Πυρηνικά όπλα: Μια καυτή ματιά στους τύπους και τον τρόπο λειτουργίας τους

Πυρηνικά όπλα: Μια καυτή ματιά στους τύπους και τον τρόπο λειτουργίας τους

(To Zyklon B γράφει την στήλη Sci-Zophrenia στο Fridge.gr)

Λένε πως ο άνθρωπος δεν αλλάζει επί του ατομικού και πως η ανθρώπινη ψυχολογία μένει η ίδια ανά τους αιώνες επί του συλλογικού. Αν διαφωνείς, δοκίμασε για αρχή να τους αποδείξεις λάθος επί του προσωπικού, να δεις τι ταλιλί μπανάνα που είναι, και μετά, όταν πάρεις γεύση, μιλάμε για τις αλλαγές που επιθυμείς να δεις από άλλους συλλογικά. Αν ανήκεις στα αισιόδοξα παιδάκια και θεωρείς πως η πρωτόγνωρη τεχνολογία μας (ιντερνέτια,ταχύτατη μεταφορά κτλ.) έχει την εγγενή ικανότητα να αλλάξει τον άνθρωπο, επέτρεψέ μου να έχω τις αμφιβολίες μου -- δες απλά τι κάνεις εσύ, οι φίλοι σου και οι γνωστοί σου με το ταχύτατο internet: ότι έκανες και παλαιότερα με άλλα μέσα -- πορνό, κουτσομπολιό, θαψίδι, κλειδαροτρύπιασμα και άλλα κεχαριτωμένα. Όμορφο παράδειγμα είναι επίσης η επίδραση της τεχνολογίας στον πόλεμο. Παλιότερα ήταν ξύλα, τόξα και καταπέλτες, τώρα το ισχυρότερο όπλο μας είναι μια παράξενη μεγάλη πέτρα που είναι ικανή να εισοπεδώσει πόλεις μέσα σε δευτερόλεπτα και να μολύνει αέρα, Γη και νερό --το όπλο όμως παραμένει όπλο και ο πόλεμος... πόλεμος.

Ο λόγος για τα πυρηνικά όπλα, όπλα των οποίων και μόνο η εικασία πως ίσως τα διαθέτει κάποιος αποτελεί δικαιολογία (αφορμή;) για εισβολή, όπλα για τα οποία αν είσαι σίγουρος πως τα έχει ο άλλος θα έκανες γαργάρα ακόμα και μεγάλες λεκτικές προσβολές προς την αυτοκρατορία σου (βλέπε απειλές Κορέας προς Αμερική). Τα πυρηνικά όπλα εδώ και αρκετό καιρό έχουν αγγίξει επίπεδα ισχύος τόσο μεγάλα που έχουν χαρακτηριστεί μέχρι και "μη-πρακτικά" λόγω αυτής ("είπαμε να τα σκίσουμε όλα άλλα όχι και έτσι!"). Το όπλο αυτό τα έχει όλα: μετά από την έκρηξη αναπτύσσονται θερμοκρασίες εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου -- στα ίδια επίπεδα κυμαίνεται και η αύξηση της πίεσης, η οποία δημιουργεί ισχυρότατο ωστικό κύμα και ο ιονισμός της ατμόσφαιρας από την ραδιενέργεια προκαλεί επίσης ηλεκτρομαγνητικό παλμό, που μπορεί να σου ψήσει οτιδήποτε ηλεκτρονικό και να σε στείλει πίσω στην εποχή των σπηλαίων -- χωρίς οδηγίες από την Wikipedia πλέον δεν μπορείς ούτε να αλλάξεις σώβρακο. Ε, με όλα τούτα, είναι να μην σου αρέσουν τα πυρηνικά όπλα; Διψάς για γνώση -- και την έχω!

 

Πώς δουλεύει μια πυρηνική βόμβα;

 

Η λογική πίσω από ένα πυρηνικό όπλο είναι σχετικά απλή, και μπορεί να την κατανοήσει οποιοσδήποτε με βασική γνώση ατομικής και υποατομικής φυσικής. Τα ραδιενεργά υλικά είναι "ασταθή" υπό την έννοια πως ο πυρήνας τους "χάνει" νετρόνια. Αυτά τα νετρόνια μπορούν να χτυπήσουν άλλους πυρήνες γειτονικών μορίων και να τους κάνουν να διασπαστούν και να χάσουν και αυτοί νετρόνια, ένα φαινόμενο σχετικά γνωστό στους παίκτες του μπιλιάρδου -- το βλέπουν κάθε φορά που σπάνε τις μπάλες στην αρχή του παιχνιδιού.

Αν μαζέψεις αρκετό τέτοιο υλικό (ουράνιο, πλουτώνιο -- θα δεις να αναφέρονται και σε αυτά ως "σχάσιμα υλικά", "fissile material" που λέει και ο μπαμπάς σου) η παραπάνω αντίδραση αρχίζει και συμβαίνει σχετικά έντονα, διότι υπάρχουν αρκετοί πυρήνες να χάνουν νετρόνια που τριγκάρουν άλλους πυρήνες τριγύρω. Ξάφνου το υλικό αρχίζει και θερμαίνεται, παράγει ενέργεια και ακτινοβολεί την γνωστή "ραδιενέργεια" -- μπράβο, μόλις έφτασες την "κρίσιμη μάζα", δηλαδή την ελάχιστη ποσότητα ραδιενεργού υλικού που χρειάζεται για να συντηρηθεί μια αλυσιδωτή πυρηνική αντίδραση. Φαινόμενα σαν το παραπάνω αξιοποιούνται στους πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας όπου η απελευθέρωση της ενέργειας γίνεται με ελεγχόμενο τρόπο

Τι γίνεται όμως αν έχουμε μάζα σχάσιμου υλικού μεγαλύτερη από την κρίσιμη μάζα; Έχουμε "υπεκρίσιμη μάζα" αρχηγέ μου -- τούτη είναι μια μάζα όπου η πυρηνική σχάση (η αλυσιδωτή αντίδραση που λέγαμε) συμβαίνει με όλο και πιο αυξανόμενο ρυθμό. Από εκεί και πέρα η αντίδραση γίνεται ανεξέλεγκτη και απελευθερώνονται ταχύτατα πολύ μεγάλα ποσά ενέργειας και... επίσης, στην πράξη, μπόλικο υπολειμματικό ραδιενεργό υλικό -- και όλα αυτά σε κάτι λιγότερο από κλάσματα δευτερολέπτου, το συστατικό δηλαδή μιας οποιασδήποτε καλής έκρηξης. Πάνω σε αυτό το φαινόμενο βασίζεται η λειτουργία των πυρηνικών όπλων! Απλό; Απλούστατο -- μόνο που, όπως στα περισσότερα πράγματα, η δυσκολία βρίσκεται όχι επί χάρτου αλλά στο τεχνικό κομμάτι της υπόθεσης, σαν να πεις "ας φτιάξουμε ένα τοίχος να προστατεύει την χώρα μας" επί δυναστείας Μινγκ στην Κίνα.

 

Διάταξη τύπου Όπλου

 

Εδώ έχουμε το Μικρό Αγόρι, όχι των Στέρεο Νόβα αλλά αυτό που ρίξανε τα αμερικάνια στην Χιροσίμα και κάναν τα γιαπάνια να ουρλιάξουν "Μάνα!" πριν εξαϋλωθούν. Η φράση "διάταξη τύπου όπλου" είναι αρκετά περιγραφική του μηχανισμού επίτευξης υπερκρίσιμης μάζας στα όπλα που δουλεύουν με αυτό τον τρόπο. Η ποσότητα που θα αποτελέσει την υπερκρίσιμη μάζα χωρίζεται στα δύο και τοποθετείται σε έναν σωλήνα που θυμίζει την "κάννη" ενός όπλου. Στο ένα άκρο τοποθετείται το κομμάτι που αποτελεί τον "στόχο", και στο άλλο το κομμάτι που αποτελεί το βλήμα παρέα με συμβατικά εκρηκτικά που θα αποτελέσουν τον προωθητικό μηχανισμό του προς τον στόχο. Καμπλάμ το συμβατικό εκρηκτικό, τσακ το βλήμα πάνω στον στόχο και τα χρόνια που θα ακολουθήσουν δεν σου κουνιέται κανείς -- πλην άλλων τρελών με πυρηνικά όπλα.

Τα μειονεκτήματα ενός τέτοιου σχεδιασμού είναι κάμποσα... Συνήθως χρειάζονται μεγάλες ποσότητες εμπλουτισμένου ουρανίου (με πλουτώνιο δεν δουλεύει), δεν έχει καλή απόδοση (εννοώντας πως μεγάλο μέρος του ουρανίου πάει "άπατο" -- δεν συνεισφέρει τελικώς στην σχάση) και επίσης η φύση της κατασκευής κάνει το όπλο αυτό επιρρεπές σε ατυχήματα. Να ένα όπλο που δεν θα ήθελες να "εκπυρσοκροτήσει τυχαία" ή επειδή σου έπεσε από μεγάλο ύψος.

 

Διάταξη Ένρηξης

 

Να τα μας τα ψαγμένα ελληνικά! Ένρηξη ή έρρηξη είναι εκείνο το implosion που δυσκολεύεσαι να αποδώσεις στα ελληνικά, το αντίθετο της έκρηξης (θα το βρεις και ως ενδόρρηξη). Η διάταξη ένρηξης βασίζεται στο γεγονός πως η κρίσιμη μάζα για κάθε σχάσιμο υλικό δεν είναι "σταθερή" αλλά εξαρτάται από τις συνθήκες (πίεση, θερμοκρασία), το σχήμα που της έχει δοθεί (ιδιαίτερα αποτελεσματικό είναι το σφαιρικό), την πυκνότητά της και άλλους παράγοντες. Έτσι μια υποκρίσιμη μάζα μπορεί να γίνει υπερκρίσιμη και να πάρει τα πάντα ο διάολας, αν εκτεθεί στις σωστές συνθήκες.

Για να δημιουργήσει κάποιος μια βόμβα που βασίζεται στην ένρηξη, περιβάλλει υποκρίσιμη μάζα σχάσιμου υλικού με εκρηκτικά έτσι ώστε όταν αυτά εκραγούν να την συμπιέσουν, αυξάνοντας την πυκνότητά της και μετατρέποντάς την σε υπερκρίσιμη. Το προτέρημα αυτής της διάταξης είναι πως αποτελεί ασφαλέστερη προσέγγιση από την διάταξη τύπου όπλου και πως αξιοποιεί σημαντικά μικρότερη ποσότητα σχάσιμης ύλης, σπάνιο υλικό που δεν βρίσκεις στα παζάρια (εξαιρούνται τα μεσανατολικά) ή που δεν παράγουν "οι επιστημονάρες σου" επειδή διέταξες πως το θες "όχι σήμερα, προχτές".

Βελτιώσεις της διάταξης ένρηξης αποτελούν επίσης τα πυρηνικά όπλα πολλαπλών σταδίων, που αξιοποιούν φαινόμενα σύντηξης για να αυξήσουν την απόδοση του όπλου. Η ισχύς του όπλου μετριέται σε κιλοτόνους (kt) ή μεγατόνους (Mt) TNT, δηλαδή σε ισχύ έκρηξης που θα παραγόταν από χιλιάδες τόνους ή χιλιάδες χιλιάδων τόνους αυτού του εκρηκτικού -- δυνατούτσικό, δεν νομίζεις;

 

Υπέροχα! Έκτακτα! Μίλα μας όμως για πιο εξωτικές κατασκευές όπλων!

 

Λαμόγιο μου γλυκό, ακόμα και στον θάνατο θες αλτερνατιβιές -- και τούτες θα πάρεις... Να μερικές ενδιαφέρουσες βόμβες που αξιοποιούν με τον έναν ή τον άλλον τρόπο τα ραδιενεργά υλικά!

"Βρώμικη" Βόμβα

 

Εδώ δεν έχουμε να κάνουμε με μια βόμβα που αντλεί την καταστροφική της δύναμη από την σχάσιμη μάζα. Φαντάσου μια βόμβα από συμβατική εκρηκτική ύλη (π.χ. TNT, Νιτρογλυκερίνη, ANFO) στην οποία προσθέτεις γατοτριχόμπαλες.  Την πυροδοτείς και -μπουμ- τριγύρω λούζει την περιοχή "κομφετί" γατότριχας. Αντικατέστησε τώρα τις γατοτριχόμπαλες με οποιαδήποτε ραδιενεργή ουσία (πυρηνικά απόβλητα, ραδιοισότοπα) και αποκτάς μια βόμβα διασποράς ραδιενεργών ουσιών.

Η άμεση καταστροφική δράση μιας τέτοιας βόμβας προέρχεται από το συμβατικό εκρηκτικό -- οι απόψεις διίστανται για το αν μπορεί να αποτελέσει ικανό μέρος διασποράς ραδιενεργού υλικού με τρόπο που να αποτελέσει μεγάλο ραδιολογικό κίνδυνο. Μερικές εκτιμήσεις λένε πως περισσότερη ζημιά θα κάνει η έκρηξη παρά η ραδιενέργεια, άλλες θεωρούν πως αναλόγως το ραδιενεργό υλικό που θα χρησιμοποιηθεί είναι σχετικά επικίνδυνο. Σιγουράκι είναι πως η μεγαλύτερη ισχύς αυτού του όπλου είναι η ψυχολογική: βάλε μέσα ελάχιστη ποσότητα ραδιενεργού υλικού, ίσα ίσα να κελαηδήσουν οι μετρητές geiger και να αρρωστήσει κανένας άμεσα εκτεθειμένος μπάρμπας, και άσε τα υπόλοιπα να τα κάνουν τα MME και το πλήθος.

"Αλατισμένη" βόμβα.

 

Ορισμένοι την προτιμούν και με πιπέρι, οι πιο χαρντκοράδες με ταμπάσκο -- η πιο γνωστή τέτοια βόμβα είναι η βόμβα κοβαλτίου. Η κατασκευή ενός τέτοιου όπλου δεν έχει πραγματοποιηθεί -επισήμως τουλάχιστον- αλλά υπάρχει η τεχνική δυνατότητα κατασκευής της. Είναι μια πυρηνική βόμβα η οποία πλην της σχάσιμης μάζας περιέχει και κοβάλτιο ή οποιαδήποτε άλλη ουσία μπορεί να κάνει ό,τι και το κοβάλτιο: να απορροφήσει νετρόνια και να μετατραπεί σε ένα αρκετά ραδιενεργό ισότοπό του (πχ κοβάλτιο-60), με ημιζωή πρακτικά μεγάλη για ανθρώπινα χρόνια.

Αυτό, λόγω της έκρηξης θα ατμοποιηθεί και θα πέσει σιγά σιγά στο έδαφος -- η πρακτικά μεγάλη ημιζωή του θα φροντίσει η όλη περιοχή να μείνει ραδιενεργά μολυσμένη για 50-100 χρόνια. Όταν άλλα όπλα ποντάρουν ψιλαδούρες σε άμεση ραδιενέργια, η αλατισμένη βόμβα πάει "όλα μέσα" στο Fallout. Συνδυάστε αυτό το κολπάκι με βόμβα υδρογόνου για πιο πικάντικη γεύση. Αν αναρωτιέσαι για το όνομά της, προκύπτει εν μέρει από την προσθήκη του "καρυκεύματος" και εν μέρει από την φράση "αλάτισμα της γης", μια τεχνική παρόμοια με την τεχνική της "καμμένης γης" όπου η προσθήκη αλατιού σε μέρη που θα καταλάμβανε ο εχθρός τα καθιστούσε ακατάλληλα για καλλιέργεια και αποικισμό.

Βόμβα "Υδρογόνου"

 

Ανήκει στα "θερμοπυρηνικά όπλα" και εκμεταλλεύεται το φαινόμενο της πυρηνικής σύντηξης (fusion). Κατά αυτό το φαινόμενο δυο ατομικοί πυρήνες γίνονται ένα, φτιάχνοντας ένα καινούργιο πυρήνα -- αυτό μπορεί να γίνει σε συνθήκες πλάσματος, υπό την επίδραση μεγάλων ποσοτήτων θερμότητας (κατά κάποιο τρόπο έτσι "δουλεύει" και ο Ήλιος μας). Το αποτέλεσμα είναι η απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας (βλέπε στιγμιαία επίτευξη θερμοκρασιών στον τόπο της έκρηξης της τάξης των δεκάδων εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου) και ραδιενέργιας.

Η βόμβα υδρογόνου έχει ως "καύσιμο" σύντηξης τρίτιο και δευτέριο (ισότοπα του υδρογόνου), ενώ το εκκινητήριο εκρηκτικό που καθιστά δυνατή την σύντηξη είναι... μια πυρηνική βόμβα.

Βόμβα νετρονίων

 

Η βόμβα νετρονίων είναι πρακτικά μια θερμοπυρηνική βόμβα (σχάσης-σύντηξης, fission-fusion) μικρής ισχύος -συγκριτικά πάντα, οι φράσεις "μικρής ισχύος" και "θερμοπυρηνικό όπλο" στην ίδια πρόταση μου φέρνουν πάντα στο μυαλό το "ολίγον έγκυος"- η οποία είναι κατασκευασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε να απελευθερώσει απότομα μεγάλο μέρος ραδιενέργειας. Την ραδιενέργεια αυτή την απελευθερώνει λόγω σύντηξης, με την μορφή ταχέως κινούμενων νετρονιών, τα οποία ο σχεδιασμός της βόμβας αφήνει να διαφύγουν αντί να τα χρησιμοποιήσει για να ενισχύσει την αλυσιδωτή αντίδραση.

Μια βόμβα νετρονιών δεν ισοπεδώνει μια Νέα Υόρκη αλλά κάνει την περιοχή θανάσιμα ραδιενεργή για μερικές μέρες και έτσι θεωρείται όπλο "απαγόρευσης πρόσβασης" -- μπορεί να χρησιμοποιηθεί "στρατηγικά" και να ανακόψει την πορεία του εχθρού ή την εγκατάστασή του σε μια περιοχή. Παρόλαυτα, η εκρηκτική της δύναμη είναι και αυτή υπολογίσιμης ισχύος.

 

Cocktail party facts

 

Τα πυρηνικά όπλα δεν χρειάζεται να είναι μεγάλοι πύραυλοι ή ογκοδέστατες βόμβες, ούτε να τις ρίξει αεροπλάνο. Δες π.χ. το Davy Crockett, ένα "μπαζούκας" σε μέγεθος μεγάλου οπλοπολυβόλου το οποίο ήταν ικανό να "ρίξει" στον αντίπαλο πυρηνικές κεφαλές. Για πυρηνικό όπλο θεωρείται μικρής ισχύος αλλά όταν λέμε "μικρής ισχύος" για τέτοια όπλα... κρατιόμαστε να μην γελάσουμε.

ΌΧΙ, η βόμβα ΔΕΝ είναι "ατομική", ούτε οικογενειακή, ούτε γίγας. Είναι πυρηνική διότι αντλεί την ενέργειά της από σχάση του πυρήνα, οπότε αν και έχει επικρατήσει ο όρος "ατομική βόμβα" είναι τεχνικά ορθότερο να την λες πυρηνική. Την μάνα σου την λες μάνα, και όχι πουτάνα σωστά; Τεχνικό το θέμα, ασχέτως αν έτσι την φωνάζουν όλοι οι άλλοι.

Δεν θα πήγαινε το μυαλό σου πως όλες αυτές οι πυρηνικές δοκιμές που έχουν γίνει στον πλανήτη μας θα μπορούσαν να έχουν και ορισμένα θετικά αποτελέσματα. Και όμως! Οι εκρήξεις αυτών των όπλων έχουν "εμπλουτίσει" τον πλανήτη μας με σπάνια ισότοπα, "ιχνηθετώντας" κάθε αντικείμενο, ζωντανό οργανισμό και ουσία με τρόπο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον χρονικό προσδιορισμό δημιουργίας τους. Έτσι, μπορεί να διαπιστωθεί η πλαστογραφία έργων τέχνης (τα παλαιά πριν των πυρηνικών εκρήξεων δεν θα περιέχουν συγκεκριμένα ισότοπα) ή να αποδειχθεί πέραν πάσης αμφιβολίας πως... τα εγκεφαλικά μας κύτταρα όντως μπορούν να αναγεννηθούν -- μια ιδιότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου που στην αρχή είχε αμφισβητηθεί και έπειτα αποτέλεσε θέμα μεγάλων διαφωνιών στους νευροεπιστημονικούς κύκλους!

Ως την επόμενη φορά, βάλε στην playlist του εμπιθριόφονού σου το Atomic των Blondie και καλή διασκέδαση!

Το αυθεντικό άρθρο μπορεί να βρεθεί ΕΔΩ



Το The Clown χρησιμοποιεί cookies για την καλύτερη παροχή των υπηρεσιών του. Με τη χρήση αυτού του ιστότοπου, αποδέχεστε τη χρήση των cookie.

Πατήστε "Συμφωνώ" για να μην εμφανίζεται αυτό το μήνυμα.