökkel felfegyverkezve.

A legtöbb ballisztikus rakétát szárazföldi silókból vagy tengeralattjárókról indítják. Kilépnek a Föld légköréből, több ezer mérföldet tesznek meg célpontjukig, majd újra belépnek a légkörbe, hogy bevethessék fegyverüket. A cirkálórakétáknak rövidebb a hatótávolságuk és kisebb a robbanófejük, mint a ballisztikus rakétáknak, de nehezebb felderíteni és elfogni őket. Indíthatók a levegőből, földi mobil indítóállásokból és hadihajókról.

A taktikai nukleáris fegyverek (TNW) szintén népszerűvé váltak a hidegháború alatt. A kisebb területek célba vételére tervezett TNW-k közé tartoznak a rövid hatótávolságú rakéták, tüzérségi lövedékek, szárazföldi aknák és mélységi bombák.

A nukleáris bombák következményei és egészségügyi kockázatai

Egy nukleáris fegyver felrobbanása óriási pusztítást szabadít fel, és a törmelék mikroszkopikus bizonyítékokat tartalmazna arról, hogy honnan származnak a bombák anyagai. Egy atombomba felrobbanása egy célpont, például egy lakott város felett hatalmas károkat okoz. A károk mértéke a bomba robbanásának középpontjától, az úgynevezett hipocentrumtól vagy földi zérótól való távolságtól függ. Minél közelebb van a hipocentrumhoz, annál súlyosabb a kár. A károkat több dolog okozza:

• A robbanásból származó intenzív hőhullám
• A robbanás által keltett lökéshullám okozta nyomás.
• Sugárzás
• Radioaktív csapadék, amely a földre visszahulló finom radioaktív porszemcsék és bombatörmelék felhőjét jelenti.

A hipocentrumban a magas hőmérséklet (akár 500 millió Fahrenheit-fok vagy 300 millió Celsius-fok) miatt minden azonnal elpárolog. A hipocentrumtól kifelé haladva a legtöbb áldozatot a hő okozta égési sérülések, a lökéshullám által okozott repülő törmelék okozta sérülések és a magas sugárzásnak való akut kitettség okozza.

A közvetlen robbanási területen túl a hőhullám, a sugárzás és a hőhullám által keltett tüzek okozzák az áldozatokat. Hosszú távon a radioaktív csapadék az uralkodó szelek miatt nagyobb területen keletkezik. A radioaktív csapadék részecskéi bekerülnek a vízkészletbe, és a robbanástól távolabb élő emberek belélegzik és lenyelik azokat.

A tudósok tanulmányozták a hirosimai és nagaszaki bombázások túlélőit, hogy megértsék a nukleáris robbanások rövid és hosszú távú hatásait az emberi egészségre. A sugárzás és a radioaktív csapadék a szervezet azon sejtjeire hat, amelyek aktívan osztódnak (haj, bélrendszer, csontvelő, szaporítószervek). Az ebből eredő egészségi állapotok közé tartozik néhány:

• hányinger, hányás és hasmenés.
• szürkehályog
• hajhullás
• a vérsejtek elvesztése

Ezek az állapotok gyakran növelik a leukémia, a rák, a meddőség és a születési rendellenességek kockázatát.

A tudósok és orvosok még mindig vizsgálják a Japánra ledobott bombák túlélőit, és arra számítanak, hogy idővel újabb eredmények jelennek meg.

Az 1980-as években a tudósok felmérték a nukleáris háború lehetséges hatásait (sok atombomba robbant a világ különböző részein), és felvetették azt az elméletet, hogy bekövetkezhet egy nukleáris tél. A nukleáris tél forgatókönyv szerint a sok bomba felrobbanása nagy porfelhőket és radioaktív anyagokat vetne fel, amelyek magasan a Föld légkörébe jutnának. Ezek a felhők elzárnák a napfényt.

A csökkentett napfényszint miatt csökkenne a bolygó felszíni hőmérséklete, és csökkenne a növények és baktériumok fotoszintézise. A fotoszintézis csökkenése megszakítaná a táplálékláncot, ami az élővilág (beleértve az embereket is) tömeges kihalását okozná. Ez a forgatókönyv hasonlít az aszteroida-hipotézishez, amelyet a dinoszauruszok kihalásának magyarázatára javasoltak. A nukleáris tél forgatókönyvének támogatói rámutattak azokra a por- és törmelékfelhőkre, amelyek az Egyesült Államokban a Szent Helén-hegy és a Fülöp-szigeteki Pinatubo vulkánkitörések után messzire szálltak a bolygón.

A nukleáris fegyverek hihetetlen, hosszú távú pusztító ereje messze túlterjed az eredeti célponton. Ezért próbálják a világ kormányai megfékezni a nukleáris bombakészítési technológia és anyagok terjedését, és csökkenteni a hidegháború idején bevetett nukleáris fegyverarzenált. Ez az oka annak is, hogy az Észak-Korea és más országok által végrehajtott nukleáris kísérletek ilyen erős reakciót váltanak ki a nemzetközi közösségből. A hirosimai és nagaszaki bombázások sok évtizeddel ezelőtt történtek, de annak a végzetes augusztusi reggelnek a szörnyű képei ugyanolyan tisztán és fényesen égnek, mint valaha.

Veszélyes jövő

A Hirosima és Nagaszaki elleni atomtámadások óta eltelt több mint háromnegyed évszázadban a világ nem látott újabb nukleáris fegyverhasználatot, és a nemzetek nukleáris arzenáljaiban lévő fegyverek száma drámaian csökkent, az 1986-os 70 300-as csúcsról 2022 elejére mindössze 12 700-ra becsülhető. A világ két legnagyobb nukleáris szuperhatalma az Egyesült Államok, valamivel több mint 5400 fegyverrel, és Oroszország, amely közel 6000 fegyverrel rendelkezik, bár az USA-nak valamivel több a bevetett stratégiai fegyverei száma, 1644, míg az oroszoknak 1588 [forrás: Federation of American Scientists].

A rossz hír: Ez a csökkenés főként az 1990-es évek fegyverzetcsökkentési erőfeszítéseinek eredménye. És miközben az Egyesült Államok továbbra is lassan csökkenti nukleáris készleteit, más nemzetek – Kína, India, Észak-Korea, Pakisztán, Nagy-Britannia és valószínűleg Oroszország – vélhetően növelik a sajátjaikat [forrás: Federation of American Scientists].

Ráadásul a technológiai fejlődés azzal fenyeget, hogy a nukleáris fegyverek még a múltbelieknél is pusztítóbb potenciállal bírnak. Az amerikai ballisztikus rakéták például egyre inkább kifinomult elektronikus érzékelőket tartalmaznak a fémhüvelyük hegyében, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a célpont felett pontosan a megfelelő pillanatban robbanjanak fel, hogy a lehető legnagyobb mértékű pusztítást okozzák. Az ilyen eszközök lehetővé tehetik, hogy egy nukleáris robbanófej még egy mélyen elásott létesítményt, például egy földalatti rakétasilót is elpusztítson.

Bár az ilyen fegyverek elrettenthetik az ellenfelet az olyan agresszív akcióktól, amelyek nukleáris választ vonnának maguk után, a nukleáris stratégiai szakértők attól is tartanak, hogy az ellenség úgy dönthet, hogy előbb csap le, hogy elkerülje annak kockázatát, hogy fegyvereit egy megelőző csapás megsemmisítse [forrás: Smith].

Más potenciálisan destabilizáló fejlemény: Hiperszonikus rakéták, amelyek gyorsabbak és manőverezőbbek, mint a hagyományos rakéták, és megnehezíthetik az ellenfél számára, hogy reagáljon egy támadásra – így növelve annak kockázatát, hogy az ellenfél ország első csapást mérjen [forrás: Zutt és Onderco].

Egy másik jövőbeli aggodalom a világ vezetőinek agresszív impulzusai, egy olyan korban, amikor a normák erodálódtak. Amikor például Vlagyimir Putyin orosz vezető el akart riasztani más nemzeteket attól, hogy beavatkozzanak a 2022-es ukrajnai inváziójába, „olyan következményekkel fenyegetőzött, amelyekkel még soha nem találkoztak a történelmükben”, amit egyesek úgy értelmeztek, mint egy figyelmeztetést, hogy esetleg nukleáris fegyverek használatához folyamodik. Jean-Yves Le Drian francia külügyminiszter erre reagálva azt mondta: „Azt hiszem, Vlagyimir Putyinnak is meg kell értenie, hogy az atlanti szövetség egy nukleáris szövetség” [forrás: Reuters].