Η ενέργεια που εκλύεται από μια πυρηνική έκρηξη είναι τεράστια. Είναι σε θέση να καταστρέψει ολόκληρες πόλεις σε λίγα λεπτά. Αυτή η τερατώδης ενέργεια απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα πυρηνικής αντίδρασης.
Ο μηχανισμός μιας αντίδρασης πυρηνικής αλυσίδας
Είναι γνωστό από τη φυσική πορεία ότι τα νουκλεόνια στον πυρήνα - πρωτόνια και νετρόνια - συγκρατούνται μαζί με ισχυρές αλληλεπιδράσεις. Υπερβαίνει σημαντικά τις δυνάμεις της απώθησης Coulomb, έτσι ο πυρήνας στο σύνολό του είναι σταθερός. Τον 20ο αιώνα, ο μεγάλος επιστήμονας Albert Einstein ανακάλυψε ότι η μάζα των μεμονωμένων νουκλεονίων είναι κάπως μεγαλύτερη από τη μάζα τους σε μια δεσμευμένη κατάσταση (όταν σχηματίζουν έναν πυρήνα) Πού πηγαίνει μέρος της μάζας; Αποδεικνύεται ότι μετατρέπεται σε ενέργεια δέσμευσης νουκλεονίων και χάρη σε αυτόν πυρήνες, άτομα και μόρια μπορούν να υπάρχουν.
Οι περισσότεροι από τους γνωστούς πυρήνες είναι σταθεροί, αλλά υπάρχουν και ραδιενεργοί. Εκπέμπουν ενέργεια συνεχώς, καθώς υπόκεινται σε ραδιενεργό διάσπαση. Οι πυρήνες τέτοιων χημικών στοιχείων δεν είναι ασφαλείς για τον άνθρωπο, αλλά δεν εκπέμπουν ενέργεια ικανή να καταστρέψει ολόκληρες πόλεις.
Η κολοσσιαία ενέργεια εμφανίζεται ως αποτέλεσμα αντίδρασης πυρηνικής αλυσίδας. Το ισότοπο του ουρανίου-235, καθώς και το πλουτώνιο, χρησιμοποιούνται ως πυρηνικά καύσιμα σε μια ατομική βόμβα. Όταν ένα νετρόνιο εισέρχεται στον πυρήνα, αρχίζει να διαιρείται. Ένα νετρόνιο, που είναι ένα σωματίδιο χωρίς ηλεκτρικό φορτίο, μπορεί εύκολα να διεισδύσει στη δομή του πυρήνα, παρακάμπτοντας τη δράση των δυνάμεων της ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης. Ως αποτέλεσμα, θα αρχίσει να τεντώνεται. Η ισχυρή αλληλεπίδραση μεταξύ των νουκλεονίων θα αρχίσει να εξασθενεί, ενώ οι δυνάμεις του Coulomb θα παραμείνουν οι ίδιες. Ο πυρήνας του ουρανίου-235 θα χωριστεί σε δύο (σπάνια τρία) θραύσματα. Θα εμφανιστούν δύο επιπλέον νετρόνια, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να εμφανίσουν μια παρόμοια αντίδραση. Επομένως, ονομάζεται αλυσίδα: αυτό που προκαλεί την αντίδραση σχάσης (νετρόνιο) είναι το προϊόν της.
Ως αποτέλεσμα μιας πυρηνικής αντίδρασης, απελευθερώνεται ενέργεια, η οποία δεσμεύει τα νουκλεόνια στον μητρικό πυρήνα του ουρανίου-235 (δεσμευτική ενέργεια). Αυτή η αντίδραση βασίζεται στη λειτουργία πυρηνικών αντιδραστήρων και στην έκρηξη της ατομικής βόμβας. Για την εφαρμογή του, πρέπει να πληρούται ένας όρος: η μάζα του καυσίμου πρέπει να είναι υποκριτική. Τη στιγμή του συνδυασμού του πλουτωνίου με το ουράνιο-235, συμβαίνει έκρηξη.
Πυρηνική έκρηξη
Μετά τη σύγκρουση των πυρήνων του πλουτωνίου και του ουρανίου, σχηματίζεται ένα ισχυρό κύμα κλονισμού, το οποίο επηρεάζει όλα τα έμβια όντα σε ακτίνα περίπου 1 km. Μια βολίδα που εμφανίζεται στο σημείο έκρηξης επεκτείνεται σταδιακά στα 150 μέτρα. Η θερμοκρασία του μειώνεται σε 8 χιλιάδες Kelvin όταν το κύμα κλονισμού ταξιδεύει αρκετά. Ο θερμαινόμενος αέρας μεταφέρει ραδιενεργή σκόνη σε μεγάλες αποστάσεις. Μια πυρηνική έκρηξη συνοδεύεται από ισχυρή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
