Atomipommin räjähdyksen jälkeinen sienipilvi

Atomipommi on maailman pelätyin ase

Atomipommi on ase, joka on muuttanut maailmanjärjestystä. Voimakas pommi voi tuhota kokonaisia kaupunkeja, ja jo pelkkä pommin pelko vaikuttaa maailmanpolitiikkaan. Lue lisää atomipommista.

Atomipommi on ase, joka on muuttanut maailmanjärjestystä. Voimakas pommi voi tuhota kokonaisia kaupunkeja, ja jo pelkkä pommin pelko vaikuttaa maailmanpolitiikkaan. Lue lisää atomipommista.

Shutterstock

Ukrainan sodan myötä atomipommin pelko on taas kasvanut monissa maailman maissa.

Norjassa joditablettien myynti on kasvanut huomattavasti, Ruotsi ja Suomi jättivät 18. toukokuuta NATO-jäsenhakemuksensa ja Ukrainassa pelätään Venäjän iskevän maahan myös ydinasein.

Mutta millainen ase atomipommi oikeastaan on ja miten sen kehittäminen on vaikuttanut yhteiskuntiin aiempina vuosikymmeninä ja millainen on atomipommin vaikutus nykyään?

Lue lisää muun muassa atomipommin keksimisestä, toimintamekanismista ja siitä, miksi atomipommin säteily on vaarallista ihmisille.

Miten atomipommi toimii?

Atomipommin toimintaperiaate keksittiin vahingossa

Hieman ennen toisen maailmansodan puhkeamista kaksi saksalaista kemistiä, Otto Hahn ja Fritz Strassmann, keksi vuonna 1938 prosessin, jolla tuli olemaan suuri vaikutus kansainväliseen yhteisöön.

Muutamaa vuosikymmentä aiemmin tutkijat olivat löytäneet atomien rakennuspalikat eli neutronit, ja siitä lähtien tutkijat olivat yrittäneet siepata neutroneita erilaisiin alkuaineisiin uusien alkuaineiden synnyttämiseksi.

Tällaisessa kokeessa keksittiin myös fissio.

Otto Hahnin ja Fritz Strassmannin muistolaatta Berliinin Freie Universitätin kupeessa

Otto Hahn ja Fritz Strassmann keksivät vuonna 1938, että uraania voi halkaista.

© Wikimedia Commons

Fissio tarkoittaa prosessia, jossa atomin ydin hajoaa kahdeksi tai useammaksi pienemmäksi ytimeksi, ja tästä prosessista johtuu atomipommin valtava räjähdysvoima.

Tanskan teknillisen yliopiston fysiikan laitoksen osastonjohtajan, fyysikko Bent Lauritzenin mukaan räjähdysvoima yllätti fission keksineet tutkijatkin: ”Atomin halkeaminen ja sen aikaansaama energian määrä olivat yllätys. Tiedettiin, että energiamäärä olisi varmaankin suuri, mutta energian tuottaminen ei sinänsä ollut heidän kokeidensa tarkoitus”, Lauritzen kertoo.

Millaisia atomipommeja on olemassa?

Atomipommin toiminta perustuu siis fissioon.

Kun atomipommi laukeaa, vapautuu enemmän ydinenergiaa, kuin atomien välillä voi olla olemassa.

Ydinenergiaa voi vapauttaa kahdella tavalla:

  • Fissiolla tai
  • fuusiolla.

Näin fissiopommi toimii

Fissio tapahtuu, kun atomi halkeaa.

Fissioon perustuvissa ydinaseissa halkaistaan joko uraani- tai plutoniumytimiä.

Jotta halkeaminen voi tapahtua, täytyy ainetta, kuten uraania, puristaa kokoon riittävällä voimalla, jotta sen tiheys on tarpeeksi suuri. Tämä voidaan tehdä perinteisillä räjähdysaineilla.

Tämän jälkeen tarvitaan neutronilähde halkeamisprosessin käynnistämiseen.

”Tavoitteena oleva ketjureaktio vaatii neutronilähteen, josta ensimmäiset neutronit tulevat. Ketjureaktiossa neutronit pommittavat uraani-235:ttä, jolloin uraani-235 halkeaa kahdeksi ytimeksi. Tämä prosessi on nimeltään fissio”, Lauritzen selittää.

Uraani-235 on uraani-nimisen alkuaineen isotooppi ja ainoa radioaktiivinen ja fissiili aine, jota esiintyy luonnossa.

Yhdysvaltain Japaniin toisessa maailmansodassa pudottamat atomipommit olivat molemmat fissiopommeja, ja alhaalta voit lukea lisää niiden toiminnasta.

Kuva Little Boy -atomipommista
© Claus Lunau

Little Boy: Uraaninkappaleet törmäävät toisiinsa

Räjähdyspanos laukeaa

Tutka tunnistaa, että atomipommi on toivotussa korkeudessa maanpinnan yläpuolella. Sen jälkeen laukeaa tavanomainen räjähdyspanos, joka räjähtää kupinmuotoisen uraaninpalan takana.

Uraani vapautuu

Uraaninkappale liikkuu metalliputken läpi.

Ketjureaktio käynnistyy

Kupinmuotoinen uraanikappale törmää sylinterinmuotoiseen uraanikappaleeseen. Yhdessä ne saavuttavat noin 50 kilon kriittisen massan, jossa uraanin atomit alkavat haljeta. Ketjureaktio käynnistyy, ja pommi räjähtää.

Kuva Fat Man -atomipommista
© Claus Lunau

Fat Man: Räjähdyspanos puristaa plutoniumia

Räjähdyspanos laukeaa

Räjähdyspanokset on sijoiteltu tasaisesti pommin sisälle, ja ne laukaistaan toivotussa korkeudessa.

Plutonium puristuu

Paine puristaa paksun alumiinikuoren pommin ytimessä olevan plutoniumpallon ympärille.

Neutroneja vapautuu

Plutoniumpallon keskellä on niin kutsuttu neutronilähde, jonka kemiallinen koostumus on edelleen sotasalaisuus. Ympäröivän plutoniumin paine puristaa neutronilähdettä kasaan, jolloin siitä vapautuu neutroneja.

Ketjureaktio käynnistyy

Neutronit halkaisevat plutoniumin, ja ketjureaktio käynnistyy. Pommi räjähtää.

Näin fuusiopommi toimii

Fuusiossa kaksi atomiydintä yhtyy yhdeksi.

Vetypommissa, joka on fuusiopommi, kaksi raskasta isotooppia, kuten deuterium ja tritium, yhtyy heliumiksi.

Fuusion tapahtuminen edellyttää joko hyvin korkeaa lämpötilaa tai kovaa painetta.

Vetypommissa korkea lämpötila saavutetaan fissiopommin avulla, Lauritzen kertoo: ”Fissiopommin energian avulla joko puristetaan fuusioituvaa ainetta tai nostetaan sen lämpötilaa. Muitakin tapoja on, mutta ne ovat kaikki fissiopommia monimutkaisempia.”

Ensimmäinen atomipommi sai voimansa atomiydinten halkaisusta eli fissiosta. Nykyään suurin osa atomipommeista on vetypommeja. Maailman vaarallisin ase matkii Auringon sisällä tapahtuvia prosesseja, joissa noin 15 miljoonan celsiusasteen lämpötila ja 250 miljardia kertaa Maan pinnalla olevaa painetta kovempi paine fuusioivat vetyatomeja heliumiksi. Vetypommissa fissiota käytetään vedyn fuusioitumisen käynnistämiseksi, jolloin vapautuu valtavasti energiaa.

Kuva atomipommin fissioprosessista
© Claus Lunau

1. Lämmitys

Fissiossa, eli ytimien halkeamisessa, vapautuu gammasäteilyä. Säteily heijastuu pommin sisäpinnasta ja lämmittää pommin sisäpuolen noin 100 miljoonaan asteeseen. Korkea lämpötila käynnistää pommin seuraavan vaiheen eli fuusion.

Kuva atomipommin räjähdyksestä
© Claus Lunau

2. Räjähdys

Pommin fuusiovaiheen polttoaineena on uraanikuoressa kahta vedyn raskasta isotooppia, deuteriumia ja tritiumia. Prosessin yksityiskohdat ovat pysyneet salassa, mutta todennäköisesti lämpö saa uraanikuoren räjähtämään, jolloin vastakkainen voima puristaa vetyä kokoon.

Kuva atomipommin fuusiosta
© Claus Lunau

3. Fuusio

Äärimmäisen kova paine fuusioi deuteriumin ja tritiumin uudeksi aineeksi eli heliumiksi, aivan kuten tapahtuu jatkuvasti Auringon ytimessä. Prosessissa vapautuu valtava määrä ylimääräistä energiaa – jopa yli neljä kertaa niin paljon kuin fissiossa.

Mitä atomipommin räjähdyksessä tapahtuu?

Atomipommin räjähdys vapauttaa suuren määrän energiaa.

Atomipommin aiheuttamasta massiivisesta tuhosta suurin osa johtuu nimenomaan tästä energiapurkauksesta.

”Fissiossa ja fuusiossa vaikutetaan atomien ytimiin. Uraania halkaisemalla tai fuusiolla aikaansaatu energiapurkaus on tyypillisesti miljoonakertainen kemiallisilla prosesseilla aikaansaatuihin purkauksiin verrattuna”, Lauritzen selittää.

Siksi yksikin atomipommi voi tuhota kokonaisen kaupungin, kuten tapahtui Hiroshimassa ja Nagasakissa toisen maailmasodan aikaan.

Sienipilvi Hiroshiman yllä

Tältä näytti taivas Hiroshiman yllä Yhdysvaltain pudotettua kaupunkiin Little Boy -atomipommin.

© George R. Caron/Wikimedia Commons
  1. elokuuta 1945 Hiroshimaan pudotetun atomipommin räjähdysvoima vastasi 15 kilotonnia TNT:tä.

Little Boyksi nimetty pommi räjähti 580 metrin korkeudessa, ja sekunnin murto-osassa lämpötila maassa nousi 7 000 asteeseen.

Lämpöaaltoa seurasi paineaalto, joka tuhosi kaiken tielleen osuneen, mukaan lukien koko Hiroshiman kaupungin.

Taivaalle 12 kilometrin korkeuteen kohosi sienen muotoinen pilvi, joka näkyi 640 kilometrin päähän.

Atomipommin räjähdys vapautti myös ionisoivaa säteilyä ja jätti jälkeensä radioaktiivisen laskeuman, joka on aiheuttanut muun muassa syöpiä.

Hiroshiman atomipommi tappoi noin 135 000 ihmistä, joista suurin osa kuoli pommin aikaansaamaan paine- ja lämpöaaltoon.

Kuinka vaarallinen atomipommi on?

Hiroshimaan ja Nagasakiin vuonna 1945 pudotetut atomipommit ovat ensimmäiset ja toistaiseksi ainoat sodassa käytetyt ydinaseet.

Sen jälkeen moni maa on modernisoinut atomipommejaan ja tehnyt ydinkokeita, mutta mikään maa ei ole sen koommin pudottanut atomipommia vihollisen maaperälle.

Siksi Hiroshiman ja Nagasakin pommit ovat vielä nykyäänkin paras tietolähde atomipommin aiheuttaman massiivisen tuhon ymmärtämiseen.

Rakennus Hiroshimassa atomipommin pudotuksen jälkeen

Tältä näytti Hiroshimassa atomipommin iskettyä kaupunkiin 6. elokuuta 1945.

© Shutterstock

Atomipommista vapautuu syöpää aiheuttavaa säteilyä

Japaniin pudotettujen atomipommien kohdalla suurin osa tuhansista uhreista kuoli paine- ja lämpöaallon vuoksi.

Atomipommista tekee maailman vaarallisimman aseen nimenomaan sen massiivinen räjähdysvoima.

Yleensä ihmiset kuitenkin pelkäävät enemmänkin atomipommin aikaansaamaa radioaktiivista säteilyä. Miten radioaktiivinen säteily vaikuttaa elimistöön?

”Säteily vaikuttaa elimistöön solutasolla. Voimakas säteily voi tuhota solukalvoja, mutta yleensä säteily vaikuttaa nimenomaan solun tumaan ja sen kromosomeihin”, Lauritzen selittää.

Säteilyn määrästä riippuen solut joko tuhoutuvat tai mutatoituvat, mikä kasvattaa riskiä sairastua syöpään.

Hiroshiman ja Nagasakin pommitusten jälkeen radioaktiivinen laskeuma oli pienehkö, joten ihmiset muuttivat takaisin näihin kaupunkeihin jo pari vuotta tuhon jälkeen.

Nykyään näissä kahdessa kaupungissa ei mitata sen suurempaa säteilyä kuin muuallakaan maapallolla, jossa on aina tietty määrä taustasäteilyä.

Miten kaukana atomipommin räjähdyksestä pitää olla, jotta siitä voi selvitä hengissä?

Atomipommin aiheuttama tuho riippuu pommin koosta ja mallista, sääolosuhteista ja siitä, missä korkeudessa pommi räjäytetään.

Jos atomipommi räjäytetään lähellä maan pintaa, maa imee suuren osan vapautuvasta energiasta. Tästä syystä Yhdysvallat päätti räjäyttää Hiroshiman atomipommin 580 metrin korkeudessa.

Hiroshiman pommin kaltainen, räjähdysvoimaltaan 15 kilotonnin atomipommi tuhoaa kaiken 230 metrin säteellä.

Maailman suurimman koskaan testatun atomipommin Tsar-Bomban kaltainen 50 000 kilotonnin vetypommi tuhoaa kaiken kuuden kilometrin säteellä. Lisäksi tulee tietysti vielä säteilyriski.

Hiroshiman atomipommin kaltaisen pommin aikaansaama tappavan säteilyn vyöhyke on noin 1,34 kilometriä. Tuolla vyöhykkeellä olijat kuolisivat todennäköisesti kuukauden kuluessa.

Säteilyn pitkän aikavälin vaikutuksia on hankalampi arvioida.

Räjähdyksen aikaansaaman suoran säteilyn lisäksi säätila vaikuttaa siihen, miten laajalle radioaktiivinen laskeuma levittyy.

Seuraavassa osassa kuvataan tarkemmin sitä, miten suurta tuhoa atomipommi ja vetypommi saavat aikaan.

Atomipommin historiaa

Jo kauan ennen fission keksimistä vuonna 1938 filosofit ja kirjailijat olivat kirjoittaneet superpommista, joka olisi kaikkia muita siihen astisia aseita voimakkaampi.

Kun uutinen kuvitelmien muuttumisesta todeksi atomipommin keksimisen myötä saatiin, ihmiset olivat samaan aikaan sekä peloissaan että kiinnostuneita uudesta aseesta.

Atomipommi merkitsi sekä sotaa että rauhaa

Kun fyysikkoryhmän onnistui halkaista atomi ensimmäistä kertaa 1930-luvun lopussa, maailma oli poliittisesti epävakaassa tilanteessa.

Huhut Saksan atomipommista käynnistivät varsinaisen kilpajuoksun.

”Kun Yhdysvallat käynnisti Manhattan-projektin, se kävi kovaa kilpajuoksua natsi-Saksaa vastaan. Käytiin sotilaallista ja turvallisuuspoliittista kilpailua aseesta, joka voisi mahdollisesti ratkaista toisen maailmansodan”, selittää Casper Sylvest Etelä-Tanskan yliopiston historian instituutin kylmän sodan tutkimuksen keskuksesta.

VIDEO: Näe atomipommin räjähdys

Manhattan-projekti oli vuonna 1941 käynnistetty tutkimushanke, jota johtivat kenraali Leslie Groves ja fyysikko Robert Oppenheimer ja jossa kehitettiin maailman ensimmäinen atomipommi.

Sodan raivotessa Euroopassa vuosina 1939–1945 tutkijat uurastivat salassa atomipommin aikaansaamiseksi.

Liittoutuneiden kotimaissa ajatus atomipommista herätti kauhun ohella toivoa siitä, että sota loppuisi pian.

Yhdysvalloista tuli ensimmäinen atomipommia käyttänyt maa

Kävi ilmi, että Saksa ei ollutkaan niin pitkällä atomipommin kehittämisessä kuin oli pelätty, ja Yhdysvalloista tulikin ensimmäinen atomipommia käyttänyt maa.

  1. heinäkuuta 1945 maailman ensimmäinen atomipommi, testipommi The Gadget, oli valmiina laukaistavaksi. Laukaisu tehtiin New Mexicon autiomaassa, johon oli kokoontunut sekä fyysikoita että sotilaita tarkkailemaan kaikkien aikojen ensimmäisen ydinaseen laukaisua.

Saman vuoden elokuussa Yhdysvallat pudotti atomipommit Hiroshimaan ja Nagasakiin, mikä käynnisti uuden ajan maailmanhistoriassa: atomiaika oli alkanut.

”Kun uutinen Hiroshiman ja Nagasakin atomipommeista levisi, pelättiin, mihin tilanne vielä kehittyisi ja samalla toivottiin, että ydinteknologiaa voitaisiin käyttää rauhanomaisiin tarkoituksiin. Atomipommeja käytettiin maailmanlaajuisen, totaalisen sodan loppuvaiheissa, joten ainakin liittoutuneiden kotimaissa oli myös helpotuksen tunnetta siitä, että pommi oli vihdoin käytettävissä”, Casper Sylvest toteaa.

Ase, jota ei pitänyt koskaan käyttää

Atomipommin keksimiseen liittynyt helpotus haihtui kuitenkin pian.

Vain muutama vuosi toisen maailmansodan päättymisen jälkeen alkoi kylmä sota, joka merkitsi ankaraa asevarustelukilpaa Yhdysvaltain ja Neuvostoliiton välillä.

Sylvestin mukaan juuri atomipommin olemassaolo erotti tämän sodan kaikista aiemmista: ”Se oli sota, jonka kulkua voitiin vain kuvitella, ja moni oli sitä mieltä, ettei sotaa kannattanut edes käydä, koska ydinaseiden käyttö tietäisi kummankin osapuolen täystuhoa. Siksi moni näki atomipommin aseen sijasta rauhan takaajana.”

Tämä kauhuskenaario nostatti uutta pelkoa atomipommia kohtaan, koska kukaan ei tiennyt, puhkeaisiko ydinsota vai ei.

Postimerkki, jossa iskulause Atoms for Peace

Yhdysvaltain presidentti Dwight D. Eisenhower piti vuonna 1953 puheen otsikolla ’Atoms for Peace’ eli ’Atomeja rauhan puolesta’, jota on sittemmin pidetty kylmän sodan propagandana.

© Shutterstock

Millä mailla on nykyään ydinaseita?

Ydinsotaa ei tullutkaan, ja Berliinin muurin murtumisen ja Neuvostoliiton hajoamisen myötä atomipommin pelko painui taka-alalle.

Yhteensä yhdeksällä maalla on käytössään ydinaseita, eikä ydinaseriisunnasta näy merkkejä, vaikka näistä yhdeksästä maasta viisi allekirjoitti vuonna 1968 ydinsulkusopimuksen.

Kartta ydinasevaltioista

Kartassa näkyvät yhdeksän ydinasevaltiota.

© Shutterstock

”Ydinsulkusopimuksen mukaan viisi ydinaseita omaavaa allekirjoittajavaltiota eivät saa levittää ydinaseita ja niiden täytyy tehdä myös ydinaseriisuntaa, kun taas maat, joilla ydinasetta ei ole, saavat käyttää ydinvoimaa mutta niiden täytyy luvata olla kehittämättä ydinasetta – mutta moni maa uskoo, että ydinsulkusopimusta rikotaan”, Sylvest selittää.

Kaikki maailman itsenäiset valtiot, paitsi alla olevat, ovat allekirjoittaneet ydinsulkusopimuksen:

  • Intia
  • Israel
  • Pakistan
  • Pohjois-Korea
  • Etelä-Sudan

Näistä kaikilla paitsi Etelä-Sudanilla on ydinaseita.

Yhdeksän ydinasevaltiota:

  • Yhdysvallat
  • Ranska
  • Britannia
  • Intia
  • Pohjois-Korea
  • Pakistan
  • Kiina
  • Israel
  • Venäjä

VIDEO: Kaikki atomipommien räjäytykset vuosina 1945–2009

Atomiaika ei ole ohi

Aina siitä lähtien, kun tutkijat keksivät fission vuonna 1938, atomipommilla on ollut merkittävä vaikutus yhteiskuntaan, politiikkaan ja tieteeseen.

Yhdysvaltojen pudottaessa atomipommin vuonna 1945 alkoi uusi aika, atomiaika, ja Sylvestin mukaan se ei ole vielä lähimainkaan ohi.

”Ydinsodan riski on suhteellisen pieni, mutta se ei ole valitettavasti pienentynyt enää viime aikoina. Ja vaikka riski onkin pieni, ydinsodan seuraukset ulottuisivat todella laajalle”, hän sanoo.