Svar:
En kedjereaktion är en serie självförstärkande händelser. I kärnfysik kan neutroner ge upphov till kedjereaktioner när det klyvbara materialet har uppnått kritisk massa. Både kärnvapen och kärnkraftverk är beroende av en kedjereaktion. I fissionsprocessen frigörs c:a 3 neutroner (förutom de två fissionsfragmenten). Om mer är en av dessa neutroner orsakar en ny fission, så kommer antalet kärnklyvningar att öka okontrollerbart (kärnvapen) eller kontrollerbart (kärnkraftverk).

Nej, för partikelacceleratorer är det ingen fara. De
förutsättningar som gäller för kedjereaktioner är
mycket speciella så att risken för att något sådant ska
hända är väldigt liten. En av de som var med och utvecklade
atombomben under andra världskriget har berättat för mig
att vid ett tillfälle var man orolig för att neutronerna
som frigjordes vid bombens explosion skulle starta en
kedjereaktion som spred sig i hela atmosfären. En av
de teoretiska fysikerna i projektet fick då i uppdrag
att undersöka om det fanns en sådan risk. Han räknade
i fjorton dagar och kom sen tillbaka och sa: “Nej,
det kommer inte att hända“. Det gjorde det inte heller!

Se vidare Chain_reaction.
/Peter E 2000-04-07

Svar:
Den stora skillnaden är att i atombomben sker kärnreaktionerna mycket snabbt och
okontrollerat sedan de satts igång. I kärnkraftverket däremot så sker alla
reaktioner långsamt, under kontroll.

För att förklara varför det är så måste vi först kortfattat berätta vad som händer vid de
kärnreaktioner som förekommer både i bomben och i kärnkraftverket.

När en urankärna träffas av en neutron så kan den med stor sannolikhet sönderfalla i
två nästan lika stora delar. Detta kallas för fission eller kärnklyvning.
Sannolikheten
för att en neutron ska träffa urankärnan ökar drastiskt om neutronen rör
sig sakta. Vid
kärnklyvningen sändes det också ut nya, fria neutroner som rör sig snabbt. Dessa kan orsaka nya
kärnklyvningar vilket leder till en kedjereaktion.

I kärnvapen ("atombomb") har man en blandning av olika uranatomer som är
sådan att
kedjereaktionen kan underhållas av de snabba neutronerna. I en kärnreaktor har man
en bränslesammansättning som är sådan att de snabba neutronerna inte kan
hålla igång en kedjereaktion. Istället har man ett speciellt moderatormaterial (ofta vatten) som bromsar in de snabba
neutronerna så att en kedjereaktion både kan hållas igång och kontrolleras.

/GO 1998-11-11

Svar:
Jo, det finns ett samband. I den undre delen av atmosfären
(troposfären) sjunker temperaturen med ökande höjd. Vid ett
visst gränsskikt (tropopausen) ändras detta och temperaturen
blir tämligen konstant, trots att trycket minskar med ökande höjd.
Detta är stratosfären. Luften skiktar sig stabilt. När svampmolnet
nått denna nivå, möter det luft som är varmare och kan inte
stiga mera. Det breder ut sig åt sidorna. Svampens "hatt" uppstår.

Ett närbesläktat fenomen kan man se vid värmeåskväder. Det börjar som ett bulligt cumulusmoln. När detta nått en viss höjd, breder det ut sig åt sidorna, och vi får ett städmoln, se länk 1. Förklaringen är densamma.

Tillägg 23/8/2010 (lpe):

De klassiska svampmolnet med mycket material i form av partiklar uppkommer bara vid en kärnexplosion nära markytan. Explosionen hettar upp luften och den varma luften stiger som en pelare och drar med sig damm. Det mesta materialet kommer från markytan, men molnet innehåller även radioaktivt material som kan spridas och falla ned i vindriktningen. Se vidare Mushroom_cloudNuclear_mushroom_clouds.
/KS/lpe 1999-12-05

Svar:
Kärnvapen är en benämning för olika typer av vapen vars sprängladdning får sin energi från fission eller från olika kombinationer av fission och fusion, till skillnad mot konventionella vapen vars sprängladdningar får sin energi från kemiska processer, se Kärnvapen.

Man kan inte svara exakt på den första frågan: det bildas nuklider med både kort och mycket lång halveringstid. Efter något år är nvåerna nere till i storleksordningen den naturliga bakgrundsstrålningen, men med känsliga detektorer kan man detektera strålning som härrör från ett kärnvapen under mycket lång tid. Efter 6 dagar uppskattar man att endast 10% av radioaktiviteten fanns kvar.

Det är svårt att sanera ett område som blivit kontaminerat av radioaktivt material. Radioaktivt nedfall kan man i princip få bort genom tvättning och bortforslande av det översta jordlagret. Inducerad radioaktivitet (se nedan) är nästan omöjligt att göra något åt såvida man inte forslar bort precis allt.

Låt oss passa på och gå igenom de verkningar man får av ett kärnvapen:

Tryckvåg

Den kraftiga explosionen skaper en tryckvåg som gör mycket stor skada. Än värre blir skadan eftersom den första tryckvågen utåt följs av en nästan lika kraftig inåt. Den senare skapas av det undertryck som uppstår när luften värms upp och därmed stiger.

Värmestrålning

Värmestrålning från det upphettade plasmat som bildas av explosionen. Värmestrålningen sätter eld på allt brännbart nära explosionsplatsen. För mycket stora kärnvapen (vätebomber)
är värmestrålning den dominerande skadeverkan.

Omedelbar joniserande strålning

I fissionsprocessen (klyvning av tunga atomkärnor) bildas neutroner och gamma/röntgenstrålning. En del av neutronerna (det bildas 2-3 per kärnklyvning) går åt till att hålla kärnklyvningen vid liv (drygt 1 neutron), medan resten flyger ut med hög hastighet till dom träffar något, se inducerad radioaktivitet.

Denna omedelbara strålning ger en skadlig stråldos dos till den som befinner sig nära. För små kärnvapen är detta den dominerande skadeverkan (neutronbomber).

Elektromagnetisk puls

Elektromagnetisk strålning som inducerar stömmar i ledningar och förstör elektronik. För detaljer se fråga 13095 nedan.

Radioaktivt nerfall

De som ger energin till explosionen är ett snabbs förlopp (kedjereaktion) av klyvning av ²³⁵U eller ²³⁹Pu. Klyvningen induceras av neutroner som bildats i en tidigare kärnklyvning. Resultatet av kärnklyvningen (fission) är två medeltunga kärnor (kallade klyvningsprodukter), 2-3 neutroner och mycket energi. Klyvningsprodukterna är oftast radioaktiva, och de faller ner efter ett tag och utgör en fara för omgivningen - framför allt i vindriktningen.

Inducerad radioaktivitet

De neutroner som kommer ut vid explosionen träffar meterial på marken och kan förorsaka kärnreaktioner i detta. Material i omgivningen kan då bli radioaktivt. Denna aktivering av omgivningen har i Hiroshima och Nagasaki använts för att bestämma hur hög stråldos personer på olika platser utsatts för. Denna kunskap, tillsammans med statistik på sena skador (mest cancer) har givit oss goda kunskaper om skadeverningarna av joniserande strålning, åtminstone var gäller relativt höga doser.

Hur länge finns risker?

Varför kunde man då mycket kort efter bomberna i Hirishima och Nagasaki flytta tillbaka, medan Tjernobyl fortfarande är alldeles för kontaminerat för att man skall kunna vistas där? Skillnaden är dels att det kom ut mycket större mängd (i ett kärnvapen finns några tiotals kg klyvbart material, i ett kärnkraftverk hundratals ton) klyvningsprodukter i Tjernobyl och de var i medeltal mer långlivade. I ett kärnvapen produceras klyvningsprodukter under en mycket kort tid, och ganska få av dessa är långlivade. I ett kärnkraftverk pågår kärnklyvningen under lång tid, varvid de långlivade nukliderna finns kvar medan de kortlivade sönderfaller.


Se vidare länk 1 och länk 2 under 'Hiroshima and Nagasaki Health Effects'.
Nuclearfiles.org innehåller mycket information om kärnvapen. Bilden nedan kommer från denna sajt.

/Peter E 2005-01-18