Kodolsprādziens: definīcija, vēsture, cēloņi un sekas

Kodolsprādziens ir enerģija, kas izdalās ļoti ātras kodolreakcijas rezultātā. To var izraisīt kodola skaldīšanās, kodolsintēze vai abas.

Atmosfēras kodolsprādzieni ir saistīti ar sēņu mākoņiem, lai gan sēņu mākoņi var rasties arī lielu ķīmisku sprādzienu rezultātā. Iespējams arī kodolsprādziens gaisā bez šiem mākoņiem. Kodolsprādzieni rada radiāciju un radioaktīvas atlūzas.

Pirmo reizi kodolierocis tika detonēts 1945. gada 6. augustā, kad ASV nometa urāna lielgabala tipa ierīci uz Japānas pilsētu Hirosimu. Otra un pēdējā kodolieroča izmantošana kaujās notika trīs dienas vēlāk, kad ASV nometa plutonija implozijas tipa ierīci uz Japānas pilsētu Nagasaki. Šo bombardējumu rezultātā uzreiz bojā gāja aptuveni 120 000 cilvēku, bet laika gaitā kodolstarojuma dēļ nomira vēl vairāk cilvēku.

Kas tieši notiek kodolsprādzienā?

Kodolsprādzienā ķēdes reakcijā ļoti īsā laikā atbrīvojas milzīgs enerģijas daudzums. Kodola skaldīšanās (fisiija) nozīmē smaga atoma kodola sadalīšanos divās vai vairākās daļās, pie tam izdalās brīvie neitroni, kas var izraisīt turpmāku sadalīšanos. Kodolsintēze (fūzija) — vieglu kodolu saplūšana par smagāku, kas atbrīvo vēl vairāk enerģijas. Praksē lielākie sprādzieni, piemēram termonukleārie ieroči, izmanto abu paņēmienu kombināciju.

Veidi un tehniskie aspekti

• Skaldīšanās bumba (fisiija) — tipiski izmanto urānu-235 vai plutoniju-239; nepieciešama kritiskā masa un ķēdes reakcijas kontrole.
• Sintēzes bumba (fūzija) — prasa ļoti augstu temperatūru un spiedienu (parasti panāk to ar sākotnēju fisiijas sprādzienu kā „zapālīti”).
• Detonācijas veidi — lielgabala konstrukcija (urāna bumbu savieno, „uzstājot” kritisko masu) un implozijas konstrukcija (sprādzieni saspiest kodolu līdz kritiskajai masai) ir vieni no pazīstamākajiem.

Vēsture īsumā

Pirms kaujas pielietošanas kodolierīces tika izmēģinātas — pirmā sprādziena izmēģinājums (Trinity) notika 1945. gada 16. jūlijā ASV teritorijā. Pēc Otrā pasaules kara sākās aktīva kodolieroču attīstība un izmēģinājumi gan atmosfērā, gan pazemē un jūrā. Vairāki atklājumi un tehnoloģiskie uzlabojumi ļāva palielināt sprādziena jaudu un samazināt ierīces izmērus.

Sekas — tūlītējas un ilgtermiņa

Kodolsprādziens rada vairākas savstarpēji saistītas un ārkārtīgi postošas ietekmes:

• Sprādziena trieciens — augsta spiediena viļņi, kas iznīcina ēkas un infrastruktūru.
• Termālā starojuma siltums — intensīva gaismas un siltuma vilnis var izraisīt plašus ugunsgrēkus un smagas apdegumu traumas.
• Momentāna jonizējošā radiācija — augsta līmeņa starojums, kas var izraisīt akūtu starojuma slimību un nāvi dažu stundas vai dienu laikā.
• Radioaktīvā atlūza (fallouts) — radioaktīvas daļiņas nonāk atmosfērā un izkliedējas vēja un laika apstākļu ietekmē; tās var piesārņot augsni, ūdeni un pārtiku.
• Veselības ilgtermiņa izpausmes — palielināts vēža risks, īpaši vairogdziedzera vēzis (radioaktīvā jods), ilgtermiņa psiholoģiskas traumas un iedzimtas ietekmes nākamajās paaudzēs.
• Vides un ekonomiskās sekas — ilgtspējīga teritoriju neizmantošana, lauksaimniecības zudumi, migrācija un ekonomiska sabrukšana skartajās zonās.
• Politiski un militāri efekti — eskalācija, starptautiskās krīzes, ilgstošas sekas drošībai un starptautiskajām attiecībām; teorētiski — klimata ietekme (koncepts „kodolu ziema”).

Praktiski aizsardzības pasākumi

Ja pastāv kodolsprādziena vai radioaktīva piesārņojuma risks, drošības pamatprincipi ir:

• ievērot oficiālu ieteikumus un brīdinājumus, evakuēties, ja tiek prasīts, vai palikt slēgtās telpās;
• palikt zemā vai centrālajā ēkas daļā, aiz biezām konstrukcijām (samazina starojuma ekspozīciju);
• neizmantot piesārņotu ūdeni un pārtiku; klausīties iestāžu norādījumus par pārtikas patēriņu un dekontamināciju;
• pieejas gadījumā injicēt vai lietot kalija jodīdu (KI) tikai saskaņā ar veselības iestāžu norādījumiem — tas var palīdzēt samazināt radioaktīvā joda uzsūkšanos vairogdziedzerī;
• pēc iespējas veikt dekontamināciju (nomazgāt ādu, noņemt apģērbu) un vērsties medicīniskajā aprūpē.

Visus konkrētus pasākumus vienmēr jāveic, ievērojot vietējo civilās aizsardzības iestāžu norādījumus.

Starptautiskā regulācija un ierobežojumi

Pēc intensīvajiem atmosfērā veiktajiem izmēģinājumiem sabiedrības un valdību spiediena rezultātā tika pieņemti starptautiski līgumi ar mērķi samazināt kodolieroču izmēģinājumus un izplatīšanos. Piemēram, 1963. gadā tika noslēgts Atmosfēras izmēģinājumu aizlieguma līgums (Partial Test Ban Treaty), vēlāk tika pieņemti NPT (1968) un 1996. gadā tika atvērts parakstīšanai Comprehensive Test Ban Treaty (CTBT), kas uzliek pilnīgu izmēģinājumu aizliegumu, taču CTBT nav pilnībā stājies spēkā, jo nepieciešamās ratifikācijas nav pilnībā izpildītas. Starptautiskas organizācijas un monitoringa sistēmas regulāri novēro iespējamās kodolaktivitātes.

Citādi konteksti

Bez kara pielietošanas kodolsprādzieni var rasties izmēģinājumu vai rūpniecisku negadījumu kontekstā; ir arī kodolenerģijas nozare, kuras avārijas (piemēram, Černobiļa 1986. g. vai Fukušima 2011. g.) radīja plašu radioaktīvu piesārņojumu, taču tie nav vienādi ar pilna mēroga kodolieroča sprādzienu. Jebkurā gadījumā radioaktīvo izmešu ietekme uz cilvēkiem un vidi var būt ilgstoša un sarežģīti novēršama.

Ja vēlaties, es varu pievienot datu par konkrētiem izmēģinājumiem, padziļināti izskaidrot fiziķes principus (piem., ķēdes reakcija un kritiskā masa) vai aprakstīt galvenos starptautiskos līgumus sīkāk.

Jautājumi un atbildes

J: Kas izraisa kodolsprādzienu?

J: Kas ir sēņu mākonis?

J: Vai kodolsprādziens gaisā var notikt bez sēņu mākoņa?

J: Ko rada kodolsprādziens?

J: Kad un kur tika detonēts pirmais kodolierocis kaujas laikā?

J: Kāds bija otrais un pēdējais kodolieroča pielietojums kaujā?

Vai Černobiļas un Fukušimas avārijas izraisīja kodolsprādzieni?

Meklēt pēc burta