SPIS TREŚCI

Strona 1 – Energetyka jądrowa

•

Energetyka jądrowa na świecie

•

Wady i zalety energetyki jądrowej

Strona 2 – Reaktor jądrowy

•

Rodzaje reaktorów

1.

Podział według rodzaju reakcji jądrowej

2.

Podział według chłodziwa

Strona 3 – Reaktor jądrowy

3.

Podział według generacji

4.

Podział według przeznaczenia

Strona 4 – Reaktor jądrowy

•

Budowa reaktora

Strona 5 – Reaktor jądrowy

•

Paliwo

•

Zasada pracy

Strona 6 – Elektrownia jądrowa

Strona 7 – Elektrownie jądrowe na świecie

Strona 8 – Katastrofa w Czarnobylu

Strona 9 – Broń jądrowa

Strona 10 – Broń jądrowa

•

Rodzaje broni nuklearnej

1.

Bomba atomowa

•

Grzyb atomowy

Strona 11 – Broń jądrowa

2.

Bomba wodorowa

3.

Bomba brudna

•

Zaawansowane konstrukcje

1.

Bomba neutronowa

2.

Bomba kobaltowa

BIBLIOGRAFIA

1.

http://www.wikipedia.pl/

2.

http://www.sciaga.pl/

3.

http://www.paa.gov.pl/

4.

http://www.atomowe.kei.pl/

Energetyka jądrowa jest to zespół zagadnień związanych z uzyskiwaniem na skalę

przemysłową energii z rozszczepienia ciężkich jąder pierwiastków (głównie uranu 235).

Energetyka jądrowa na świecie

Energię jądrową pozyskuje się głównie w wyniku rozszczepienia jąder atomowych w

reaktorach jądrowych znajdujących się w elektrowniach i na okrętach wojennych. W
niewielkim stopniu wykorzystuje się energię rozpadów promieniotwórczych np. w
zasilaczach izotopowych (SNAP). Energetyka jądrowa obejmuje również problemy związane
z wydobyciem uranu, przeróbką paliwa jądrowego oraz składowaniem odpadów
promieniotwórczych. Pierwsze elektrownie jądrowe pojawiły się w latach pięćdziesiątych,
dynamiczny rozwój tej dziedziny rozpoczął się w 2. połowie lat sześćdziesiątych ubiegłego
wieku, w związku ze wzrostem kosztów energii uzyskiwanej ze spalania kopalin. Rozwój ten
został prawie wstrzymany po katastrofie w Czarnobylu. W ostatnich latach obserwuje się
działania świadczące o ponownym zainteresowaniu tym typem energii.

Wady i zalety energetyki jądrowej

Największe kontrowersje wokół energetyki jądrowej związane są z kwestią

powstawania, transportu i składowania odpadów promieniotwórczych oraz kosztów
związanych z zamknięciem elektrowni i utylizacji tych odpadów. Inną ważną kwestią jest
rozprzestrzenianie broni jądrowej (np. Iran, Korea Północna) oraz zamachy samobójcze,
stanowiące nowy rodzaj zagrożenia dla instalacji atomowych. Pojawiają się także opinie
wskazujące na wyczerpywanie się złóż uranu, jednak najnowsze badania dowodzą, że zasoby
tego pierwiastka starczą jeszcze na co najmniej kilkaset lat.

Największą zaletą energetyki jądrowej jest wysokie bezpieczeństwo oraz brak emisji

szkodliwych dla środowiska gazów i pyłów. Energetyka jądrowa jest także najbardziej
skondensowanym źródłem energii obecnie wykorzystywanym przez człowieka. Światowe
zasoby materiałów rozszczepialnych pozwalałyby na pokrycie wszelkich potrzeb
energetycznych ludzkości na wiele tysięcy lat. Natomiast zasoby tradycyjnych surowców
energetycznych takich jak: ropa naftowa czy gaz ziemny są ograniczone, już obecnie popyt na
ropę naftową prawie przewyższa jej podaż. Szacuje się, że najtańsze w eksploatacji złoża ropy
są na wyczerpaniu, a wysokie koszty eksploatacji pozostałych sprawią, że już za kilkadziesiąt
lat pochodne ropy naftowej w tym najważniejsza dla człowieka: benzyna będą bardzo drogie.

Reaktor jądrowy jest to urządzenie, w którym przeprowadza się z kontrolowaną

szybkością reakcję rozszczepienia jąder pierwiastków promieniotwórczych.

Reakcja rozszczepienia jąder atomowych ma przebieg lawinowy – jedna reakcja

łańcuchowa może zainicjować kilka następnych. W celu kontrolowania szybkości reakcji tak
by przebiegała z jednakową prędkością (mówimy, że reakcja ma przebieg łańcuchowy tzn.
jedno rozszczepienie inicjuje następne rozszczepienie jądra atomowego) wprowadza się do
reaktora substancje pochłaniające neutrony. Są to na przykład takie pierwiastki jak: bor lub
kadm. Substancje te umieszczone są w prętach zwanych regulacyjnymi. Moderator służy do
spowalniania neutronów poprzez zderzenia neutronów z jądrami moderatora.

Rodzaje reaktorów

Podział według rodzaju reakcji j

ą

drowej

•

Rozszczepienie jądra atomowego - większość reaktorów, w tym wszystkie

komercyjne, oparta jest na zjawisku rozszczepienia jądra atomowego. Najczęściej jako

paliwo używany jest uran, ale trwają badania nad wykorzystaniem toru (na przykład w

reaktorach solnych).

•

Kontrolowana synteza termojądrowa - wykorzystanie kontrolowanej syntezy jądrowej

(najczęściej z wodorem jako paliwem) jest w fazie eksperymentalnej. Jak dotąd nie

udało się uzyskać z syntezy większej ilości energii, niż w nią włożono.

•

Rozpad promieniotwórczy - na przykład Radioizotopowe generatory termoelektryczne

oraz baterie jądrowe

Podział według chłodziwa

•

reaktory wodne, ciśnieniowe (tzw. PWR i WWER), w których chłodziwem i

moderatorem jest zwykła woda pod ciśnieniem (na tyle wysokim by woda nie zaczęła

odparowywać podczas normalnej pracy reaktora).

•

reaktory wodne, wrzące (BWR), w których chłodziwem i moderatorem jest również

zwykła woda, ale wrząca,

o

wyjątkowymi reaktorami wodnymi, wrzącymi są reaktory RBMK (tego typu

reaktory były między innymi w Czarnobylu oraz w innych elektrowniach na

terenie byłego ZSRR), chłodzone są wodą wrzącą w kanałach paliwowych, a

moderowane grafitem. Ten rodzaj reaktorów jest uznawany za jeden z

najniebezpieczniejszych (elektrownia w Czarnobylu posiadała cztery reaktory

typu RBMK).

•

reaktory wodne, basenowe, gdzie pręty paliwowe zanurzone są w basenie ze zwykłą

wodą, która jest chłodziwem i moderatorem. Warstwa wody nad rdzeniem posiada

wystarczającą grubość, aby całkowicie ekranować promieniowanie i personel reaktora

mógł bezpiecznie pracować ponad basenem.

•

reaktory ciężkowodne (PHWR np. CANDU ), chłodziwem i moderatorem jest ciężka

woda,

•

reaktory gazowe (GCR, AGR, HTGR), w których chłodziwem jest gaz (dwutlenek

węgla lub hel), a moderatorem grafit,

•

reaktory prędkie (LMFR na szybkich neutronach), pozbawione moderatora,

chłodziwem są najczęściej stopione metale: sód, rzadziej ołów,

•

reaktory solne (MSR), gdzie chłodziwem są stopione sole, najczęściej fluoru.

Podział według generacji

•

Pierwszej generacji - prototypowe

•

Drugiej generacji - pierwsze reaktory przemysłowe

•

Trzeciej generacji - reaktory nowszych konstrukcji

•

Czwartej generacji - najnowsze, w fazie projektów

Podział według przeznaczenia

•

energetyczne,

•

napędowe (głównie okrętów podwodnych i innych dużych okrętów),

•

militarne (wytwarzające materiał rozszczepialny do broni jądrowej),

•

badawcze.

Budowa reaktora

W zdecydowanej większości elektrowni jądrowych energia rozszczepienia

wzbogaconego uranu jest odbierana przez wodę, która w zależności od reaktora: odparowuje
(reaktory wrzące BWR) lub nie (jeśli jest pod wysokim ciśnieniem - reaktory ciśnieniowe
PWR i WWER).

Najczęściej czynnik podgrzany w reaktorze, przekazuje ciepło wodzie w wytwornicy

pary, która dzieli cały układ na obieg pierwotny i wtórny. Wytworzona w wytwornicy para
napędza turbozespół.

Typowy reaktor jądrowy zbudowany jest z:

1.

Rdzenia

, w którego skład wchodzą:

•

Pręty paliwowe - zawierają paliwo jądrowe (zwykle granulowany tlenek uranu).

•

Pręty regulacyjne - służą do precyzyjnej zmiany strumienia neutronów.

•

Pręty bezpieczeństwa - mają za zadanie całkowite przerwanie reakcji łańcuchowej w
sytuacji awaryjnej.

•

Chłodziwo – może nim być zwykła jak i ciężka woda, powietrze, gazy takie jak:
wodór czy hel oraz ciekły metal: sód, potas bądź bizmut. Zadaniem chłodziwa jest
odbieranie produkowanego wewnątrz rdzenia ciepła.

•

Kanały badawcze - służą do kontrolowania poziomu strumienia neutronów,
wykonywania naświetlań itp.

•

Moderator - obecnie stosuje się trzy jego rodzaje: grafit, wodę, ciężką wodę. Jego
zadaniem jest spowolnianie neutronów.

2.

Reflektora neutronów

– jego celem jest zwiększenie strumienia neutronów w

zewnętrznych częściach rdzenia lub ładunku dzięki rozpraszaniu neutronów wstecz,
do obszaru zachodzenia reakcji łańcuchowej.

3.

Osłon biologicznych

- zabezpieczają środowisko zewnętrzne przed szkodliwym

promieniowaniem.

Paliwo

W większości reaktorów (a we wszystkich lekko-wodnych) paliwo jądrowe stanowi

wzbogacony uran. Wzbogacenie polega na zwiększeniu zawartości rozszczepialnego U-235
do około 3-5% (z około 0,7%), ale reaktory ciężkowodne (CANDU, PHWR) pracują przy
naturalnym udziale izotopów. Reaktory prędkie wymagają jako paliwa bardziej
wzbogaconego uranu (do 20%), bądź plutonu. Produkują za to, w procesie wychwytu
neutronu i następujących rozpadów beta, pluton-239 z uranu U-238. Pluton może być
następnie, po wydzieleniu używany jako paliwo. Przy odpowiedniej konstrukcji reaktor jest w
stanie produkować w ten sposób więcej paliwa, niż go zużywa (reaktor powielający).

Zasada pracy

W prętach paliwowych, w których znajduje się uran zachodzą reakcje jądrowe:

•

Rozszczepienie spontaniczne jąder atomowych inicjujące reakcję rozszczepienia
wymuszonego,

•

Wymuszony rozpad jąder atomów uranu pod wpływem neutronów,

•

Przekształcanie się fragmentów jąder powstałych w wyniku rozszczepienia na jądra
atomowe w stanie podstawowym,

•

Rozpad promieniotwórczy powstałych jąder atomowych,

•

Emisja wymuszona, zderzeniami jąder atomowych z wysokoenergetycznymi
produktami rozpadu, głównie neutronów,

•

Pochłanianie neutronów, przez jądra paliwa jak i powstałe w wyniku rozszczepienia
jądra,

•

Rozpad promieniotwórczy radionuklidów, będących kolejnymi produktami rozpadu
uranu (zgodnie z szeregiem promieniotwórczym), w zasadzie do pominięcia,

Reakcje te powodują wydzielanie energii w formie promieniowania gamma oraz energii
kinetycznej produktów rozpadu. Energie te przekształcają się w energię cieplną, której ilość
może być oszacowana na podstawie deficytu masy.

W wyniku pojedynczego rozszczepienia atomu uranu powstają 2–3 wolne neutrony, w
elektrowniach opartych na neutronach termicznych spowalniane są przez moderator, inicjują
kolejne atomy uranu do rozpadu, tworząc tym samym reakcję łańcuchową.

Za pomocą prętów regulacyjnych, zbudowanych z substancji pochłaniających neutrony
(cyrkon, hafn) steruje się szybkością takiej reakcji, a więc pośrednio szybkością wydzielania
się ciepła.

Chłodziwo, pełniące w niektórych konstrukcjach jednocześnie rolę moderatora odbiera
wydzielające się ciepło bezpośrednio z rdzenia i umożliwia przekazanie na zewnątrz reaktora
atomowego, które następnie wykonuje pracę użytkową (np. napęd turbiny elektrycznej).

Elektrownia jądrowa jest to obiekt przemysłowo-energetyczny (elektrownia cieplna),

wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z
rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego
w izotop U-235), w której ciepło konieczne do uzyskania pary, jest otrzymywane z
rozszczepiania jąder pierwiastków promieniotwórczych w reaktorach jądrowych.

Budowa elektrowni j

ą

drowej z reaktorem wodnym ci

ś

nieniowym (PWR)

Na świecie zainstalowane są elektrownie jądrowe o łącznej mocy 370 GW,

wytwarzanej przez 435 bloków energetycznych. 29 bloków energetycznych jest w budowie.
Poziom rocznej produkcji energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych wskazuje na
większe wykorzystanie w nich zainstalowanej mocy (kolejno: jądrowe: 1560, węglowe 6350,
wodne 2030 TWh). Najwięcej energii elektrycznej uzyskuje się z energetyki jądrowej w USA
(rocznie 527 TWh, 103 reaktory) i Francji (260 TWh, 59 reaktorów). Potęgami są tu również
Japonia (55) i Rosja (31). Największy udział energetyki jądrowej w produkowanej energii
elektrycznej mają obecnie: Francja (78%), Belgia (54%), Korea Południowa (39%),
Szwajcaria (37%), Japonia (30%), USA (19%), Rosja (16%).

Reaktory j

ą

drowe na

ś

wiecie (2006-07) oraz zapotrzebowanie na uran

Stan na dzień 31.05.2007

PRODUKCJA

ENERGII W EJ

W 2006

REAKTORY

CZYNNE

Maj 2007

REAKTORY

W BUDOWIE

Maj 2007

REAKTORY

PLANOWANE

Maj 2007

REAKTORY

PROPONOWANE

Maj 2007

ZAPOTRZEBOWANIE

NA URAN

2007

miliard kWh % e Ilość

MWe Ilość

MWe

Ilość

MWe

Ilość

MWe

ton U

Argentyna

7.2

6.9

2

935

1

692

0

0

1

700

135

Armenia

2.4

42

1

376

0

0

0

0

1

1000

51

Belgia

44.3

54

7

5728

0

0

0

0

0

0

1079

Brazylia

13.0

3.3

2

1901

0

0

1

1245

4

4000

338

Bułgaria

18.1

44

2

1906

0

0

2

1900

0

0

255

Chiny

51.8

1.9

11

8587

4

3170

23

24500

54

42000

1454

Chiny-
Tajwan

38.3

20

6

4884

2

2600

0

0

0

0

906

Czechy

24.5

31

6

3472

0

0

0

0

2

1900

550

Egipt

0

0

0

0

0

0

0

0

1

600

0

Finlandia

22.0

28

4

2696

1

1600

0

0

3

5000

473

Francja

428.7

78

59

63473

0

0

1

1630

1

1600

10368

Hiszpania

57.4

20

8

7442

0

0

0

0

0

0

1473

Holandia

3.3

3.5

1

485

0

0

0

0

0

0

112

Indie

15.6

2.6

17

3779

6

2976

4

2800

15

11100

491

Indonezja

0

0

0

0

0

0

0

0

4

4000

0

Iran

0

0

0

0

1

915

2

1900

3

2850

143

Izrael

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1200

0

Japonia

291.5

30

55

47577

2

2285

11

14945

1

1100

8872

Kanada*

92.4

16

18

12595

2

1540

4

4000

0

0

1836

Korea Pd.

141.2

39

20

17533

1

950

7

8250

0

0

3037

Korea Pn.

0

0

0

0

0

0

1

950

0

0

0

Litwa

8.0

69

1

1185

0

0

0

0

2

3200

134

Meksyk

10.4

4.9

2

1310

0

0

0

0

2

2000

257

Niemcy

158.7

32

17

20303

0

0

0

0

0

0

3486

Pakistan

2.6

2.7

2

400

1

300

2

600

2

2000

64

Polska

0

0

0

0

0

0

0

0

2

3200

0

Rumunia

5.2

9.0

2

1310

0

0

0

0

3

1995

92

Rosja

144.3

16

31

21743

5

2720

8

9600

18

21600

3777

RPA

10.1

4.4

2

1842

0

0

1

165

24

4000

332

Słowacja

16.6

57

5

2064

2

840

0

0

0

0

299

Słowenia

5.3

40

1

696

0

0

0

0

1

1000

145

Szwajcaria

26.4

37

5

3220

0

0

0

0

0

0

575

Szwecja

65.1

48

10

9076

0

0

0

0

0

0

1468

Turcja

0

0

0

0

0

0

3

4500

0

0

0

Ukraina

84.8

48

15

13168

0

0

2

1900

20

21000

2003

USA

787.2

19

103

98254

1

1155

2

2716

21

24000

20050

Węgry

12.5

38

4

1773

0

0

0

0

0

0

254

Wielka
Brytania

69.2

18

19

10982

0

0

0

0

0

0

2021

Wietnam

0

0

0

0

0

0

0

0

2

2000

0

Ś

WIAT

2658.0

16

438 370,695

29

21,743

74

81,601

188

160,745

66,529

miliard kWh % e Ilość MWe

Ilość

MWe

Ilość

MWe

Ilość

MWe

ton U

PRODUKCJA

ENERGII W EJ

W 2006

REAKTORY

CZYNNE

REAKTORY

W BUDOWIE

REAKTORY

PLANOWANE

REAKTORY

PROPONOWANE

ZAPOTRZEBOWANIE

NA URAN

Katastrofa w Czarnobylu – największy na świecie wypadek jądrowy mający miejsce

26 kwietnia 1986, do którego doszło w wyniku wybuchu wodoru z reaktora jądrowego bloku
nr 4 elektrowni atomowej w Czarnobylu.

Ocenia się, że była to największa katastrofa w historii energetyki jądrowej i jedna z
największych katastrof przemysłowych XX wieku. Jest to jednocześnie jedyny incydent w
dziejach, który został zakwalifikowany do siódmego, najwyższego stopnia w skali INES.

W wyniku awarii skażeniu promieniotwórczemu uległ obszar od 125 000 do 146 000 km

2

terenu na pograniczu Białorusi, Ukrainy i Rosji, a wyemitowana z uszkodzonego reaktora
chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie. W efekcie skażenia ewakuowano
i przesiedlono ponad 350 000 osób.

Elektrownia atomowa w Czarnobylu leży w pobliżu miasta Prypeć na Ukrainie, 18 km na
północny zachód od miejscowości Czarnobyl, 16 km od granicy ukraińsko-białoruskiej i
około 110 km od Kijowa. W jej skład wchodzą cztery reaktory typu RBMK-1000, każdy o
maksymalnej mocy 1 GW. W momencie katastrofy wspólnie wytwarzały około 10% energii
elektrycznej produkowanej na Ukrainie.

Budowa elektrowni rozpoczęła się w latach 70. XX wieku. Reaktor nr 1 uruchomiony został
w roku 1977, po czym oddano do użytku reaktor nr 2 (1978), nr 3 (1981) i nr 4 (1983). W
momencie wypadku trwała budowa kolejnych dwóch reaktorów nr 5 i nr 6, także o mocy 1
GW.

Widok na elektrownie w Czarnobylu po wybuchu reaktora

Broń jądrowa – rodzaj broni masowego rażenia wykorzystującej wewnątrz jądrową

energię wydzielaną podczas łańcuchowej reakcji rozszczepienia jąder ciężkich pierwiastków
(uranu i plutonu - broń atomowa) lub reakcji termojądrowej czyli syntezy lekkich
pierwiastków z wodoru – bomba wodorowa – o sile wybuchu znacznie większej od broni
atomowej.

Czynnikami rażenia broni jądrowej są:

•

Fala uderzeniowa – cienka warstwa, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia
gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk.

•

Promieniowanie przenikliwe – jeden z czynników rażenia wybuchu jądrowego –
stanowi strumień promieniowania gamma i promieniowania neutronowego, zdolny do
przenikania przez różne materiały o znacznej grubości.

•

Promieniowanie cieplne (świetlne) – fala elektromagnetyczna o określonym widmie
częstotliwości.

•

Skażenie promieniotwórcze – znaczny wzrost aktywności promieniotwórczej
przedmiotów, organizmów żywych, budynków i wielkich obszarów, powyżej
naturalnego poziomu aktywności promieniotwórczej.

•

Impuls elektromagnetyczny – pojęcie oznaczające powstawanie i rozprzestrzenianie
się promieniowania elektromagnetycznego o szerokim widmie stosunkowo niskich
częstotliwości i bardzo dużym natężeniu.

Siła rażenia jest daleko większa niż w przypadku konwencjonalnego materiału

wybuchowego - największe bomby są zdolne zniszczyć całe miasta. Bomby atomowe zostały
zastosowane dwukrotnie w celach wojennych przez armię Stanów Zjednoczonych przeciwko
japońskim miastom Hiroszima i Nagasaki, w trakcie II wojny światowej. Od tego czasu użyto
ich około 2000 razy, jedynie w ramach testów, przeprowadzanych przez dziesięć państw
(USA, Związek Radziecki, Wielka Brytania, Francja, Chińska Republika Ludowa, Indie,
Pakistan i RPA wspólnie z Izraelem).

Mocarstwami nuklearnymi są Stany Zjednoczone, Rosja, Wielka Brytania, Francja,

Chińska Republika Ludowa, Indie, Pakistan, Korea Północna i Izrael, którego władze nie
potwierdzają ani nie zaprzeczają tym podejrzeniom. RPA wyprodukowała 4 bomby atomowe,
lecz po upadku apartheidu jej arsenał nuklearny został zdeponowany w Izraelu. Korea
Północna ogłosiła, że posiada arsenał nuklearny. Próbny ładunek został zdetonowany 9
października 2006 o 4.36 czasu polskiego. Eksplozję przeprowadzono w wyrytej w górach
kopalni w prowincji Hamgyong. Jednak według wielu ekspertów władze w Pjongjangu
potrzebują jeszcze 5-10 lat na przełamanie technicznych problemów i takie udoskonalenie
ładunku, by móc umieścić go na rakiecie dalekiego zasięgu. Ukraina może posiadać głowice
atomowe, które w wyniku pomyłki nie zostały zabrane przez Armię Radziecką. O prace nad
budową broni atomowej podejrzewany jest Iran.

Rodzaje broni nuklearnej

Bomba atomowa

Bomba atomowa czerpie swoją

energię z reakcji rozszczepienia ciężkich
jąder atomowych (np. uranu lub plutonu) na
lżejsze pod wpływem bombardowania
neutronami. Rozpadające się jądra emitują
kolejne neutrony, które bombardują inne
jądra, wywołując reakcję łańcuchową.

Zasada działania bomby atomowej

polega na wytworzeniu/przekroczeniu w jak
najkrótszym czasie masy krytycznej ładunku
jądrowego. Przekroczenie masy krytycznej
zazwyczaj uzyskuje się na jeden z dwóch
sposobów: poprzez połączenie kilku porcji
materiału rozszczepialnego (tzw. metoda
działa)

lub

zapadnięcie

materiału

uformowanego w powłokę (tzw. metoda
implozyjna). Połączenie to musi odbyć się
szybko by reakcja nie została przerwana już
w początkowej fazie w wyniku rozproszenia
energii powstającej podczas rozszczepiania jąder, dlatego do połączenia materiałów
rozszczepialnych używa się konwencjonalnego materiału wybuchowego. Reakcja łańcuchowa
wydziela ogromną ilość energii. Wysoka temperatura i energia produktów rozpadu powodują
błyskawiczne rozproszenie materiału rozszczepialnego i przerwanie reakcji łańcuchowej. Jako
ładunku nuklearnego przy metodzie działa używa się uranu-235, zaś przy metodzie
implozyjnej - plutonu-239.

Grzyb atomowy – efekt wybuchu bomby atomowej;

tworzy się po naziemnym, powietrznym lub płytkim
podziemnym wybuchu jądrowym. Jest to chmura w kształcie
ogromnego grzyba składająca się z drobnych pyłów i aerozoli
(w

tym

promieniotwórczych),

powstała

po

wybuchu

atomowym w wyniku unoszenia się nagrzanego eksplozją
powietrza,

wraz

ze

stopionymi,

odparowanymi

i

rozproszonymi

drobinami

gleby

i

resztkami

bomby

powodującymi promieniotwórcze skażenie terenu. Grzyb może
powstać po każdej silnej eksplozji, nie tylko jądrowej, a także
na przykład po upadku meteorytu, lub wybuchu wulkanu.

W trakcie wybuchu bomby atomowej uwalniane są

nieporównywalnie większe ilości energii niż przy eksplozji
konwencjonalnych środków wybuchowych. Temperatura w
trakcie eksplozji osiąga sto milionów kelwinów, podczas gdy w trakcie wybuchu środków
chemicznych do miliona kelwinów. Wysoka temperatura towarzysząca wybuchowi powoduje
też charakterystyczną kulę ognia, widoczną w momencie eksplozji.

Bomba wodorowa

Zwana jest też bombą termojądrową. Zasada działania

bomby

wodorowej

opiera

się

na

wykorzystaniu

reakcji

termojądrowej, czyli łączenia się lekkich jąder atomowych (np.
wodoru lub helu) w cięższe, czemu towarzyszy wydzielanie ogromnej
ilości energii.

Ponieważ rozpoczęcie i utrzymanie fuzji wymaga bardzo

wysokiej

temperatury,

bomba

wodorowa

zawiera

ładunek

rozszczepialny (pierwszy stopień), którego detonacja inicjuje fuzję w
ładunku drugiego stopnia. Ciśnienie uzyskane z pierwszego stopnia
kompresuje drugi stopień, otoczony płaszczem ze zubożonego uranu.
Jednocześnie zawarty wewnątrz rdzeń ze wzbogaconego uranu w
wyniku implozji osiąga masę krytyczną i staje się bardzo silnym
ź

ródłem neutronów. W tych warunkach w wodorowo-helowym paliwie rozpoczyna się

niezwykle szybki i gwałtowny proces fuzji jąder, dzięki czemu w bardzo krótkim czasie
emitowana jest energia wielokrotnie przekraczająca tę uzyskaną z pierwszego stopnia.

Brudna bomba

Brudna bomba to określenie na rodzaj broni radiologicznej, której działanie polega na

rozrzuceniu materiału radioaktywnego na dużej przestrzeni przy pomocy konwencjonalnych
materiałów wybuchowych. Powoduje to skażenie promieniotwórcze terenu. Ze względu na
łatwość konstrukcji takiej bomby, istnieje niebezpieczeństwo użycia jej przez organizacje
terrorystyczne. Materiał promieniotwórczy z wybuchu brudnej bomby zostałby rozproszony
na dużym obszarze, przez co natężenie promieniowania byłoby niewielkie, a większość
ewentualnych ofiar śmiertelnych zginęłaby od wybuchu ładunku konwencjonalnego.
Powszechne obawy przed promieniowaniem spowodowałyby jednak znaczącą dezorganizację
oraz pociągnęły za sobą duże koszty usunięcia skażenia.

Zaawansowane konstrukcje

Bomba neutronowa

Bomba neutronowa to specjalny rodzaj bomby termojądrowej, pozbawionej ekranu
odbijającego neutrony, w której energia powstaje w wyniku reakcji syntezy deuteru z trytem.
Siła jej wybuchu jest relatywnie niewielka. Małe jest również skażenie promieniotwórcze
terenu. Czynnikiem rażącym jest promieniowanie przenikliwe – neutronowe, przenikające
przez materię (w tym opancerzenie), ale zabójcze dla żywych organizmów.

Bomba kobaltowa

Bomba kobaltowa zawiera w osłonie kobalt, który pod wpływem wytwarzanych przez
ładunek neutronów przekształca się w izotop Co-60, silne i trwałe (okres połowicznego
rozpadu 5,26 lat) źródło promieniowania gamma. Głównym celem jest skażenie terenu, by
uczynić go niezdatnym do zasiedlenia. Zamiast kobaltu dodatkiem może być złoto, które
pozostanie radioaktywne przez okres kilku dni, oraz tantal i cynk (kilka miesięcy). Jedna
bomba kobaltowa została zdetonowana przez Brytyjczyków. Test jednokilotonowej bomby
nie powiódł się.