Energin som frigörs från en kärnkraftsexplosion är enorm. Hon kan förstöra hela städer på några minuter. Denna monströsa energi släpps ut som ett resultat av en kärnreaktion.
Mekanismen för en kärnkedjereaktion
Det är känt från fysikkursen att nukleonerna i kärnan - protoner och neutroner - hålls samman av starka interaktioner. Det överstiger signifikant krafterna för Coulomb-avstötning, så kärnan som helhet är stabil. Under 1900-talet upptäckte den stora forskaren Albert Einstein att massan av enskilda nukleoner är något större än deras massa i ett bundet tillstånd (när de bildar en kärna). Vart går en del av massan? Det visar sig att det förvandlas till bindningsenergin hos nukleoner och tack vare det kan kärnor, atomer och molekyler existera.
De flesta av de kända kärnorna är stabila, men det finns också radioaktiva. De avger kontinuerligt energi eftersom de utsätts för radioaktivt sönderfall. Kärnorna i sådana kemiska element är osäkra för människor, men de avger inte energi som kan förstöra hela städer.
Kolossal energi framträder som ett resultat av en kärnkedjereaktion. Isotopen av uran-235, liksom plutonium, används som kärnbränsle i en atombomb. När en neutron kommer in i kärnan börjar den dela sig. En neutron, som är en partikel utan elektrisk laddning, kan lätt tränga in i kärnans struktur och kringgå verkan av krafterna för elektrostatisk interaktion. Som ett resultat kommer det att sträcka sig. Den starka interaktionen mellan nukleoner kommer att börja försvagas, medan Coulomb-krafterna kommer att förbli desamma. Uran-235-kärnan kommer att delas i två (sällan tre) fragment. Ytterligare två neutroner kommer att dyka upp, som sedan kan komma in i en liknande reaktion. Därför kallas det kedja: det som orsakar klyvningsreaktionen (neutron) är dess produkt.
Som ett resultat av en kärnreaktion frigörs energi som binder nukleonerna i moderns kärna av uran-235 (bindningsenergi). Denna reaktion ligger till grund för driften av kärnreaktorer och explosionen av atombomben. För att det ska kunna genomföras måste ett villkor vara uppfyllt: bränslets massa måste vara subkritisk. I det ögonblick då plutonium kombineras med uran-235 inträffar en explosion.
Kärnkraftsexplosion
Efter kollisionen mellan plutonium- och urankärnor bildas en kraftig chockvåg som påverkar alla levande saker inom en radie av cirka 1 km. En eldkula som dyker upp vid explosionsplatsen expanderar gradvis till 150 meter. Temperaturen sjunker till åtta tusen Kelvin när chockvågen färdas tillräckligt långt. Den uppvärmda luften transporterar radioaktivt damm över stora avstånd. En kärnexplosion åtföljs av kraftfull elektromagnetisk strålning.
