Jak skonstruować bombę atomową, wie dzisiaj każdy student fizyki. Natomiast potrafi ją zbudować na szczęście niewielu. Gdy fizycy w amerykańskim ośrodku Los Alamos rozpoczynali w 1943 roku prace na skonstruowaniem bomby atomowej, nie chcieli wierzyć swoim obliczeniom pokazującym, że 60 kilogramów metalicznego uranu może eksplodować z siłą odpowiadającą wybuchowi 10 pełnych składów pociągów wyładowanych trotylem.
Uzyskanie tego „wybuchowego” uranu nie jest jednak proste. Z jednej tony rudy uranowej uzyskuje się 1 – 2 kg czystego metalu. Jest to jednak metal bezpośrednio nieprzydatny do uzyskania energii jądrowej. Tego lżejszego składnika U235 podatnego na reakcję rozszczepienia jest zaledwie 7 gramów w kilogramie.
Aby otrzymać 50 kg uranu rozszczepialnego, który mógłby już wytworzyć eksplozję nuklearną, trzeba wydobyć i przerobić około 5 tysięcy ton rudy uranowej, czyli dwa duże składy pociągów.
Rudę uranową można znaleźć w wielu miejscach na świecie. Wydobywano ją również w Polsce (Sudety) w tajnych kopalniach nadzorowanych przez ZSRR. Szacuje się, że w Polsce wydobyto ok. 400 tysięcy ton rudy uranowej, z której Rosja mogła wyprodukować kilkadziesiąt małych bomb.
Oddzielanie uranu ciężkiego (U238) od „wybuchowego” lżejszego (U235) jest bardzo trudnym i energochłonnym procesem. Najpierw trzeba uzyskać uran w postaci gazowej (chlorek lub fluorek) i przeciskać ten gaz przez tysiące przepon filtrujących, które nieco łatwiej pokonuje uran lżejszy. Można było w ten sposób wielokrotnie zwiększyć proporcję U235 z 0,7% do ok. 30%.
Później opracowano metody wydajniejsze poddając ten gaz odwirowaniu w bardzo szybkich wirówkach, gdzie cięższy (U238) jest wyrzucany siłą odśrodkową a lżejszy zbiera się w środku. Aby doprowadzić koncentrację uranu 235 do 90 – 95% wymaganych w bombach atomowych, trzeba budować olbrzymie hale wypełnione tysiącami takich szybko wirujących maszyn. Proponowane są i wykorzystywane również inne metody separacji izotopów uranu, wszystkie niemniej kosztowne i technologicznie skomplikowane.
Zakłady produkujące wzbogacony uran są niezwykle kosztowne. Dziwić może polityka państw takich jak Północna Korea, Iran, Pakistan, które zamiast rozwijać przemysł nuklearny, mogłyby wszystkich rolników wyposażyć w traktory a ludzi w lodówki i pralki.
Rozwój broni nuklearnej paradoksalnie doprowadził do większej stabilizacji i zmniejszenia groźby wojen. Często mówi się, że ilość nagromadzonych bomb nuklearnych mogłaby zniszczyć całe życie na Ziemi. Ziemia już w swojej historii doznawała większych katastrof i jakoś się z tego kurowała. Niemniej, żadne z mocarstw atomowych nie zdecyduje się na atak nuklearny, wiedząc, że spotka się z natychmiastowym i bezwzględnym odwetem. Zasada wzajemnego totalnego zniszczenia powstrzymuje cały ten arsenał nuklearny wielkich mocarstw w zamrożeniu.
Niebezpieczne dla świata jest jednak manipulowanie niewielkim arsenałem nuklearnym mniejszych, awanturniczych państw. Wielkość bomb i ich ilość w posiadaniu tych państw jest porównywalna z niewielkim arsenałem, jakim dysponowała Ameryka tuż po zakończeniu II wojny. Użycie jednej z tych bomb może jednak wywołać nieobliczalne skutki.
Jeżeli posiada się uran rozszczepialny, to zmontowanie bomby jest stosunkowo proste. W amerykańskim Projekcie Manhattan, nazwanym tak od pierwszej siedziby projektantów w budynku 270 Broadway na Manhattanie, bombę Trinity zdetonowaną na poligonie w Nowym Meksyku w lipcu 1945r. zmontowano w kilka tygodni po dostarczeniu wystarczającej ilości plutonu.
W przeciwieństwie do klasycznych materiałów wybuchowych, używanych do miotania śrutu na kaczki jak i do tonowych bomb lotniczych, uran nie można zdetonować w zbyt małej ilości. Jak wspomniałem, masa kuli uranowej zdolnej do wybuchu (masa krytyczna) to około 50 kg. Można to zmniejszyć stosując odpowiednie reflektory neutronów lub specjalne kompozycje materiałów rozszczepialnych (uran 233, pluton 239), ale minimalna masa krytyczna to ciągle nieco poniżej 10 kg.
W czasie tak zwanej Zimnej Wojny zarówno w USA jak i w ZSRR skonstruowano „walizkowe” bomby atomowe. W czasach, gdy sterowane rakiety nie były jeszcze powszechne (lata 50. i 60.), walizkowe bomby były przeznaczone do dywersji w głębi terytorium wroga. Amerykańska Mk-54 ważyła tyle co dopuszczalna walizka w samolocie (23 kg – 50 funtów) i miała długość 16 cali (40cm). Siła jej wybuchu była określana na 10 ton trotylu (średnia ciężarówka).
Ta stosunkowo niewielka siła wybuchu, zdolna do zburzenia fabryki lub kilkusetpokojowego budynku, wynikała z zasady jej zdetonowania. Uran lub pluton umieszcza się w bombie w kilku kawałkach, z których każdy ma masę mniejszą od krytycznej i sam nie wybuchnie. Aby nastąpił wybuch, trzeba je zestrzelić w jedną dużą kulę. W momencie zestrzeliwania, gdy kawałki są już blisko siebie, rozpoczyna się w milionowej części sekundy reakcja łańcuchowa (wybuch), który rozrzuca uran i wybuch się wygasza. Fizycy szacują, że w bombie Little Boy o sile wybuchu 15 tysięcy ton trotylu, zrzuconej na Hiroszimę, zaledwie niecały kilogram uranu z (64 kg) zdążył ulec reakcji rozszczepienia.
Kilka lat temu świat się zaniepokoił po informacji, że kilkadziesiąt walizkowych bomb sowieckich gdzieś „wyparowało”. Może były tylko na papierze? Przerzucenie tego typu bomb do państw o dobrej kontroli granic jest jednak niesłychanie trudne, gdyż ładunki te dają o sobie znać łatwo wykrywalnym promieniowaniem.
Rozpiętość mocy bomb atomowych jest olbrzymia. Największe, termojądrowe (wodorowe) o sile wybuchu sto milionów ton trotylu, całkowicie pustoszą teren w promieniu 50 kilometrów (30 mil). „Małe” taktyczne mają siłę rażenia ok. 1 km a te najmniejsze, walizkowe, do 300 metrów. Świat jest pewny, że żadne z wielkich mocarstw nie użyje broni atomowej jako pierwsze. Ale może „wyręczyć” się jakimś państwem satelickim, jak małym szczekającym pieskiem. Reakcja jest nie do przewidzenia.
Również nie do przewidzenia są plany grup islamskich, chcących wprowadzić na świecie swoje zasady religijne. Z kolei Izrael, jako państwo najbardziej narażone na atak „nie potwierdza ani nie zaprzecza”, że ma broń nuklearną, którą w chwili totalnej katastrofy, może „ukarać” Europę za niedostateczną ochronę. Myśli i plany polityków są trudne do odgadnięcia.
Dziwna wydaje się reakcja niektórych ludzi na amerykańską propozycję budowy systemu antyrakietowego w Europie. Ameryka do ochrony swojego terytorium tego nie potrzebuje – rozbudowuje swój system ostrzegawczy i antyrakietowy wokół kontynentu już od kilkudziesięciu lat. Od zmasowanego ataku Rosji (gdyby taki nastąpił) i tak nic nie uchroni. Tysiące głowic nuklearnych są nie do przechwycenia. Natomiast pojedyncza rakieta, wystrzelona przypadkowo przez szaleńca (lub zaczepnie), może po jej zestrzeleniu nie spowodować światowego konfliktu, w którym zniszczona byłaby prawie cała cywilizacja.
(ami)
