TTÜ emeriitprofessor: vesinikupommi Põhja-Korea küll ei katsetanud ({{commentsTotal}})

Ivy Mike - USA esimese vesinikpommi katsetus. Autor: Wikimedia Commons

Möödunud kolmapäeval pani Põhja-Korea maailma kihama teatega, et katsetas esimest korda vesinikupommi. ERR Novaatori palvel klassikalise aatomipommi ja vesinikupommi erinevusi lahanud Tallinna tehnikaülikooli teoreetilise füüsika õppetooli teadur Rein-Karl Loide leiab avalikkuseni jõudnud informatsiooni põhjal, et vesinikupommi Põhja-Korea kindlasti plahvatama ei pannud.

Tuumapommid võib jagada Loide sõnul kaheks. Ühed töötavad raskete tuumade nagu uraan-236, plutoonium-239 ja uraan 233 lõhustuma panemisel, kus piisava ainekoguse juures tekib plahvatuslik ahelreaktsioon.

Ainukeseks lihtsaks tuumapommiks võib pidada esimest uraanipommi. ''Selleks oli vaja veidi üle kriitilise massi lõhustuvat uraani ehk umbes 50 kilogrammi. Pommi pannakse see kahe eraldi asetseva alakriitilise tükina, mis siis plahvatuse tekitamiseks kiiresti kokku viiakse. Reaalses pommis käis see nii, et üks uraanitükk tulistati teise sisse läbi kahuritoru, kasutades tavalisest lõhkeainest paiskelaengut,'' selgitas emeriitprofessor.

Kõige raskemaks probleemiks oli seejuures pommiuraani saamine. ''Looduslikus uraanis on kaks peamist isotoopi: uraan-238 ja uraan-235. Esimene neist tavatingimustes ei lõhustu ja seetõttu peab uraani rikastama. Maagis on vahekord selline, et lõhustuvat uraani on ca 0,7 protsenti (140:1). Pommi tegemiseks peaks lõhustuvat uraani olema vähemalt 90 protsenti,'' laiendas Loide.

Kahe isotoobi eraldamine on ülimalt kallis ja aeganõudev. Näiteks ameeriklased suutsid umbes kolme aastaga saada pommiuraani ainult mõne pommi jagu. ''Tänapäeval on igasuguse tuumamaterjali, rikastamise ja sellega seotud tehnoloogia üle üsna suur kontroll, mistõttu pommimaterjali saamine on üsna keerukas. Olgu öeldud, et tuumareaktori tööks on vaja uraanimaaki rikastada kuni kolme protsendini,'' lisas teadur.

Uraan vs plutoonium
Tänapäeval enam taolisi aatomipomme ei tehta ja uraani asemel leiab rakendust plutoonium, mille tootmiseks kasutatakse spetsiaalseid reaktoreid. Seejuures on peamiseks raskuseks võimalikult puhta plutooniumi eraldamine, milleks on vaja samuti üsna kõrget tehnoloogiat. Lisaks nõuab nende valmistamine teistsuguse pommitüübi kasutamist.

''Lõhustumisel tekkivate neutronite kiirused on suuremad, mistõttu peaks plutooniumitükid pommis panema teineteisest kaugemale. See aga kahjuks ei päästa, sest kokkutulistamise käigus algab intensiivne lõhustumine. Kui tükid kokku jõuavad, on järelejäänud ainekogus alla kriitilise ja plahvatust ei toimu,'' selgitas Loide.

Seetõttu pannakse plutooniumpommis plutooniumist kerale tugevast lõhkeainest lõhkepaketid, mille plahvatama panemisega surutakse kera kokku. Mehhanismi eeliseks on Loide sõnul see, et algne kogus võib olla alla kriitilise ja aine muutub kriitiliseks alles kokkusurumisel. (Mida suurem on aine tihedus, seda väiksem võib olla kriitiline mass.)

Sissepoole suunatud plahvatusel töötavad kõik nüüdisaegsed aatomipommid. ''Sellise kokkusurumise praktiline tekitamine aga nõuab kõrgtehnoloogiat, sest kõik lõhkepaketid tuleb plahvatama panna praktiliselt samaaegselt,'' märkis emeriitprofessor. Loide nentis, et kogu pommi töö võib rikkuda isegi miljondiksekundiline erinevus.

Täiesti uut tüüpi pomm
Aatomipommide võimsus piirdub reeglina 15–20 kilotonniga, mis on võrdne 15–20 tuhande tonni trotüüli plahvatamisega. Spetsiaalsete neutronite peegelditega võib seda tõsta umbes 100 kilotonnini. Samuti saab pommi võimsust kasvatada lisaneutroneid tekitavate ainete lisamisega.

Võimsuspiirangu põhjus on lihtne. ''Aatomipommis ei lähe lõhustumisreaktsioon kunagi lõpuni ehk lõhustub ainult väike osa ainest. (Näiteks Hiroshima purustamiseks kasutatud pommis osales ahelreaktsioonis vaid kuni kaks protsenti kasutatud uraanist; toim). Lõhustumisel tekkivad kildtuumad risustavad ainet ja hakkavad neelama neutroneid, mistõttu reaktsioon aeglustub ning plahvatuse käigus lendab ka pomm üsna pea tükkideks,'' selgitas emeriitprofessor.

Vesinikupommis kasutatakse seevastu vesiniku isotoopide ühinemisreaktsiooni, mille korral tuleb ühe tuumaosakese kohta reeglina rohkem energiat kui aatomipommis. ''Kuna vesinikupomme saab ehitada mitmeastmelistena, siis nende võimsusel teoreetiliselt piiranguid ei ole. Pommis saab seda realiseerida niinimetatud termotuumareaktsioonina, mis nõuab ülikõrget temperatuuri ja suurt ainetihedust,'' rõhutas Loide.

Mõlema tingimuse täitmiseks kasutatakse vesinikupommis "sütikuna" aatomipommi, mis tekitab nõutava temperatuuri ja surub isotoopide segu kokku. Vesinikupommide võimsused algavad tavaliselt 100 kilotonnist ning nõuavad korraliku ja töökindla aatomipommi olemasolu.

''Olemasolevate andmete põhjal võib aga arvata, et ega Põhja-Korea pole ka päris korralikku aatomipommi valmis saanud. Seetõttu viimati toimunud katsetus vesinikupommi katsetus küll ei olnud. Võibolla nad üritasid mingit deuteeriumi-triitiumi segu plahvatama panna, kuid see ei õnnestunud. Eks see selgub täpsemalt siis, kui õhu analüüsil tuvastatakse ka vesinikuisotoope,'' arutles Rein-Karl Loide.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa



Grafeeni abil nutiseadmega õhureostust mõõtma

Tartu ülikooli füüsikud avaldasid järjekordse töö õhukese süsinikukihi ehk grafeeni tulevaste kasutusvõimaluste kohta. Ei pruugi minna rohkem kui mõni aasta, mil meist igaühe mobiiltelefonis on sensor, mis aitab välisõhu reostatust mõõta ning puhtama õhuga liiklemisteid valida. 

Metsad mõjutavad nii kohalikku kui üleilmset kliimat

Metsad täidavad planeedi jahutamisel mitmekülgset rolli ja ei piirdu ainult süsinikdioksiidi talletamisega.

Uuring: hunnid langesid roomlaste propaganda ohvriks

Ajalooürikutes kirjeldatakse antiikaja lõpul Euroopasse tunginud hunne sageli "maad tabanud katku" või isegi millegi hullemana. Vana-Rooma riigi piirialadel elanud inimeste säilmeid uurinud teadlased leiavad aga, et lihtinimeste tasandil oli hunnide ja roomlaste kooselu märksa rahumeelsem.