Ydinräjähdyksestä vapautuva energia on valtava. Hän pystyy tuhoamaan kokonaiset kaupungit muutamassa minuutissa. Tämä hirvittävä energia vapautuu ydinreaktion seurauksena.
Ydinketjureaktion mekanismi
Fysiikan kurssista tiedetään, että ytimen nukleoneja - protoneja ja neutroneja - pitävät yhdessä vahvat vuorovaikutukset. Se ylittää merkittävästi Coulombin hylkimisvoimat, joten ydin kokonaisuutena on vakaa. 1900-luvulla suuri tiedemies Albert Einstein huomasi, että yksittäisten nukleonien massa on jonkin verran suurempi kuin niiden massa sitoutuneessa tilassa (kun ne muodostavat ytimen). Minne osa massasta menee? Osoittautuu, että se muuttuu nukleonien sitoutumisenergiaksi ja sen ansiosta ytimiä, atomeja ja molekyylejä voi olla olemassa.
Suurin osa tunnetuista ytimistä on vakaita, mutta on myös radioaktiivisia. Ne lähettävät energiaa jatkuvasti, koska ne ovat radioaktiivisen hajoamisen alaisia. Tällaisten kemiallisten alkuaineiden ytimet ovat vaarallisia ihmisille, mutta ne eivät lähde energiaa, joka pystyy tuhoamaan kokonaisia kaupunkeja.
Valtava energia ilmestyy ydinketjureaktion seurauksena. Uraani-235: n isotooppia samoin kuin plutoniumia käytetään ydinpolttoaineena atomipommissa. Kun yksi neutroni tulee ytimeen, se alkaa jakautua. Neutroni, joka on hiukkanen ilman sähkövarausta, voi helposti tunkeutua ytimen rakenteeseen ohittamalla sähköstaattisen vuorovaikutuksen voimien vaikutuksen. Tämän seurauksena se alkaa venyttää. Nukleonien välinen vahva vuorovaikutus alkaa heikentyä, kun taas Coulombin voimat pysyvät samana. Uraani-235-ydin jakautuu kahteen (harvoin kolmeen) fragmenttiin. Kaksi uutta neutronia ilmestyy, jotka voivat sitten käydä samanlaisen reaktion. Siksi sitä kutsutaan ketjuksi: mikä aiheuttaa fissioreaktion (neutronin), on sen tuote.
Ydinreaktion seurauksena vapautuu energiaa, joka sitoi uraani-235: n emäsydämen nukleonit (sitoutumisenergia). Tämä reaktio on ydinreaktorien toiminnan ja atomipommin räjähdyksen taustalla. Sen toteuttamiseksi on täytettävä yksi ehto: polttoaineen massan on oltava alikriittinen. Tällä hetkellä, kun plutonium yhdistetään uraani-235: een, tapahtuu räjähdys.
Ydinräjähdys
Plutoniumin ja uraanin ytimien törmäyksen jälkeen muodostuu voimakas iskuaalto, joka vaikuttaa kaikkiin eläviin olentoihin noin kilometrin säteellä. Räjähdyspaikalle ilmestynyt tulipallo laajenee vähitellen 150 metriin. Sen lämpötila laskee 8 tuhanteen kelviiniin, kun isku aalto kulkee riittävän pitkälle. Lämmitetty ilma kuljettaa radioaktiivista pölyä pitkiä matkoja. Ydinräjähdykseen liittyy voimakas sähkömagneettinen säteily.
