0056

wszedł nic — atomową) udział brali po obu stronach najznakomitsi uczeni. Kosztem bardzo wielkich nakładów finansowych powstały duże ośrodki przemysłu atomowego, których zadaniem było rozwiązywanie poszczególnych etapów konstrukcji bomby jądrowej. Jak wiadomo, pierwsi skonstruowali ją alianci.

Zasada mechanizmu wybuchu bomby przedstawia się stosunkowo prosto. Materiał rozszczepialny w czystej postaci (uran 235 lub pluton 239) znajduje się w kilku fragmentach, z których każdy oddzielnie ma masę mniejszą od krytycznej. Skoro fragmenty połączone zostaną w jedną całość, której masa będzie teraz większa od krytycznej, nastąpi pod wpływem neutronu reakcja, która rozwijając się lawinowo obejmie w ułamku sekundy (milionowe części sekundy) całą masę, doprowadzając ją do wybuchu. Połączenie fragmentów musi nastąpić również w bardzo krótkim czasie (rzędu 10~^fis), co w konstrukcji bomby stanowiło odrębną trudność techniczną. W przypadku bomby zawierającej masę materiału rozszczepialnego w ilości kilkudziesięciu kilogramów, w czasie eksplozji objęła zostaje procesem rozszczepienia zaledwie masa jednego kilograma. Z tego zaś niecały gram (0,94 g) stanowi defekt masy, który zostanie wypromieniowany w postaci energii. Jest to energia olbrzymia. Jej liczbową wartość łatwo można obliczyć:

E - mc- 9 • 10¹³ dżuli (energia, jaką uzyskałoby się spalając 3000 ton węgla).

Przy tym zestawieniu jakże skromnie wypada wartość energii (pracy) wykonanej mięśniami człowieka. Obliczono, że energia ciężko pracującego przez całe życie robotnika równoważna jest zaledwie masie 0,01 miligrama.

Towarzysząca wybuchowi bomby wysoka temperatura (kilka milionów stopni) powoduje duże zmiany ciśnienia, co w sumie daje wielkie efekty niszczycielskie; lecz nie tylko te efekty groźne są dla człowieka.

Powstałe w wyniku rozszczepienia i dalszych przemian jądrowych izotopy promieniotwórcze skażają na długi okres biosferę, co z powodu szkodliwego działania promieniowania jonizującego na ustrój stanowi dodatkowe poważne zagrożenie.

Jeszcze bardziej groźna w skutkach jest tzw. bomba wodorowa (inaczej termojądrowa).

Energia wiązania nukleonów w jądrze helu jest znacznie większa aniżeli w przypadku jądra uranu. Odpowiednio większy jest zatem defekt masy, występujący w czasie syntezy wodoru w hel. Z przeprowadzonych w rozdziale 1.2.1 obliczeń wynika, że z 403 g wodoru uzyska się w wyniku reakcji syntezy 400 g helu, podczas gdy stanowiące defekt masy 3 g zostaną wypromieniowane w postaci energii. Aby mogła jednak nastąpić reakcja syntezy wodoru w hel, trzeba odpowiednio wysokiej (miliony stopni) temperatury (jak wiadomo reakcje takie zachodzą na słońcu).

Bomba termojądrowa działa zatem w dwóch etapach. Pierwszy etap — otrzymanie wysokiej temperatury, zrealizowany jest przez zwykłą bombę jądrową, która działa w formie „zapalnika” w celu wywołania TT etapu, tj. reakcji syntezy wodoru w hel.

Również i w tym przypadku reakcja rozwija się w ciągu milionowych części sekundy, a moc wybuchu może przekraczać tysiące razy moc pierwszych użytych bomb atomowych.

Pierwsze zastosowania energii jądrowej do celów pokojowych przypadają już na lata powojenne. Ujarzmienie i kontrolowanie reakcji łańcuchowej, jak to ma miejsce w reaktorach. pozwoliło na zastosowanie tych urządzeń jako źródeł energii dużej mocy.

Oprócz przetwarzania energii cieplnej na elektryczną (elektrownie jądrowe) instaluje się dziś reaktory jako źródła energii na jednostkach pływających (łodzie podwodne, lodo-

62