Ero sivun ”Vetypommi” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Lisätään Metatieto-malline |
p fix |
||
Rivi 1:
[[Kuva:IvyMike2.jpg|thumb|250px|Vetypommin koeräjäytys ''Mike'' -koelaitteistolla [[Eniwetok]]in atollilla [[1. marraskuuta]] [[1952]]]]
'''Vetypommi''' (tai '''fuusiopommi''', '''lämpöydinpommi''') on [[fuusioreaktio]]on perustuva [[ydinase]]. Fuusiossa vety-ytimien yhdistyminen vapauttaa energiaa. Vetypommit ovat yleensä [[fissiopommi]]a voimakkaampia. Vetypommi sytytetään aina [[fissiopommi]]lla, sillä vetypommi vaatii räjähtääkseen suuren [[paine]]en ja korkean [[lämpötila]]n. Luonnossa vetypommin vaatimaa [[fuusioreaktio]]ta tapahtuu [[tähti|tähdissä]], kuten
▲Luonnossa vetypommin vaatimaa [[fuusioreaktio]]ta tapahtuu [[tähti|tähdissä]], kuten [[Aurinko|Auringossa]]. Vetypommin räjähdyksen tuhovoima perustuu muun muassa paineaaltoon, kuumuuteen ja radioaktiivisen säteilyyn. Vetypommin tuhovaikutus riippuu muun muassa pommin voimasta, etäisyydestä räjähdyskohdasta, räjähdyskorkeudesta ja räjäytyspaikan tyypistä.
==Vetypommin toimintaperiaate==
[[Kuva:TellerUlamAblation.png|thumb|left|200px|Vetypommin räjähdyksen vaiheet. Fissiopommin rajähdys luo kuumaa kaasua, jonka kuumennus höyrystää fuusio-osan kuoren. Tämä puristaa ja kumentaa fuusio-osan, jossa käynnistyy fuusioreaktio ja vetypommikin räjähtää.]]
▲Fissiopommin rajähdys luo kuumaa kaasua, jonka kuumennus höyrystää fuusio-osan kuoren. Tämä puristaa ja kumentaa fuusio-osan, jossa käynnistyy fuusioreaktio ja vetypommikin räjähtää.]]
<div style="float:right;margin:15px;margin-top:0px;padding-left:3px;border: 1px solid gray;max-width: 280px;">
Rivi 27 ⟶ 22:
[[fissiopommi|Atomipommi]] pohjautuu [[fissioreaktio]]n alkamiseen kun koossa on riittävä määrä riittävän pienessä tilavuudessa fissiokelpoista materiaalia. Jos [[kriittinen massa]] tai [[kriittinen tiheys]] saavutetaan, fissio alkaa. Atomipommivaiheessa ontto tavanomaisesta räjähteestä koostuva pallo puristaa räjähtäessään alkujaan harvan [[plutonium]]massan kriittiseen tiheyteen ja fissioreaktio alkaa. Tällöin vapautuu välittömästi ennen pommin hajoamista [[röntgensäteily]]ä, joka kuumentaa pommikotelon sisustan hehkuvaksi ionisoituneeksi kaasuksi.
Atomipommin röntgensäteilyn synnyttämä erittäin kuuma kaasu puristaa kasaan suojaavalla aineella kuorrutetun litiumdeuteridilieriön, jonka ydin on fissiokelpoista materiaalia. Puristuminen perustuu suojakuoren materiaalin [[höyry]]stymiseen, joka työntää kuorta kasaan joka puolelta kuin [[rakettimoottori]]. Kun lieriö puristuu, sisustan fissiokelpoinen materiaali tulee kriittiseksi ja vapauttaa [[neutroni|neutroneita]], jotka pilkkovat [[litium]]ytimiä tritiumiksi. [[Tritium]] ja [[deuterium]] reagoivat keskenään korkeassa lämpötilassa ja pommi räjähtää.
Joissain pommeissa räjähdysvoimaa ja [[radioaktiivinen laskeuma|radioaktiivista laskeumaa]] on kasvatettu uraanikuorella joka ympäröi koko muuta rakennetta. [[Uraani]] on luonnonuraania U-238, joka ei halkea kuin fuusioreaktiossa syntyvillä nopeilla neutroneilla.
Rivi 51 ⟶ 45:
{{pääartikkeli|[[Ydinaseiden vaikutukset]]}}
{{lähteetön}}
Vetypommin tappava vaikutus perustuu lähinnä [[lämpötila|kuumuuteen]], [[paineaalto]]on,
Kun pommi räjähtää, siitä vapautuva [[röntgensäteily]] synnyttää kuuman, pallomaisen ilmakuplan, [[tulipallo]]n, joka huomataan sokaisevana välähdyksenä. Korkealla suoritetun vetypommiräjäytyksen tulipallo näkyy jopa 1000 kilometrin päässä. Nopeasti laajeneva ja kohoava tulipallo [[säteily|säteilee]] lämpöä ympäristöönsä ja synnyttää itseään kylmempää ilmaa kokoon puristaessaan voimakkaan [[paineaalto|paineaallon]]. Tulipallo muotoutuu lopulta sisäisissä virtauksissa [[torus|toruksen]] eli munkkirinkilän muotoiseksi. Tulipallo jättää ylös noustessaan [[tyhjiö]]n, johon imeytyy pölyä, roskia ja muuta irtoainesta pilariksi, joka on ydinräjähdykselle tyypillinen [[sienipilvi|sienipilven]] kanta. Pilvi hajoaa tuuliin ja levittää räjähdyksessä syntyneitä radioaktiivisia aineita [[radioaktiivinen laskeuma|laskeumana]] ympäristöön. Tulipallon lämpö sytyttää [[tulipalo]]ja, jotka yhdistyvät voimakkaaksi niin sanotuksi [[tulimyrsky]]ksi.
Yhden megatonnin pommi räjäytettynä noin 2,5 kilometrin korkeudessa aiheuttaa paineaallon, joka tappaa kaiken 3 kilometrin säteellä ja 50% väestöstä noin 10 kilometrin säteellä. Kuumuus tappaa puolet väestöstä 8 kilometrin säteellä. [[Ionisoiva säteily]] tappaa 50 % välittömästi noin 2900 metrin säteellä. Välähdys sokaisee siihen katsovat pysyvästi tai tilapäisesti vielä noin 18 km:n päässä, ja se nähdään aurinkoa kirkkaampana vielä 80 km:n päässä.
Rivi 60 ⟶ 53:
Kuumuus aiheuttaa kolmannen asteen [[palovamma|palovammoja]] suojaamattomana 10–13 kilometrin päässä (iho palaa karrelle), toisen asteen vammoja 13–17 kilometrin päässä (rakkuloita) ja ensimmäisen asteen palovammoja (iho punoittaa) 17–20 kilometrin päässä. Palovammojen vakavuuteen vaikuttaa muun muassa [[vaatetus]] (niiden syttyvyys, kyky imeä säteilyä) ja [[sumu]], joka hajottaa ja heikentää pommin säteilyä. Helposti syttyvä materiaali syttyy 14 kilometrin päässä ja maalattu puu noin 7 kilometrin päässä. Näin vielä 14 kilometrin päässä syttyy runsaasti tulipaloja.
Paineaalto on voimaltaan yli 34 [[Pa|kPa]] 8 kilometrin päässä. Tämä riittää tuhoamaan [[tiili]]talon ja aiheuttamaan vakavia vaurioita [[betoni]]talolle. Tuulen nopeus on tällä etäisyydellä 260 km/h. Noin 4 kilometrin päässä tuuli on voimaltaan noin 1000 km/h, mikä vastaa [[tornado]]a. Kaikki tuhoutuu 138 kPa:n paineessa alle 3 km:n päässä räjähdyksen maanpintakeskipisteestä. Lähes kaikki rakennukset tuhoutuvat 69 kPa:n paineessa noin 4,5 kilometrin päässä räjähdyspisteestä. 11–13 kilometrin päässä paine aiheuttaa kohtalaisia vaurioita rakenteille, esimerkiksi väliseinät särkyvät. Ikkunoita särkyy vielä 20–30 kilometrin päässä. Vakavia vammoja ja [[kuolema]]a kylvävät paineaallon ja tuulen mukana lentävät esineet, esimerkiksi lasinsirpaleet.
Jos megatonnin pommi räjäytetään maanpinnalla, [[radioaktiivinen laskeuma]] ("musta sade") on tappava 150 km:n päässä. Annos on tällöin 900 [[rem]]. Kuolema seuraa 2–14 päivän kuluttua.
Rivi 69 ⟶ 61:
Räjäytyksen vaikutukset riippuvat siitä missä räjähdys tapahtuu. Matalalla maan sisässä tapahtuva räjähdys aiheuttaa suuremman kraatterin kuin pintaräjähdys ja valtavat määrät maa-ainesta ja kiviä sinkoutuu räjähdyskuopasta pois. Esimerkiksi 1 megatonnin pommi synnyttää 15 metrin syvyydessä 400 metrin halkaisijaisen, 90 metriä syvän kraatterin. 10 miljoonaa tonnia maata sinkoaa pois. Paineaalto on sitä heikompi mitä syvempänä räjähdys tapahtuu.
Räjähdyslämpö ja alkusäteily sitoutuvat maanalaisessa räjähdyksessä maahan, mutta räjähdys luo valtavasti radioaktiivista maata. Syvällä maan pinnan alla tapahtunut räjähdys aiheuttaa savupiippumaisen ontelon ja ehkä matalan sortumakraatterin. Vielä syvemmällä tapahtuva räjähdys pyöreän ontelon. Kallioisessa maaperässä tehty räjäytys aiheuttaa valtavan maanjäristyksen. Ilmassa tapahtuva räjähdys aiheuttaa pienemmän radioaktiivisen laskeuman kuin maanpintaräjähdys, koska maan pinnassa tapahtuva räjähdys höyrystää radioaktiivista maata ja muutenkin räjähdyspilveen imeytyy enemmän maata.
Hyvin korkealla ilmakehässä tapahtuva räjähdys on hyvin kirkas ja aiheuttaa silmävaurioita laajalla alueella. Matalalla (alle 60 m) veden alla tapahtuva räjähdys aiheuttaa pintaräjähdystä pienemmän tulipallon, joka huomataan ensin veden sisässä ja joka nousee räjähdyksen yllä matalalla olevaksi pilveksi, josta sataa radioaktiivista sadetta. Hyvin syvällä tapahtuva räjähdys synnyttää pintaan korkean aallon, muttei pilveä. Vesi jäähdyttää tulipallon höyrypilveksi ennen sen pintaan nousemista.
Rivi 77 ⟶ 68:
==Vetypommin historia==
[[Tiedosto:Teller-ulam-multilang.svg|thumb|Teller-Ulam-tyypin vetypommi]]
USA:ssa vetypommia kehittivät muun muassa [[Edward Teller]] ja [[Stanislaw Ulam]] vuodesta [[1950]] alkaen, kun [[Neuvostoliitto]] oli saanut atomipomminsa pääasiassa vakoilemalla länsimaita. Vetypommin ajatuksen esitti jo [[Enrico Fermi]] [[1941]], mutta sen pohjalla oleva idea - fuusioituvaa materiaalia atomipommin rinnalla - osoittautui kelvottomaksi ajatukseksi.
[[Kylmä sota|Kylmän sodan]] alettua vetypommin isä [[Edward Teller]] perusti Lawrence Livermore National Laboratoryn toiseksi ydinaseita kehittäväksi laboratorioksi Kaliforniaan, joka kehitti vetypommin. Kolmas on Sandia National Laboratory Uudessa Meksikossa, se on erikoistunut sytyttimiin ja pommien turvalaitteisiin. Ensimmäinen oli [[Los Alamos]]in tutkimuskeskus.
Perusidea "Super" pommiin syntyi [[1951]]. Vuonna 1951 toteutettu 225 kilotonnin voimakkuuksinen koe ''Greenhouse George'' jossa käytettiin lieriömäistä imploosiosysteemiä jonka sisässä fuusioituvaa materiaalia, ei tuottanut kuin ehkä 1%:n parannuksen räjähdystehoon. Fissiopommin käytännön yläraja lienee 500 kt.▼
▲Vuonna 1951 toteutettu 225 kilotonnin voimakkuuksinen koe ''Greenhouse George'' jossa käytettiin lieriömäistä imploosiosysteemiä jonka sisässä fuusioituvaa materiaalia, ei tuottanut kuin ehkä 1%:n parannuksen räjähdystehoon. Fissiopommin käytännön yläraja lienee 500 kt.
Samana vuonna 1951 räjäytettiin esimmäinen niin sanottu kiihdytetty fissiopommi (boosted fission), jossa on fissiokelpoisen materiaalin keskellä [[tritium]]ia. Tällä tavoin pommin räjähdysteho kasvoi vain kaksinkertaiseksi. Pieni fuusioreaktio synnyttää pommin ytimessä nopeita [[neutroni|neutroneita]], jotka halkovat luonnonuraaniytimiä. Itse fuusio tehostaa pommin räjähdysvoimaa vain hiukan.
Rivi 90 ⟶ 79:
Ensimmäinen todella onnistunut vetypommin koeräjäytys ''Mike'' koelaitteistolla [[Eniwetok]]in atollilla suoritettiin [[1. marraskuuta]] [[1952]]. Räjäytyksen voimakkuus oli 10,4 megatonnia josta vain 2,4 megatonnia tuli fuusiosta. ''Mike'' oli niin raskas, ettei se soveltunut sota-aseeksi, sillä pommi painoi noin 82 tonnia ja sen sisustassa oleva fuusioituva aine oli nestemäistä, jäähdytettyä [[deuterium]]ia suuressa [[termospullo]]ssa. Laitetta sanottiin myös "makkaraksi" ("Sausage") sillä se oli lieriö jonka päät olivat puolipallon muotoiset. Termospullon keskellä oli [[plutonium]]sytytin ja ympärillä uraanikuori. Päissä olivat sytyttiminä toimivat fissiopommit. Alkeellisuudestaan huolimatta pommi oli ensimmäinen aito kaksivaihevetypommi. Koska pommia ei voitu kuljettaa, se räjäytettiin [[Elugelab]]-nimisellä saarella. Pommin räjähdyksessä syntyi valtava sienipilvi, joka kohosi lopulta [[stratosfääri]]in 35 km:n korkeuteen ja levisi puolessa tunnissa 100 km:n läpimittaiseksi. Syntyneen räjähdys[[kraatteri]]n läpimitta oli 1,9 km ja syvyys 50 m.
Vasta vuonna [[1954]] Yhdysvallat kokeili kevyempää vetypommia ''Bravoa'' [[Bikinin atolli]]lla. Tämä pommi oli ensimmäinen vakiotyyppinen "Teller-Ulam"-rakenteinen systeemi, jossa fuusioituva aine on kiinteätä [[litiumdeuteridi]]a. Bravon räjähdys oli odotettua voimakkaampi, noin 15 megatonnia. Bravon laskeuma aiheutti vakavaa säteilysairautta laivassa oleville [[japani]]laisille kalastajille ja 60:lle erään saaren asukkaille. 23 kalastajaa joutui sairaalaan, ja näistä kuoli yksi saman vuoden syksyllä. Tapahtuma toi radioaktiivisen laskeuman laajalti tunnetuksi.
Tämän jälkeen suoritettiin useita suuria kokeita joilla vetypommia kehitettiin edelleen, räjäytettiin muun muassa rikastamattomalla litiumdeuteridilla toimiva pommi. Pyrkimys oli keventää pommeja, jotta niitä voitaisin helpommin kuljettaa [[lentokone]]illa ja [[ohjus|ohjuksilla]].
Maassa ja [[ilmakehä]]ssä suoritettujen vetypommikokeiden [[radioaktiivinen laskeuma]]
Rivi 105 ⟶ 91:
Neuvostoliitto räjäytti enimmäisen Teller-Ulam-tyyppisen vetypommin vasta [[22. marraskuuta]] [[1955]]. Neuvostoliitossa vetypommia kehitti muun muassa [[Andrei Saharov]], josta tuli myöhemmin neuvostojärjestelmää kritisoiva kuuluisa [[toisinajattelija]]. Teller-Ulam-rakenne oli neuvostoprojektissa ns. kolmas idea. Ensimmäinen oli sloika ja toinen V. Ginzburgin ajatus litiumdeuteridin käytöstä.
[[1950-luku|1950-luvulla]] vetypommikokeita jatkettiin, mutta radioaktiivisen laskeuman takia Yhdysvallat, Neuvostoliitto ja Iso-Britannia lupasivat pysäyttää ydinkokeet 1958 maalla, merellä ja ilmakehässä. Vielä 1960-luvun alussa molemmat supervallat kokeilivat räjäytyksiä. 23. lokakuuta räjähti Novaja Zemljalla maan pinnalla 25 megatonnin vetypommi ja 30. lokakuuta arviolta 57 megatonnin jättiräjähde, [[Tsar-Bomba]] ilmakehässä. Tästä huolimatta Ranska jatkoi kokeitaan hyvin pitkälle tämän jälkeen.
Vetypommin ovat kehittäneet myös [[Englanti]], [[Ranska]], [[Kiina]] ja mahdollisesti myös [[Intia]].
{{Ydintekniikka}}
| |||