Hiroshima na de atoombom

 

Wereld, Kernwapens, Nucleair -

Kernwapens voor dummies

Kernwapens zijn geen wapens als andere. Het zijn de krachtigste, meest vernietigende massavernietigingswapens die ooit ontwikkeld werden. Hieronder kom je meer te weten over hun werking en effecten.

woensdag 3 maart 2010 13:55

Hoe werken kernwapens?

Wanneer een kernwapen tot ontploffing gebracht wordt, komt er door de nucleaire splitsings- of fusiereacties een immense hoeveelheid energie vrij. Bij de eerste kernwapens werd er bij uranium- of plutoniumdeeltjes een kettingreactie van kernsplijting op gang gebracht, hetzelfde proces als in kerncentrales. In kerncentrales voor energieopwekking wordt de kettingreactie geremd en onder controle gehouden; in een kernwapen komt ze daarentegen zonder belemmering op gang.

Wanneer je voldoende radioactief materiaal, uranium of plutonium bij elkaar brengt, is zo’n kettingreactie in principe vrij eenvoudig op gang te brengen. Dit wordt de kritische massa genoemd. Bij gewone natuurlijke radioactiviteit wordt neutronenstraling uitgezonden. Die straling kan andere atoomkernen raken, waardoor ze splitsen. En dat doet op zijn beurt energie en nieuwe straling vrijkomen.

Als de kritische massa radioactief materiaal bij elkaar gebracht is, worden door de natuurlijke radioactieve straling zoveel atoomkernen gesplitst, dat daarbij voldoende nieuwe straling vrijkomt om de kettingreactie in stand te houden of te versterken. Door al die kernsplitsingen komt er  voortdurend energie vrij.

In modernere kernwapens wordt dit kernsplitsingsproces gebruikt als een eerste trap om een kernfusieproces op gang te brengen. Bij een kernfusie worden lichte kernen van waterstofatomen bij elkaar gevoegd tot zwaardere kernen, waarbij een nog immensere hoeveelheid energie vrijkomt. Dit proces geeft kernfusiebommen of waterstofbommen een vernietigingskracht van ettelijke megaton.

Soms wordt na de kernfusie nog een derde proces op gang gebracht. Er gebeurt dan opnieuw een kernsplijting in een uraniummantel rond de bom. Dit drietrapsproces wordt gebruikt om kleinere kernwapens te maken waarvoor minder splijtstof nodig is.

De effecten van kernwapens

Waar bij een gewone chemische explosie hitte van enkele duizenden graden vrijkomt, spreken we bij kernwapens van temperaturen van 50 miljoen graden. Dergelijke fysische verschijnselen komen normaal gezien enkel op sterren voor, en niet op de aarde.

Kernwapens hebben drie onmiddellijke effecten warmte, druk en straling) en één dat pas later optreedt (straling onder de vorm van fall-out). De onmiddellijke effecten hebben elk een verschillend bereik, en naargelang de kracht treden andere effecten op de voorgrond. De kracht van kernwapens wordt uitgedrukt in de hoeveelheid TNT die nodig is om een gelijkaardig drukeffect te verkrijgen. Dit gaat van enkele duizenden tonnen (kiloton of Kt) tot miljoenen ton (megaton of Mt) van dit explosief.

Militairen houden in hun oorlogsplanning enkel rekening met de vernietigingskracht van de schokgolf en maken abstractie van de andere effecten. Voor wapens in het Kt-bereik heeft de schokgolf de meeste dodelijke gevolgen. Bij bommen in het Mt-bereik speelt warmte de grootste rol. Een kernbom van 20 Mt veroorzaakt nog derdegraads brandwonden op 40 km afstand, terwijl het effect van de schokgolf daar al tot een stevige wind is afgezwakt.

Toch is ook bij wapens in het Kt-bereik het thermische effect niet onbelangrijk. In combinatie met de schokgolf doet zij vele branden ontstaan die zich tezamen tot een echte vuurstorm kunnen ontwikkelen. Hierbij stijgt de temperatuur en ontvlamt alles wat brandbaar is. Wie zich schuilkelders voor de andere effecten afschermt, wordt letterlijk doodgekookt of stikt bij gebrek aan zuurstof. Een dergelijke vuurstorm was ook het resultaat van de conventionele bombardementen op Dresden tijdens de Tweede Wereldoorlog.

Fall-out

Een later optredend effect is de fall-out of straling ten gevolge van neerdalende radioactieve deeltjes. Die is sterk afhankelijk van het soort bom en de hoogte. Als de explosie dicht genoeg bij de grond plaatsvindt, zodat de vuurbal de grond raakt, zal een gedeelte van de grond verdampen en een ander gedeelte mee opgezogen worden door de opstijgende hete vuurbal (wat de typische paddestoelvorm) veroorzaakt. Deze deeltjes koelen weer af, vermengen zich met splijtingsprodukten of worden zelf radioactief door botsing met neutronen. Gebeurt de explosie op grote hoogte, dan wordt geen grond opgezogen en treedt buiten de resten van de bom zelf geen andere fall-out op.

De verspreiding hangt ook af van de hoogte tot waar de vuurbal opstijgt. Komen de radioactieve deeltjes in de stratosfeer terecht, dan worden de deeltjes wereldwijd verspreid en dalen ze neer in de volgende weken en maanden. Wanneer de vuurbal niet zo hoog opstijgt, gebeurt de fall-out lokaal, al na een half uur tot enkele dagen na de explosie.

Op grote afstanden in de windrichting kunnen zich dodelijke stralingsdosissen opstapelen. Bij een kernproef met een 10Mt-bom in 1954 waarbij de Rongelap-atol besmet werd, raakte in totaal een oppervlakte van 20.000 km2 met een dodelijke stralingsdosis besmet (twee derden van de oppervlakte van België). Voor een 100 Kt-bom zou dit naar schatting 150 km2 zijn (vergelijkbaar met het Brusselse gewest).

De ontploffing van een kernwapen brengt ook een elektromagnetische puls voort. Die doet elektrische apparatuur  doorbranden. Bij een kernexplosie op een hoogte van 400 of 500 km kan deze puls effect hebben over een heel continent. Gezien de rol van elektriciteit in onze samenleving kan dit onrechtstreeks enorm veel slachtoffers maken.

Het geheel van effecten heeft dodelijke gevolgen over grote oppervlakten. In Hiroshima en Nagasaki stierf ongeveer de helft van de bevolking onmiddellijk bij de ontploffing of binnen enkele maanden erna.

Gevolgen voor het leefmilieu

Kernwapens hebben ook een groot effect op het leefmilieu. Ze doden niet alleen mensen maar vernietigen letterlijk alles, dus ook de leefomgeving. De gevolgen op langere termijn kunnen even moordend zijn als de kernexplosie zelf. Bij het gebruik van een hele reeks kernwapens kan de invloed op het klimaat en de atmosfeer enorm zijn.

In de jaren ‘80 waarschuwden wetenschappers voor het ontstaan van een nucleaire winter na een massale kernoorlog. Door de atmosferische gevolgen zou de temperatuur op de aarde met 10 tot 40 graden dalen. Een massale kernoorlog zou van de aarde dus een onbewoonbare plaats maken. De inzet van alleen al de Amerikaanse kernwapens in Europa, zo’n 250 kernbommen, is voldoende om een nucleaire winter te veroorzaken.

Het wetenschappelijke tijdschrift Scientific American publiceerde een artikel waarin de gevolgen van een nucleaire oorlog tussen India en Pakistan geschetst werden met inzet van 100 kernbommen. De auteurs schatten de onmiddellijke dodentol in de regio op 20 miljoen mensen, maar stellen ook dat door de sterke klimaatsverandering 1 miljard mensen in hun voedselvoorziening bedreigd zouden worden.

dagelijkse newsletter

take down
the paywall
steun ons nu!