Energia uwolniona z wybuchu jądrowego jest ogromna. Jest w stanie zniszczyć całe miasta w kilka minut. Ta potworna energia zostaje uwolniona w wyniku reakcji jądrowej.
Mechanizm jądrowej reakcji łańcuchowej
Z kursu fizyki wiadomo, że nukleony w jądrze – protony i neutrony – są utrzymywane razem przez oddziaływania silne. Znacząco przekracza siły odpychania kulombowskiego, więc jądro jako całość jest stabilne. W XX wieku wielki naukowiec Albert Einstein odkrył, że masa poszczególnych nukleonów jest nieco większa niż ich masa w stanie związanym (kiedy tworzą jądro). Gdzie idzie część masy? Okazuje się, że zamienia się on w energię wiązania nukleonów i dzięki temu mogą istnieć jądra, atomy i cząsteczki.
Większość znanych jąder jest stabilna, ale są też radioaktywne. Emitują energię w sposób ciągły, ponieważ podlegają rozpadowi radioaktywnemu. Jądra takich pierwiastków chemicznych są niebezpieczne dla człowieka, ale nie emitują energii zdolnej do zniszczenia całych miast.
Kolosalna energia pojawia się w wyniku reakcji łańcucha jądrowego. Izotop uranu-235, a także pluton, są wykorzystywane jako paliwo jądrowe w bombie atomowej. Kiedy jeden neutron wchodzi do jądra, zaczyna się ono dzielić. Neutron, będąc cząstką bez ładunku elektrycznego, może łatwo wnikać w strukturę jądra, omijając działanie sił oddziaływania elektrostatycznego. W rezultacie zacznie się rozciągać. Oddziaływanie silne między nukleonami zacznie słabnąć, podczas gdy siły kulombowskie pozostaną takie same. Jądro uranu-235 podzieli się na dwa (rzadko trzy) fragmenty. Pojawią się dwa dodatkowe neutrony, które mogą następnie wejść w podobną reakcję. Dlatego nazywa się to łańcuchem: to, co powoduje reakcję rozszczepienia (neutron), jest jego produktem.
W wyniku reakcji jądrowej uwalniana jest energia, która wiąże nukleony w jądrze macierzystym uranu-235 (energia wiązania). Ta reakcja leży u podstaw działania reaktorów jądrowych i wybuchu bomby atomowej. Do jego realizacji musi być spełniony jeden warunek: masa paliwa musi być podkrytyczna. W momencie połączenia plutonu z uranem-235 następuje eksplozja.
Wybuch jądrowy
Po zderzeniu jąder plutonu i uranu powstaje potężna fala uderzeniowa, która wpływa na wszystkie żywe istoty w promieniu około 1 km. Kula ognia, która pojawia się w miejscu eksplozji, stopniowo rozszerza się do 150 metrów. Jego temperatura spada do 8 tys. Kelvinów, gdy fala uderzeniowa rozchodzi się wystarczająco daleko. Ogrzane powietrze przenosi radioaktywny pył na duże odległości. Wybuchowi nuklearnemu towarzyszy silne promieniowanie elektromagnetyczne.
