Aatompomm (4)

Aatompomm
Kuidas on võimalik aatomitest energiat kätte saada?
Saksa füüsikult Albert Einsteinilt pärineb teaduse ehk kõige
kuulsam valem. See kõlab järgmiselt: energia võrdub massi
ja valguse kiiruse ruudu korrutisega (E=m x c2) ning tõestab,
et mass ehk mateeria pole midagi muud kui üks energia liike.
Teoreetiliselt on seega võimalik mateeriat energiaks muundada
ning saadud energia hulka selle valemi abil välja arvutada.
Esimeseks sellise "muundamise "tulemuseks praktikas
olid aatomipommid, mis lõhkesid Teise maailmasõja lõpus esmalt
(katsetamise eesmärgil) New Mexico kõrbes (USA) ning heideti
siis kahel korral Jaapani linnadele. Kuigi energiaks muundati
vaid seitsmendik pommiaine massist, oli aatompommide hävitusjõud
kohutavalt suur. Lööklaine ja kuumus kustutasid maapinnalt
terveid linnu ning sajad tuhanded inimesed surid radioaktiivse
kiirguse tõttu. Moodsad tuumapommid oleksid veelgi hirmsamad-
nad muundaksid pommiaine kogu massi tuumareaktsiooni käigus
plahvatuse lööklaineks, kuumuseks ja kiirguseks.
Mis on tuumareaktsioon ?
Et aatomtuumast energia vabaneks, tuleb see lõhustada. Aga tuuma
hoiab koos tohutu jõud. Alles 1939.a. avastasid saksa aatomifüüsikud
Lise Meitner ja Otto Hahn meetodi, kuidas purustada vähemalt
uraaniaatomi tuum. See tuum ei ole nimelt kuigi stabiilne. Ja
purustamiseks on vaja pommitada seda neutroniga, siis laguneb
tuum kaheks kergemaks aatamiks. Lõhustumisel aga vabanevad samuti
neutronid , mis omakorda uusi tuumi lõhustavad ja nii edasi.
Kord algatatud protsess jätkub ahelreaktsioonina ja kujuteldamatul
kiirusel nii kaua, kuni kogu lõhustatav materjal ( uraan ) on
ära tarvitatud.
Miks tekib tuumareaktsiooni käigus niipalju energiat?
Mõlemad uraaniaatomi lõhustumise tagajätjel tekkinud uued
aatomid on kokku kergemad kui algne aatom . Muutunud on aatomi
ehitus. Puuduv jääk - näiliselt kadunud mass - muundub kujuteldamatuks
energiahulgaks.
Miks on radioaktiivne kiirgus ohtlik?
aatomituumade lõhustumisel ei vabane energia kahjuks pelgalt
soojusena, vaid ka radioaktiivse kiirgusena. Sedasorti energiakiirgus,
mis koosneb lõhustunud aatomi kõige pisematest osakestest,
on elusolenditele äärmiselt ohtlik. Kes saab teatud hulga kiirgust-
olgu siis palju korraga või natuke pikema perioodi vältel-,
haigestub ning võib surra kiiritustõppe. Veel palju aastaid
hiljem võivad kiirgusohvritel hakata arenema vähkkasvajad.
Ka nende lapsed ja lapselapsed pole ohu eest kaitstud. Radioaktiivsus
kahjustab nimelt sugurakka ja kutsub järeltulijatel esile väärarenguid.
Radioaktiivset kiirgust pole võimalik näha, kuulda, tunda,
maitsta ega tunda selle lõhna. Inimorganismis ei ole sellise
ohu tunnetamiseks vastavat organit. Piir,kust alates radioaktiivne
kiirgus pidavat ohtlik olema, on ainuüksi hinnanguline.
*Plutoonium on ka see aine, mida läheb vaja aatompommi tegemiseks.
Plutooniumi tuleb säilitada äärmiselt turvalises kohas. Plutooniumi
osakaal tuumajäätmete koguhulgast moodustab küll vaid ühe
protsendi, aga see element on nii tohutult mürgine, et miljonite
inimeste tapmiseks piisaks teataval juhul paarist grammist. See
keemiline element on oma nime saanud kreeka jumalalt Plutonilt,
keda austati nii rikkuse kui ka põrgu jumalana
Aatomi ehitus
Aatomi tuumas asetsevad prootonid , mille elementaarne elektrilaeng on +1, ja laenguta neutronid. Prootonite arv, enamasti öeldakse selle asemel " tuumalaeng ", on alati võrdne elemendi järjenumbriga elementide perioodilisussüsteemis. Kui tuumalaeng peaks muutuma , siis muutub element teiseks elemendiks ; nt kui vesiniku aatomi tuumalaeng peaks millegipärast tõusma 1 võrra, siis pole vesinik enam vesinik, vaid on muutunud heeliumiks . Kui aga neutronite arv tuumas peaks muutuma, siis aine keemilised omadused ei muutu, muutuda võib vaid aine radioaktiivsuse tase.
Aatomi elektronkate hõlmab aatomi ruumalast 99,9% ja massist 0,001%. Elektronkate koosneb elektronidest ja on küllaltki keerulise ehitusega. Elektroni laeng on -1 (võrdne prootonile, kuid vastasmärgiline). Elektrone on aatomis alati sama palju kui prootoneid, st aatomi kogulaeng on tasakaalus. Kui aatomis elektronide arv ei võrdu prootonite arvuga, siis nimetatakse aatomit iooniks . Suurel temperatuuril hakkavad elektronid aatomi küljest lahti rebenema. Lahtirebenenud elektronidega (ioniseeritud) gaasi nim. plasmaks. Temperatuuril 1000000 ŗC pole ühegi elemendi aatomile jäänud ühtegi elektroni - kõik on lahti rebenenud. Kõiki neid kolme osakest: neutronit, prootonit, ja elektroni võib leida ka väljaspool aatomituuma kiirgusena või muul kujul
Radioaktiivsed kiirgused
Erinevaid radioaktiivseid kiirgusi on 3, neile sarnaseid kiirgusi ada palju rohkem. Elektronkiirgus ehk beetakiirgus on üks radioaktiivsetest kiirgustest. Ka elekter traatides koosneb elektronidest, mis voolavad kiirusega u. 5 mm/sek. Kiirguda võivad ka elektronkatteta aatomituumad, nt. alfakiirguse osake ( alfaosake ) koosneb 2 prootonist ja 2 neutronist, seega on ta heeliumituum. Alfakiirgus on ka üks radioaktiivsest kiirgusest. Üksikuna eksisteerivad sageli ka kõikide vesiniku isotoopide tuumad (vastavalt isotoobile prooton , deutron ja triiton ; mõnikord kutsutakse tavalist vesinikku ka ta tuuma järgi protiumiks). Kolmas radioaktiivse kiirguse liik on gammakiirgus, mis kujutab endast elektromagnetkiirgust. Elektromagnetkiirgused on raadiolained , mikrolained, infrapuna ( soojus )kiirgus, nähtav valgus, ultraviolettkiired, gammakiired , X-(röntgen)kiired, kosmiline kiirgus, mis on kõik nii osakeseomadustega (footon) kui ka laineomadustega.
 
Aatompommi peamised mõjutegurid on lööklaine, valguskiirgus ja radioaktiivsus. On võimsaim massihävitusrelv: peale erakordselt tugeva füüsilise toime on tal ka suur moraalne ja psüühiline mõju. Nüüdisajal on tuumarelvi, mille trotüülekvivalent on rohkem kui 1 megatonn (Hiroshimale 6. VIII ja Nagasakile 9. VII heidetud tuumapommidel oli see kuni 20 kilotonni). Üks selline relv võib täielikult hävitada kõik ehitised mitme tuhande ruutkilomeetri suurusel alal ning radioaktiivselt saastada mitmesaja tuhande ruutkilomeetri suuruse ala. Esimesed aatompommi katsetused tehti USA-s 16. VII 1945. NSVL toimusid esimesed katsetused 1949.a augustis, Suurbritannias 1952a., Prantsusmaal 1960 ning Hiinas 1964. Peale nimetatud suurriikide, valdavad aatompommi arvatavasti ka Iisrael, India, Pakistan ja Korea.