Er einhver munur á hvort kjarnorkusprengja springur á jörðu niðri eða í geimnum?

Svar

Helsti munurinn á kjarnorkusprengingu í geimnum og á jörðunni er skortur á andrúmslofti (nema þá ef um er að ræða kjarnorkusprengingu við yfirborð einhverrar reikistjörnu með lofthjúpi, til dæmis Venusar).

Við kjarnorkusprengingu losnar mikil orka sem kemur fram sem ljóseindir (gamma-geislar), nifteindir og kjarnabrot. Sum þessara kjarnabrota mynda langlífar geislavirkar samsætur, sem eru mislengi að eyðast. Þessar eindir geysast með ógnarkrafti frá miðju sprengingarinnar.

Þegar kjarnorkusprenging á sér stað í andrúmsloftinu verða áhrifin á fjóra vegu.

Í fyrsta lagi losna aflmiklar ljóseindir (gamma-geislar) og nifteindir við kjarnaklofnun eða kjarnasamruna. Gamma-geislarnir berast með ljóshraða út frá sprengingunni, og nifteindirnar eitthvað hægar. Þessar eindir geta valdið bruna og banvænni geislun.

Í öðru lagi myndast höggbylgja þegar agnir sem losna með feiknakrafti við kjarnahvörf rekast á sameindir andrúmsloftsins. Þetta veldur snarpri þéttingu sameinda út frá miðju sprengingarinnar. Svo ýta þessar sameindir á nágranna sína og svo koll af kolli. Þetta er einfaldlega lýsing á bylgjuhreyfingu. Þessi höggbylgja ferðast með hljóðhraða andrúmsloftsins og þrýstingsmunurinn yfir höggbylgjuna getur nægt til að fella mannvirki.

Í þriðja lagi er hitabylgja. Hiti er í raun aðeins mælikvarði á óreiðuhreyfingu sameinda. En eftir stöðuga árekstra milli einda úr kjarnorkusprengingunni og árekstra milli sameinda andrúmsloftsins innbyrðis hitnar loftið umhverfis sprenginguna. Heita loftið hitar svo kaldara loft er að því liggur og svo framvegis. Þannig myndast hitabylgja er breiðist nokkru hægar út en höggbylgjan. Þessi hitabylgja veldur því að eldhaf myndast út frá sprengingunni.

Í fjórða lagi má nefna áhrif langlífra geislavirkra afurða kjarnorkusprengingarinnar. Þessar afurðir gufa upp í sprengingunni og geta myndað geislavirkt ský sem berst með vindum í háloftunum, og síðan getur geislavirka efnið fallið til jarðar.

Þegar kjarnorkusprenging verður í geimnum verður hvorki til höggbylgja né hitabylgja, enda er hverfandi lítið af sameindum til að rekast á. Einnig má vera ljóst að geislavirku afurðirnar berast vart fyrir vindi, né heldur getur nokkuð uppstreymi átt sér stað (og því myndast ekkert sveppaský). Öll orka berst því út í geiminn með afurðum sprengingarinnar, en er ekki flutt yfir til andrúmsloftsins.

Frekara lesefni af Vísindavefnum

• Hvað er kjarnorka og hvernig verkar hún? eftir Ágúst Valfells
• Hvernig er kjarnorka búin til og úr hvaða efnum er hún? eftir MBS
• Hvernig verka venjulegar kjarnorkusprengjur? eftir Jón Tómas Guðmundsson
• Af hverju eru kjarnorkusprengjur svona kraftmiklar? eftir ÞV

Myndir:

• Ukiah High School
• Nuclear Bomb
• Effects of a Nuclear Bomb