Armele Nucleare

1. NOTIUNI INRODUCTIVE SI generalitati REFERITOARE LA Arma nucleara

Armele nucleare s-au folosit împotriva oamenilor doar de două ori, şi anume în jurul încheierii celui de-al doilea război mondial, când SUA au aruncat câte o singură bombă atomică cu fisiune asupra oraşelor japoneze Hiroshima şi Nagasaki. Primul eveniment a avut loc în dimineaţa zilei de 6 august 1945, când Statele Unite ale Americii au aruncat un dispozitiv tip pistol, cu uraniu, cu codul "Little Boy" (Băieţelul), asupra oraşului Hiroshima. Al doilea eveniment a avut loc după trei zile, la 9 august 1945, când un dispozitiv tip implozie, cu plutoniu, cu codul "Fat Man" (Grasul), a fost aruncat asupra oraşului Nagasaki. Norul, sau "ciuperca" acestei bombe s-a înălţat mai mult de 18 kilometri deasupra hipocentrului exploziei. Folosirea acestor 2 bombe, din care a rezultat moartea imediată a aproximativ 100.000 – 200.000 de oameni (majoritatea civili) şi chiar şi mai mulţi cu trecerea timpului, a fost şi rămâne controversată. Criticii spun că a fost un act de omucidere în masă inutil, în timp ce alţii sunt de părere că de fapt s-a limitat numărul de victime de ambele părţi prin grăbirea sfârşitului războiului şi evitarea unor lupte sângeroase pe teritoriul Japoniei; de asemenea se aduce argumentul reducerii înaintării sovietice (şi comuniste) în Asia drept una din consecinţele acestor bombe. De atunci pe Pământ au fost detonate peste 2.000 de arme nucleare cu scop de testare şi demonstrare a scopurilor lor. Pe lângă folosirea lor ca arme, explozivele nucleare au fost testate şi folosite şi pentru diverse scopuri nemilitare. Astfel, în Uniunea Sovietică, ele au fost folosite în minerit şi la construirea de canale, minimalizanu-se efectul pe termen lung.

Una dintre cele mai periculoase arme de nimicire in masa este arma nucleara, arma a carei actiune distructiva se bazeaza pe utilizarea energiei nucleare. Orice atom este format dintr‑un nucleu si un invelis electronic.

O mare parte dintre nuclizi nu sunt stabili.

Astfel, un nuclid instabil se transfoma in mod spontan in nuclidul altui element, cu emisie de radiatii. Aceasta proprietate de a emite radiatii se numeste radioactivitate, transformarea = dezintegrare, iar nuclidul este de fapt un radionuclid.

Atat reactiile de fisiune, cat si cele de fuziune sunt insotite de formarea unor substante care sunt capabile sa emita in spatiul inconjurator radiatii invizibile care se deplaseaza cu viteza foarte mare.

Explozia nucleara se deosebeste de explozia obisnuita atat prin cantitatea de energie degajata, cat si prin natura transformarilor care au loc in substanta incarcaturii.

Pentru explozia nucleara, sursa de energie o constituie procesele care au loc in nucleele atomilor elementelor chimice.

Energia nucleara se poate elibera pe doua cai:

prin reactii nucleare de fisiune;

prin reactii nucleare de fuziune.

Fisiunea nucleara

Fisiunea este o reactie nucleara care are drept efect ruperea nucleului in 2 (sau mai multe) fragmente de masa aproximativ egala, neutroni rapizi, radiații si energie termică.

Fisiunea nucleară, cunoscută și sub denumirea de fisiune atomică, este un proces în care nucleul unui atom se rupe în două sau mai multe nuclee mai mici, numite produși de fisiune și, în mod uzual, un număr oarecare de particule individuale. Așadar, fisiunea este o formă de transmutație elementară. Particulele individuale pot fi neutroni, fotoni (uzual sub formă de raze gamma) și alte fragmente nucleare cum ar fi particulele beta și particulele alfa. Fisiunea elementelor grele este o reacție exotermică și poate să elibereze cantități substanțiale de energie sub formă de radiații gamma și energie cinetică a fragmentelor (încălzind volumul de material în care fisiunea are loc).

Fisiunea nucleară este folosită pentru a produce energie în centrale de putere și pentru explozii în armele nucleare. Fisiunea este utilă ca sursă de putere deoarece unele materiale, numite combustibil nuclear, pe de o parte generează neutroni ca „jucători” ai procesului de fisiune și, pe de altă parte, li se inițiază fisiunea la impactul cu (exact acești) neutroni liberi. Combustibilii nucleari pot fi utilizați în reacții nucleare în lanț auto-întreținute, care eliberează energie în cantități controlate într-un reactor nuclear sau în cantități necontrolate, foarte rapid, într-o armă nucleară.

Cantitatea de energie liberă conținută într-un combustibil nuclear este de milioane de ori mai mare decât energia liberă conținută într-o masă similară de combustibil chimic (benzină, de exemplu), acest lucru făcând fisiunea nucleară o sursă foarte tentantă de energie; totuși produsele secundare ale fisiunii nucleare sunt puternic radioactive, putând rămâne așa chiar și pentru mii de ani, având de a face cu importantă problemă a deșeurilor nucleare. Preocupările privind acumularea deșeurilor și imensul potențial distructiv al armelor nucleare contrabalansează calitățile dezirabile ale fisiunii ca sursă de energie, fapt ce dă naștere la intense dezbateri politice asupra problemei puterii nucleare.

Fuziunea nucleară

Fuziunea nucleară este procesul prin care două nuclee atomice reacționează pentru a forma un nou nucleu, mai greu (cu masă mai ridicată) decât nucleele inițiale. Ca urmare a fuziunii se produc și alte particule subatomice, ca de exemplu neutroni sau raze alfa (nuclee de heliu) sau beta (electroni sau pozitroni).

Din cauză că nucleele participante în fuziune sunt încărcate electric, reacția de fuziune nucleară poate avea loc numai atunci când cele două nuclee au energie cinetică suficientă pentru a învinge potențialul electric (forțele de respingere electrică) și prin urmare se apropie suficient pentru ca forțele nucleare (care au rază de acțiune limitată) să poată rearanja nucleonii. Această condiție presupune temperaturi extrem de ridicate dacă reacția are loc într-o plasmă, sau accelerarea nucleelor în acceleratoare de particule.

Fuziunea nucleară este sursa principală de energie în stelele active.

Fuziunea nucleară ar putea deveni o sursă de energie practic nelimitată (și ecologică) atunci când reactoarele de fuziune (care în prezent se află în fază experimentală și nu produc încă un surplus net de energie) vor deveni viabile din punct de vedere tehnologic și economic.