Napjainkban elég sokszor kerül az újságok címlapjára Irán vagy Észak-Korea, mégpedig abban az összefüggésben, hogy fel kívánják használni az atomenergiát – deklaráltan többnyire békés célokra, a valóságban feltehetõen katonai nyomásgyakorlás eszközeként. Másrészt gyakran esik szó a nemzetközi terrorista szervezetekrõl, és a legvészesebb szituációt az a feltételezés írja körül, amely szerint elképzelhetõ, hogy ezek a szervezetek atomfegyverre tehetnek szert. A témakörben történõ eligazodást segítheti az alábbi áttekintés az atomenergiáról, annak különbözõ alkalmazási módjairól, illetve konkrétan a nukleáris fegyverekrõl. Azokról az eszközökrõl, amelyekrõl sokszor beszélünk anélkül, hogy pontosan tudnánk, mirõl is van szó.

A 20. század egyik legmeghatározóbb tudományos felfedezése az atomenergia felszabadításával kapcsolatos. Könyvek ezrei foglalkoznak a történelmi áttekintéssel, tudósok nemzedékeinek életével és eredményeivel, ezért jelen cikkben erre a vonatkozásra nem is térünk ki. Tényként fogadjuk el és kezeljük, hogy az anyag és az energia kölcsönkapcsolatban vannak egymással és „átalakulhatnak” egymásba. Továbbá kiindulási alapként kezeljük, hogy az anyag fontos (sokáig úgy véltük, hogy a legkisebb, tovább nem osztható) alkotóelemei az atomok, amelyek még hordozzák az adott anyag kémiai tulajdonságait, de lényegében minden elem esetében azonos építõkockákból állnak: protonokból, neutronokból és elektronokból. A protonok és a neutronok az atommagban találhatók, ezért – latinból átvéve – közös névvel nukleonoknak nevezzük õket. Innen ered a nukleáris energia és a nukleáris fegyver megnevezése is.
Az atommagokat igen jelentõs energia (az úgynevezett kötési energia) tartja egyben. Kutatások kimutatták, hogy az egy nukleonra jutó kötési energia nem egyforma mértékû a különbözõ atomokban, és a legkisebb kötési energia a közepes atomsúlyú, közepes tömegszámú elemek esetében mutatható ki.1 Ha a nagy tömegû atommagok „hasadnak” (ezt idegen szóval fissziónak nevezzük), vagy ha a kis tömegû atommagok egyesülnek (fúzió), a lekötött energia egy része felszabadul.
Azon elemeket vagy bizonyos elemek azon izotópjait (változatait), amelyek hajlamosak a spontán maghasadásra, radioaktív anyagoknak, radioaktív izotópoknak nevez- zük. Ez esetben a maghasadással együtt energia szabadul fel, amely sugárzás formájában jelentkezik. Az urán azon elemek közé tartozik, amelyek atommagja a legkönnyebben hasad vagy hasítható.2 A természetben található uránnak két izotópját ismerjük, amelyek a tömegszámban különböznek egymástól: 99,3%-ban a 238-as tömegszámú (nem radioaktív) és 0,7%-ban a 235-ös tömegszámú (radioaktív) urán fordul elõ. Elõzetesen három fogalommal kell megismerkednünk, ezek a láncreakció, a kritikus tömeg, illetve az urándúsítás.
Az uránmag hasadásakor két másik, közepesen nehéz (nem radioaktív) atommag keletkezik, továbbá két-három „szabad” neutron is, amelyek szerencsés esetben további atommagokat képesek széthasítani. Ha a keletkezõ szabad neutronok találnak megfelelõ atommagokat, akkor létrejöhet az önfenntartó láncreakció. Ez egyébként egyáltalán nem biztos, a felszabaduló neutronok többféleképpen folytathatják útjukat: kiléphetnek az urántömbbõl, befoghatják õket más (nem hasadó) anyagok atomjai, végül befoghatják õket hasadásra hajlamos (urán)atomok. A láncreakció akkor marad fenn tartósan, ha átlagban egy neutron hasznosul hasadásonként.
A láncreakció alapvetõen két formában valósulhat meg: a szabályozott láncreakció az atomerõmûvekben, a szabályozatlan pedig az atomtöltetek felrobbanásakor. Mindkét esetben energia szabadul fel, de egyáltalán nem mindegy, hogy hogyan és milyen célból.
Ahhoz, hogy a láncreakció bekövetkezzen, kellõ mennyiségû alkalmas atomnak kell a felszabaduló neutronok közvetlen környezetében lenni. Minden radioaktív anyagnak létezik az úgynevezett kritikus tömege, amelynél a láncreakció automatikusan beindul. Az U235 (az urán radioaktív izotópja) esetében ez mindössze kb. hét kilogramm.
A radioaktív 235-ös izotóp azonban elenyészõ mennyiségben fordul elõ a természetes uránon belül, ezért feltétlenül szükség van a kétféle izotóp szétválasztására, helyesebben a „hasznos” urán arányának javítására, az úgynevezett dúsításra. Ez a mûvelet nagyon nehézkes és drága, általában speciális centrifugák ismételt alkalmazásával végzik.
Itt kell megemlítenünk, hogy a szabályozott láncreakcióhoz mintegy 4%-os dúsítású uránra van szükség, vagyis olyan keverékre, amelyben a 235-ös izotóp 4%-ban fordul elõ (természetszerûen a 238-as izotóp kb. 96%-os elõfordulása mellett). Ilyen keverékbõl készülnek az atomerõmûvek fûtõelemei. A fegyverminõségû urán viszont legalább 90%-os dúsítású, vagyis kilenctized részben radioaktív izotópot tartalmaz, ez szükséges a rendkívül gyorsan végbemenõ, szabályozatlan láncreakcióhoz. Az erõmûvi uránból további dúsítással állítható elõ a bombákban használható urán.3


AZ ATOMENERGIA BÉKÉS CÉLÚ FELHASZNÁLÁSA

Mint láttuk, az atomenergiának (nukleáris energiának) két alapvetõ és alapvetõen eltérõ felhasználási módja van, a békés célú (atomerõmûvekben, illetve atomreaktorok- ban történõ) hasznosítás és a pusztító célú (nukleáris bombák, robbanótöltetek alkalmazásával történõ) felhasználás. Vizsgáljuk meg elõször a békés célú alkalmazás öszszefüggéseit.
Az atomerõmû egy olyan, villanyáramot elõállító hõerõmû, amelyben a szükséges hõt nukleáris reaktorok biztosítják.4 Egy tipikus atomerõmû teljesítménye 400-tól kb. 2000 megawattig terjed. A világ elsõ atomerõmûvét a Szovjetunióban helyezték üzembe 1951-ben. A világon ma mintegy 40 országban mûködnek atomerõmûvek, köztük hazánkban is (a Paksi Atomerõmû).
A hagyományos hõerõmûben a szükséges energiát a fosszilis tüzelõanyagok (szén, fa, kõolaj, gáz) elégetésével nyerjük, az atomerõmûben pedig a maghasadás során felszabaduló energiát hasznosítjuk. Az atomerõmû egy sor elõnnyel rendelkezik a hagyományos tüzelõanyagot használó erõmûvekkel szemben: olcsóbb és kisebb tömegû (ezért olcsóbban szállítható és tárolható) üzemanyag, olcsóbb végtermék (villanyáram), minimális környezetszennyezés (normális üzemelés esetén), kisebb tömegû melléktermék. Ugyanakkor az atomerõmûnek vannak nem elhanyagolható hátrányai is: a radioaktív melléktermékek egy része nagyon hosszú ideig (több száz évig) veszélyesen sugárzó marad, ennek tárolása drága, ráadásul bizonyos esetekben ebbõl a melléktermékbõl fegyverminõségû hasadóanyag vonható ki. Járulékos hátrány, hogy az atomerõmûvek felépítése igen költséges.
Az atomerõmûvek egy részében szükség van úgynevezett moderátorra, amely lelassítja a maghasadás eredményeképpen felszabaduló neutronokat, és így képessé teszi õket arra, hogy fenntartsák a szabályozott láncreakciót. Moderátorként használhatunk vizet (könnyûvizet), úgynevezett nehézvizet, illetve grafitot.
A maghasadás energiája tipikus esetben felforralja a közvetítõ közegként alkalmazott vizet, a keletkezett gõzt pedig turbinák forgatására használják, amelyek a villanyáramot termelõ generátorokat meghajtják.

A világon sokféle reaktort alkalmaznak, a leginkább elterjedt típusok a következõk:
1. Könnyûvizes reaktorok: mind a hûtõközeg (közvetítõ közeg), mind a moderátor közönséges víz. Ezen a típuson belül megkülönböztetünk nyomott-vizes (PWR, Pressured Water Reactor), illetve forraló-vizes (BWR, Boiled Water Reactor) reaktorokat. A nyomott-vizes reaktor estében a reaktormaggal közvetlenül érintkezõ (primérköri) víz nagy nyomás alatt van (kb. 100 atmoszféra), ezért csak 200 Celsiusfok fölött forr fel. Ez a víz radioaktív elemeket tartalmaz, viszont zárt körben mozog, hõcserélõkben adja át a hõt a szekunderköri víznek, amelyet azután a turbinákra vezetnek.
2. Nehézvizes reaktorok: a hûtõközeg és a moderátor is nehézvíz.
3. Grafitmoderátoros reaktorok: ebbe a csoportba tartoznak a gázhûtésû és a (könnyû)vízhûtésû reaktorok.
4. Tenyésztõ- vagy szaporítóreaktorok: az urán 238-as (nem radioaktív) izotópjából több nukleáris fûtõanyagot állítanak elõ, mint amennyit felhasználnak. A láncreakciót ezekben a reaktorokban gyors neutronok tartják fenn, nincs tehát szükség lassításra, vagyis moderátorra. Induló fûtõanyagként legalább 15%-ra dúsított uránt hasz- nálnak, a reaktormagot viszont tiszta 238-as uránnal veszik körül. A felszabaduló neutronokat befogva az utóbbi 239-es tömegszámú plutóniummá alakul át (Pu239), amely ugyancsak radioaktív anyag.5 A plutónium magja a leginkább gyors neutronokkal hasítható.
5. Kísérleti vagy kutatóreaktorok: ezeket a reaktorokat tipikusan nem elektromos áram termelésére, hanem például különféle izotópok elõállítására használják.
Jelenleg a nyomott-vizes reaktor a legelterjedtebb típus, világszerte mintegy 300 mûködik belõle, továbbá kb. 100-at építettek be vízi jármûvekbe (atom-tengeralattjárók, repülõgép-hordozók, jégtörõk). A Paksi Atomerõmû reaktorai is ezt a típust képviselik.

Meg kell jegyeznünk, hogy elméletileg léteznek fúziós reaktorok is, amelyek nem a maghasadás, hanem a magegyesülés energiáját hasznosítják. A gyakorlatban azonban egyelõre nem megoldott az ilyen típusú reaktorok mûködtetése, a kísérleti reaktorokban csak a másodperc töredékéig sikerül megteremteni a szükséges feltételeket (igen nagy nyomás és igen magas hõmérséklet). Mindazonáltal ez lehet a jövõ energiaforrása, mert az üzemanyag (lényegében a vízbõl kinyerhetõ hidrogén) korlátlan mennyiségben rendelkezésre áll, ugyanakkor a fúziós reaktor gyakorlatilag nem „termel” radioaktív hulladékot. Jelentõs nemzetközi összefogással Franciaországban épül meg egy újabb, hatalmas kísérleti reaktor, amelynek megvalósításáról a döntés a közelmúltban született.


A NUKLEÁRIS FEGYVEREK

A fogalmak egyértelmû használata és értelmezése érdekében célszerû tisztázni néhány – gyakran helytelenül használt – kifejezést. A hétköznapi nyelvben gyakran keveredik a tömegpusztító fegyver, nukleáris fegyver, atomfegyver, biológiai vagy vegyi fegyver kifejezések használata, sõt esetenként szinonimaként alkalmazzák ezeket a fogalmakat. Valójában a nukleáris fegyverek egy kisebb halmazt képeznek a tömegpusztító fegyverek halmazán belül, s ide – a tömegpusztító fegyverek közé – sorolhatjuk a nukleáris fegyverek mellett a biológiai fegyvereket, a vegyi fegyvereket, valamint az úgynevezett radiológiai fegyvereket is. A biológiai fegyver az emberi, állati szervezetet, illetve növényeket megbetegítõ vagy elpusztító élõ kórokozók alkalmazásán, továbbá növényi és állati kártevõk felhasználásán alapuló tömegpusztító fegyver. A vegyi fegyver fogalmán a különbözõ mérgezõ hatású anyagok (pl. idegmérgek) harcanyagként történõ alkalmazását értjük. A radiológiai fegyver (a zsurnalisztikában teret nyert a „piszkos bomba” kifejezés erre az eszközre) áll talán a legközelebb a nukleáris fegyverhez, ugyanis olyan hagyományos módon robbanó bomba, amely radioaktív anyagot tartalmaz és szór szét, radioaktív sugárzást bocsát ki magából, azonban nukleáris robbanás nem következik be (ezáltal a hatásfoka is kisebb). A tömegpusztító fegyverek közös tulajdonsága, hogy elképesztõ mértékû, válogatás nélküli pusztítást idéznek elõ, elsõsorban az élõ organizmusokban.
Az urán, illetve plutónium felhasználásával készült, a maghasadás energiáján alapuló nukleáris fegyvert – tulajdonképpen helyesen, de szûkítõ jelleggel – atomfegyvernek (még inkább szûkítõ jelleggel atombombának) nevezzük, hogy megkülönböztessük a hidrogénbombától. Az utóbbi megnevezés természetesen helyes, mert ennek a bombának a „nyersanyaga” a hidrogén. Ugyanakkor tulajdonképpen a hidrogénbomba is „atombomba”, amelynek hatásmechanizmusa visszavezethetõ az atomok (atommagok) reakcióira. Viszont a hidrogénbombára ma is széleskörûen használják a termonukleáris fegyver elnevezést, amely történelmileg alakult ki és gyökeresedett meg, de szintén félrevezetõ, minthogy tulajdonképpen az atombomba is termonukleáris eszköz, abban az értelemben legalábbis, hogy robbantásakor igen magas hõmérséklet keletkezik.
A leghelyesebb tehát a nukleáris fegyver megnevezés, amely magába foglalja az atom- és hidrogénbombát, a rakéták robbanótölteteit (bármely típushoz is tartoznak), a nukleáris tüzérségi lõszereket, az atomaknákat, a nukleáris töltettel felszerelt torpedókat stb.
A nukleáris fegyverek fejlõdésének elsõ évtizedeiben az Egyesült Államok egyértelmûen vezetõ szerepet játszott a fejlesztésben. Szilárd Leó kezdeményezésére Einstein 1939 nyarán, röviddel az atommaghasadás felfedezése után, felhívta F. D. Roosevelt amerikai elnök figyelmét a nukleáris láncreakció katonai jelentõségére, valamint az ezzel kapcsolatos német kutatások igen elõrehaladott voltára. 1942 nyarán katonai irányítással indították el a Manhattan-terv fedõnevû kutatási programot, amelyben jelentõs szerepet játszottak a magyar kutatók is, közöttük Teller Ede. A végcél bevethetõ atomfegyver létrehozása volt. Párhuzamosan folytak a kutatások több irányban, óriási anyagi és szellemi erõket koncentráltak a feladatra, titkos kutatóvárosok és gyártelepek jöttek létre (például a közismert Los Alamos). Az urán dúsítására többféle megoldást dolgoztak ki.
Végül megalkották az uránbombát, amelynek elsõ példányát Hirosimára dobták le 1945. augusztus 6-án. A bomba mûködési elve a következõ volt: az urán 235-ös izotópjából két, a kritikus tömegnél kisebb (szubkritikus) anyagmennyiséget különítettek el, amelyeket a robbantás pillanatában hagyományos töltetek segítségével nagy erõvel összelõttek, egymásba préseltek.6 (A korszerû nukleáris fegyvereknél általában plusz neutronforrást is igénybe vesznek, hogy a láncreakció biztosabban beinduljon.) Így létrejött a kritikus tömegnél nagyobb anyagmennyiség, a másodperc tört része alatt hatalmas energia szabadult fel és több százezer fokos hõmérséklet keletkezett.


BELÉP A PLUTÓNIUM

Párhuzamosan létrehozták a plutóniumbombát is. A plutóniumnak elkeresztelt elemet 1940-ben fedezték fel az Egyesült Államokban, s a kísérletek 1941 májusára igazolták, hogy alkalmas bombaalapanyagnak. A problémát eleinte a plutónium elõállítása jelentette, 1943 tavaszán még csak néhány száz milligramm, gyorsítókban elõállított alapanyag állt rendelkezésre a mérésekhez.
A plutónium esetében azonban az uránbombára alkalmazható mûködési elvvel kapcsolatban problémák merültek fel: a plutóniumból nagyobb számban szabadulnak fel spontán neutronok, amelyek beindítanák a láncreakciót, mielõtt az eredetileg izolált anyagmennyiségek a kívánt módon egybeérnének. A keletkezõ hõ pedig egyszerûen szétvetné a bombát, mielõtt az kellõen hatékonnyá válna, és így a radioaktív anyag nagy része kárba veszne.
Robbantási szakértõk arra gondoltak, hogy gömbhéjakba rendezett hasadóanyag berobbantásával lehetne a plutóniumbombát megépíteni. Úgynevezett implóziós kísérleteket hajtottak végre (az implózió egy test robbanásszerûen gyors térfogatcsökkenése, összeomlása). Az implózió elméletének kidolgozásába bekapcsolódott Neumann János is, aki szakértõi szerepet vállalt a Manhattan-tervben. (Neumann korábban a haditengerészet felkérésére különbözõ alakú lövedékek által keltett lökéshullámok hidrodinamikájával foglalkozott, munkája a páncélököl-lövedékek fejlesztéséhez kapcsolódott.)
1943 októberben Neumann és Teller számításaik alapján meggyõzték Oppenheimert, a Manhattan-terv tudományos vezetõjét arról, hogy az implózió felhasználásával megbízhatóbb és kisebb, könnyebben szállítható bombát lehet elõállítani. Az új megoldásra annál is inkább szükség volt, mert idõközben bebizonyosodott, hogy az uránhoz hasonló megoldás a plutónium esetében gyakorlatilag megvalósíthatatlan. A kísérletek végül 1944. december végén igazolták a megoldás használhatóságát. Addigra a fegyverfejlesztõk már biztosak voltak abban, hogy az uránbomba kipróbálás nélkül is mûködni fog, robbanóerejét 10 kilotonna TNT-vel egyenértékûnek becsülték. 7 A Los Alamosban végzett fejlesztõmunkával párhuzamosan a Manhattan-terv részeként megoldották a plutónium nagyüzemi gyártását, a plutóniumbombát illetõen azonban a kutatók még bizonytalanok voltak. Végül 1945. július 16-án sikeres kísérleti robbantást hajtottak végre az új-mexikói Alamogordo közelében, majd 1945. augusztus 9-én Nagaszakira a második plutóniumbombát dobták le. (1946 júniusában már további 9 plutóniumbombával rendelkezett az Egyesült Államok.)
1946 áprilisában titkos konferencián tárgyalták meg Los Alamosban a Teller Ede által tervezett, „Szuper” néven emlegetett termonukleáris fegyver, a hidrogénbomba megvalósíthatóságáról készített tanulmányt. A számítások alapján úgy tûnt, hogy a hidrogénbomba megvalósítható, a konferencia résztvevõi optimistán ítélték meg a kilátásokat, azonban a tudományos közösségben viták zajlottak a nukleáris fegyverek fejlesztésének szükségességérõl.
A hidrogénbomba vagy termonukleáris töltet a magfúzió közben felszabaduló energiát hasznosítja, a folyamat azonban csak igen magas hõmérsékleten és rendkívül nagy nyomás esetén indul be. Ezeket a kivételes körülményeket egy „hagyományos” atombomba felrobbantásával lehet elõidézni, lényegében minden hidrogénbomba így mûködik. Éppen ezért a nukleáris fegyvernek ezt a típusát kétfázisú bombának vagy töltetnek is nevezik (elsõ fázis a fissziós atombomba felrobbantása, a második pedig a deutérium, illetve trícium atommagjainak egyesülése, fúziója).8 A hidrogénizotópok atommagjainak fúziója során ugyancsak szabadulnak fel neutronok, amelyek nélkülözhetetlenek a láncreakcióhoz.
Meg kell említenünk a háromfázisú nukleáris töltetet is, amely tulajdonképpen egy hidrogénbomba, körülvéve az urán 238-as izotópjából készült köpennyel. Ebben az esetben a két elsõ fázis után – a neutronbesugárzás hatására – aktivizálódik az U238-as köpeny, amely újra a maghasadás révén szabadít fel pótlólagos energiát. A háromfázisú töltet sajátossága, hogy szinte korlátlanul növelhetõ a hatóereje, mert a nem radioaktív urán mennyiségét nem határolja be a kritikus tömeg.
1950. január 31-én Truman amerikai elnök bejelentette, hogy folytatják a munkát az atomfegyverek minden fajtáján, beleértve a hidrogén- vagy szuperbombát is. Teller és munkatársai új lendülettel láttak hozzá a hidrogénbomba tervezéséhez. Megindultak és sikeresen lezajlottak az elsõ kísérleti hidrogénbomba-robbantások (egyébként minimális fáziskéséssel a Szovjetunióban is). 1953-tól elemezték, hogy mekkora hidrogénbombák szállítására alkalmasak a stratégiai bombázó repülõgépek, s 1954 telén megfogalmazódott a javaslat, hogy az Egyesült Államok építsen nukleáris robbanófejjel felszerelhetõ stratégiai, interkontinentális ballisztikus rakétákat. Az elsõ ilyen típusú, Atlas néven ismert rakétát 1958 decemberében lõtték fel (bõ egy évvel azután, hogy a Szovjetunió sikeres kísérletet hajtott végre interkontinentális ballisztikus rakétával, illetve ezt követõen pályára állította a Föld elsõ mesterséges holdját).
Ezzel gyakorlatilag lezárult a nukleáris (pontosabban rakéta-nukleáris) fegyverek fejlesztésének elsõ és legfontosabb szakasza, hiszen a nukleáris fegyver rombolóerejének és az interkontinentális, ballisztikus rakéta hatótávolságának kombinációja mindkét szuperhatalom számára biztosította a másik fél elérésének és elpusztításának képességét (igaz ugyan, hogy megkezdõdött a védekezésre szolgáló fegyverek, az ún. ellenrakéta-rendszerek kialakítása, azonban nem sikerült a kívánatos hatékonyságot elérni, sõt meg sem közelíteni). Ekkortól kezdve a mennyiségi szemlélet került középpontba, továbbá a nukleáris fegyverek célba juttatását segítõ eszközök fejlesztése. A 80-as évek végére felhalmozott atomfegyverkészlet egymillió hirosimai atombomba erejével ért fel.


A NUKLEÁRIS FEGYVEREK MÛKÖDÉSE

A nukleáris fegyvereket különbözõ szempontok alapján csoportosíthatjuk. Megkülönböztethetjük a nukleáris fegyvereket mûködési mechanizmusuk, valamint alkalmazási módjuk alapján. Mûködési elv szerint – mint már szóltunk róla – megkülönböztetünk fissziós és fúziós bombákat, valamint ezek kombinációit.
A tisztán fissziós bombák energiájukat atommagok hasadásából nyerik: nehéz atommagok (urán vagy plutónium) hasadnak könnyebb elemekké neutronok besugárzása révén, ezek újabb neutronokat hoznak létre, melyek újabb atommagokat bombáznak, láncreakciót eredményezve. Az ilyen elven mûködõ fegyvereket nevezzük közkeletû, ám nem teljesen pontos kifejezéssel atombombának. Ez a legkönnyebben kifejleszthetõ és legyártható típus. A tisztán fissziós bombák mérete és hatóereje azonban korlátozott, mivel minél több a hasadóanyag, annál nehezebb azt a kívánt hatás eléréséhez szükséges állapotban tartani, és annál nehezebb ennek az állapotnak a létrehozása is (ugyanis a hasadóanyag jelentõs része szétrepül, mielõtt a felszabaduló neutronok elhasíthatnák a magokat).
A fúziós bombák az atommagok egyesülésén, fúzióján alapulnak, amikor könynyebb atommagok állnak össze nehezebb elemekké nagy energia felszabadulása mellett. Ezek elnevezése általában hidrogénbomba az alapanyaguk miatt, vagy termonukleáris fegyver, mivel a fúziós folyamatoknál rendkívül magas hõmérséklet kell a láncreakció beindulásához. Minden fúziós bomba esetében nélkülözhetetlen a fisszió, a maghasadás, amely a folyamat beindulásához szükséges energiát szolgáltatja. Jellemzõen a hidrogén izotópjait, elsõsorban a kettõ (2) tömegszámú deutériumot (D2) használják alapanyagként, mert a legnehezebb izotóp, a három (3) tömegszámú trícium (T3) igen instabil atom. Mivel azonban a deutérium tárolása rendkívül bonyolult (csak folyékony állapotban történhet, de ez csak az abszolút nulla fok közelében lehetséges), általában a lítium-deuterid elnevezésû vegyületet használják a fegyver elõállítására. Ez az anyag viszonylag olcsó, de a legnagyobb elõnye, hogy szilárd halmazállapotú.
A tisztán fissziós bombák, illetve a klasszikus kétfázisú bombák mellett léteznek az úgynevezett fúzióval felerõsített fissziós bombák, az ilyen típusú fegyverekben a hatóerõ a tisztán fissziós bombákhoz képest akár meg is kétszerezõdhet (a hatóerõben elérhetõ jelentõs növekedés miatt manapság a legtöbb fissziós bomba fúzióval erõsített változat).9 Ezen bombák méretének növelése során azonban szintén jelentkeznek a tisztán fissziós bombák esetében korábban említett problémák. Ennek kiküszöbölésére fejlesztették ki a háromfokozatú, vagy másképpen háromfázisú implóziós bombákat, amelyek már nem rendelkeznek a fissziós bombák méretét korlátozó problémákkal.


A NEUTRONBOMBA

A termonukleáris fegyverek külön altípusa a neutronbomba, egy olyan, kicsi hatóerejû termonukleáris fegyver, amelynek felrobbantása esetén a fúzió során felszabaduló, nagy energiájú neutronokat nem nyeletik el, nem hasznosítják a bomba belsejében, hanem hagyják elszökni õket. A bomba igazi pusztítóerejét az így létrejövõ intenzív neutronsugárzás okozza. A neutronok ugyanis jóval nagyobb áthatolóképességgel rendelkeznek, mint a többi sugárzás, ráadásul a robbanás közelében a neutronsugárzás jelentõs mennyiségû, rövid idejû másodlagos sugárzást is indukál (így például a páncélos jármûvek acélötvözete 24–48 órára radioaktívvá válik). A neutronbomba kettõs feladatú fegyver: jól alkalmazható az ellenséges robbanótöltetek rombolására, rongálására (tehát tipikus rakétavédelmi, rakétaelhárító feladatokra), másrészt a páncéloserõk ellen is eredményesen bevethetõ. A többi nukleáris fegyvernél a felszabaduló energia mintegy 15%-át adja a neutron- és röntgensugárzás, míg a neutronfegyvernél ez az érték az 50%-ot is elérheti. Egy 1 kilotonnás neutronbomba robbanása azonnali halált okoz a 700 méternél közelebb lévõ T–72-es harckocsi személyzetének. (A T–72-nél modernebb harckocsik esetében már olyan páncélzatot alkal- maznak, amely nem radioaktív uránt tartalmaz a neutronok elnyelése érdekében.) A neutronbomba elõnye, hogy viszonylag kis hatóereje van, ezért bevethetõ a saját csapatok közelében is. További elõnye, hogy a neutronsugárzás az idõ múlásával gyorsan csökken, ezért a fertõzött terület viszonylag rövid idõn belül megközelíthetõvé válik. Alapanyaga a deutérium-trícium keverék, amelynek instabilitása miatt a „gyújtáshoz” egy igen kicsi hatóerejû fissziós töltet is elegendõ, ez utóbbit esetenként – az urán vagy plutónium helyett – kaliforniumból készítik.
Végül, de nem utolsósorban említést érdemel egy olyan fegyver, amelynek segítségével lényegében leradírozható lenne az élet a Föld színérõl, de szerencsére a fegyver egyelõre még csak elméletben létezik, ez pedig a kobaltbomba. Az elképzelés elég egyszerû, a földfelszínt megfelelõen hosszan tartó gammasugárzásnak kell kitenni. Ez elméletben megoldható megfelelõ számú, megfelelõ helyeken felrobbantott, módosított háromfázisú bombákkal. Ezen bombák annyiban különböznének egy klasszikus háromfázisú bombától, hogy a fúziós töltetet borító uránköpeny egy nem hasadó, de a neutronok hatására radioaktívvá váló anyaggal lenne helyettesítve, s erre elméletileg a kobalt volna a legalkalmasabb, amely hosszú idõn keresztül nagy intenzitású radioaktív sugárzást képes kibocsátani. Viszont ez az anyag csak korlátozott mennyiségben áll rendelkezésre.
A nukleáris fegyverek alkalmazási lehetõsége függ egyrészt a hatóerejüktõl, másrészt a robbanásuk magasságától (a magasság változtatásával maximalizálható a lökéshullám, a hõsugárzási vagy a radioaktív hatás).
A nukleáris fegyver robbanása során a maghasadásból származó energia több formában fejti ki hatását: a lökéshullám légnyomása (a különbözõ típusoknál erre megy el a keletkezett energia 40–60%-a); elektromágneses impulzus, a hõsugárzástól kezdve a látható fényen keresztül egészen a röntgensugarakig (40–60%); radioaktív sugárzás, fõként neutron- és gammasugárzás (10–20%).
Az energiamegoszlásból látszik, hogy a nukleáris fegyver a pusztítás mechanizmusát tekintve nem sokban különbözik a klasszikus bombáktól, jelentõs rombolóhatása csak a légnyomásnak és a hõsugárzásnak van, a radioaktív sugárzás a robbanás idõpontjában sok esetben elhanyagolható (késõbb természetesen fontos, sõt kiemelkedõ szerepet játszik). Lényeges különbség jelentkezik viszont a felszabadult energia mennyisége szempontjából. Az atombomba sokkal több energiát szabadít föl sokkal rövidebb idõ alatt, így egy „közönséges” atombomba is 10 kilotonna, azaz tízezer tonna TNT-vel egyenértékû rombolóhatást fejt ki (a hirosimai bomba 15 kilotonnás volt, míg a valóságban kipróbált legnagyobb bomba az 50 megatonnás – 50 Mt vagyis 50 millió tonna TNT – szovjet Cár-bomba volt).
A bomba robbanásakor a hirtelen felszabaduló energia egy része a bomba közvetlen közelében levõ atomok hõenergiájává alakul, a hõmérséklet a több százezer fokot is elérheti. A felhevült és ezért nagy sebességû atomok sugarasan távolodni kezdenek a robbanás központjától, maguk elõtt „tolva” a még hideg levegõt. Így nagyon erõs lökéshullám alakul ki, ami valójában egy klasszikus akusztikus hullám.
Légköri detonáció esetében egy tûzgömb alakul ki, ami tágulni és egyben emelkedni kezd. Ez a tûzgömb egy 1 megatonnás bomba esetében az elsõ ezredmásodperc után 150 m átmérõjû, míg a legnagyobb átmérõje (10 másodperc után) 2200 m. Egy perc után a tûzgömb kihûl és az emelkedés megáll. Így keletkezik a jelleg- zetes gombaforma, ami lehet kicsapódott vízgõz, vagy földfelszíni robbanás esetében por. A tûzgömb hirtelen tágulása nyomán kialakuló lökéshullám eleinte késik a tûzgömbhöz képest, abban a pillanatban azonban, amikor a lökéshullám utoléri a tûzgömböt, a nagy nyomástól a levegõ izzásig melegszik, így egy második villanás is látható. A lökéshullám sebessége is csökken, és egy idõ után megegyezik a hang sebességével. A jelentõs károkat éppen a lökéshullám okozza: az épületek már 0,35 atmoszféra túlnyomásnál is megrongálódnak, márpedig nukleáris robbantás esetén ennél lényegesen nagyobb nyomásértékek alakulnak ki, a lökéshullámot követõ szél a több száz kilométer sebességet is eléri óránként. Így egész városokat le lehet rombolni.
Óriási pusztítóhatása van a hõsugárzásnak: a robbanás epicentrumában az anyagok valósággal elpárolognak, és még több kilométeres távolságban is minden éghetõ anyag meggyullad. Az áldozatok nagy része égési sérüléseket szenved. Ugyanakkor az elektromágneses impulzusnak a látható fény tartományába esõ része vakító felvillanásként jelentkezik, igen gyakran valóban megvakítva az áldozatokat. Igen jelentõs az úgynevezett áthatoló sugárzás, amely fõleg röntgen- és gamma-sugarakból tevõdik össze, illetve a már említett neutronsugárzás, amely a neutronfegyver esetében elsõdleges pusztítótényezõvé lép elõ.
Végül feltétlenül meg kell említenünk az úgynevezett visszamaradó sugárzást, ami lényegében a radioaktív részecskék által gerjesztett, rendkívül hosszú ideig pusztító sugárszennyezés. A robbanás pillanatában jelentkezõ (úgynevezett prompt) sugárzás a töltetben lejátszódó magreakciók eredménye, a visszamaradó sugárzás viszont a robbanás során keletkezett és szétszóródott radioaktív izotópok bomlásának eredménye. Az erõs neutronsugárzás ugyanis aktivizálja, gerjeszti, radioaktívvá teszi a különbözõ anyagokat (elemeket, atomokat) a töltet közvetlen környezetében. Ezek az anyagok (a magnézium, a szilícium, a nátrium stb.) gamma-sugárzás kibocsátása közben tovább bomlanak. A földfelszín egy része elpárolog, a radioaktív részecskék egyrészt a szelek szárnyán nagy távolságokra eljutnak, másrészt az esõ vagy a hó révén kicsapódnak, visszajutnak a Föld felszínére, harmadrészt a sztratoszférába kerülve még hónapok vagy évek múlva is veszélyt jelenthetnek.


ROBBANTÁSI MAGASSÁG

A robbanás magassága alapján megkülönböztetünk légkörben, földfelszínen, víz alatt, valamint magaslégkörben robbanó bombákat. A légköri robbanás magassága kevesebb, mint 30 km, viszont elég magas ahhoz, hogy a tûzgömb ne érje el a földfelszínt. Gyalogság ellen ez a legmegfelelõbb bevetési mód, mivel nagy területen (több négyzetkilométer) égési sérüléseket okoz, és még nagyobb területen okoz szemsérülést. A földfelszíni robbanás esetében a keletkezett tûzgömb hozzáér a földhöz, így a felszabadult energia egy részét a föld nyeli el. Hatása kisebb, mint a légköri robbanás esetében. A magaslégköri robbanás 30 km fölötti. A levegõ ritkasága miatt a röntgensugaraknak sokkal nagyobb a hatótávolságuk (több száz km), így a keletkezett tûzgömb is nagyobb. A légkör nagymértékû ionizálása a telekommunikációs rendszerek (mûholdak, repülõgépek rendszerei) összeomlását idézi elõ. Az elektromágneses impul- zus tönkreteheti a kifinomult elektronikai eszközöket, például a számítógépeket vagy mobiltelefonokat. Egy ilyen robbanás akár egy egész kontinens kommunikációs rendszerét is megbéníthatja. Végül a víz alatti robbantás jellemzõje, hogy nem keletkezik tûzgömb, az energia nagyrészt a környezõ víztömeg felmelegítésére, rengéshullámok keltésére, illetve a különbözõ atomok ionizálására megy el.
Furcsa módon a kísérleti robbantások (atomfegyver-kísérletek) többségét olyan közegben végzik el, ahol éles robbantásra katonai célok elérése érdekében soha nem kerülne sor, éspedig a föld alatt. Ugyanis az 1963-ban megkötött részleges atomcsendegyezmény csak a föld alatti kísérleteket engedélyezte (az egyezményhez csatlakozó államoknak), mivel ezek szennyezték a legkisebb mértékben a környezetet. Minden más közegben a nukleáris kísérletek lényegesen kézzelfoghatóbb módon okoztak környezeti szennyezést. Természetesen a föld alatti robbantások sem maradtak következmények nélkül, a sugárszennyezés elõbb-utóbb utat tört magának, károsította a vízkészleteket, a mélyebb talajrétegeket, majd végül a felszínt is.10
A szakirodalomban olykor olvasni lehet békés célú nukleáris kísérletekrõl vagy robbantásokról. Ez egy nagyon bizonytalan kategória, hiszen minden kísérleti robbantás tapasztalatai hasznosíthatóak a fegyverek elõállítása, korszerûsítése céljából (is). Igazán csak egyetlen robbantásra mondhatjuk több-kevesebb joggal, hogy „békés célú” volt: India 1974-ben végrehajtott egyetlen robbantást, egyidejûleg deklarálva, hogy sem további kísérleteket nem kíván végezni, sem fegyvert nem kíván elõállítani. (Ezt a szándékát 1998-ig meg is tartotta, akkor – a regionális feszültség okán, Pakisztánnal majdnem egy idõben – kísérletsorozatot hajtott végre és atomtölteteket rendszeresített fegyveres erõinél.)
Az idõk folyamán a nukleáris töltetek sok vonatkozásban korszerûsödtek, figyelemre méltóak a technológiai változások: a korabeli, 15-20 kilotonnás atombomba szerkezeti tömege meghaladta az 5 tonnát, ma pedig a manõverezõ robotrepülõre szerelhetõ, 200 kilotonnás töltet tömege kisebb 150 kilogrammnál.
Hatóerõ függvényében a nukleáris fegyverek feloszthatóak harcászati (taktikai), illetve hadászati (stratégiai) fegyverre. A harcászati nukleáris fegyverek általában kisebb hatóerejûek (a legkisebb 0,3 kilotonnástól egészen pár száz kilotonnáig), és a harcmezõn vetik be. Fajtái: tüzérségi lövedékek, tengeralattjárók elleni bombák, klasszikus (gravitációs) bombák, föld-levegõ rakéták (repülõgépek vagy rakéták ellen) továbbá föld-föld rakéták. A hadászati (stratégiai) nukleáris fegyverek nagy erejûek (pár 10 kilotonnától egészen az elméleti 100 megatonnáig). Célpontjaik hadászati objektumok, amelyek kiiktatása megroppantja az ellenség hadviselõ képességét. Ilyenek lehetnek ellenséges városok (amelyeket teljesen meg tud semmisíteni), rakétakilövõ állások (silók), vezérkari vezetési pontok, hadászati jellegû vagy jelentõségû csapatcsoportosítások, ipari központok. Gyakran interkontinentális ballisztikus rakétákra szerelik õket, így növelve a hatótávolságukat több ezer kilométerre. Egy ilyen interkontinentális rakéta vagy egy ballisztikus rakétával felszerelt tengeralattjáró a Földön bármely célpontot meg tud semmisíteni.


HIDEGHÁBORÚS NUKLEÁRIS FEGYVERKEZÉSI VERSENY

A fegyverkezési verseny nem a XX. század és nem a szuperhatalmak találmánya, a jelenséget mégis a hidegháborúhoz kötjük. Természetesen nem alaptalanul, hiszen korábban soha nem látott mértékû fegyverkezés vette kezdetét az Egyesült Államok és a Szovjetunió között, amely a 2. világháború befejezõdésétõl kezdve – változó intenzitással – egészen 1991-ig tartott, s amelyben a nukleáris fegyverkezési verseny játszotta a legmeghatározóbb szerepet. A nukleáris fegyverek segítették elõ ugyanis az erõösszemérés egydimenzióssá válását, és a nukleáris fegyverek jóval azután is megõrizték a Szovjetunió félelmetességének látszatát, hogy az ország végsõ hanyatlásának szakaszába lépett. Ezáltal biztosítottá vált a bipoláris rend fennmaradása, azaz mindkét fél hallgatólagosan elfogadta, hogy abban az „arénában” folytassák az erõösszemérést, ahol a Szovjetunió lépést tud tartani (hiába volt 1962-ben az Egyesült Államok fölénye 17:1 arányú az atomfegyverek terén, Washington számára épp elég elrettentõ volt az az eshetõség, hogy csak néhány nukleáris robbanás történik amerikai földön). Egyes vélekedések szerint a nukleáris fegyverek biztosította atomparitás okolható azért, hogy a hidegháború ilyen sokáig tartott. Ugyanakkor épp a nukleáris fegyverek akadályozták meg a hidegháború forróvá válását. Ugyanis az új háborús technika gátakat emelt az eszkaláció útjába, így azok a válságok, amelyek korábban nagy háborúkat robbantottak ki, a hidegháború idején nem vezethettek hasonló eredményre. A nukleáris fegyverkezésnek tehát ebbõl az aspektusból vizsgálva még elõnye is volt.
A nukleáris fegyverkezési verseny elsõ jelentõs állomásának az amerikai atommonopólium megtörése tekinthetõ az elsõ szovjet atomtöltet 1949-ben történt felrobbantásával. Ezt követõen kezdõdött meg az atomfegyver-rendszerek (töltetek, hordozóeszközök, indító- és kiszolgáló berendezések) számottevõ minõségi fejlesztése. Mindkét fél különös figyelmet fordított az egymás területeinek elérésére alkalmas fegyverrendszerek fejlesztésére. E területen döntõ változást eredményezett a gyakorlatilag korlátlan hatótávolságú ballisztikus rakéták megjelenése az 1950-es években. Az 1960-as évek végére a kezdeti amerikai fölény ellenére kialakult a viszonylagos mennyiségi egyensúly a hordozóeszközök tekintetében. Mindezen tényezõk együttes elemzése alapján a 60-as és 70-es évek fordulójára felismerték a szovjet–amerikai hadászati erõegyensúly legfontosabb tartalmi vonatkozását, a következmények nélküli, „büntetlen” elsõcsapás-mérés lehetetlenségét. Hiszen ekkorra technikailag mindkét fél képes volt tömeges, meglepetésszerû, váratlan elsõ csapást mérni a másikra, a megtámadott azonban a csapáskiváltás pillanatában értesülhetett a támadásról, és védekezni ugyan már nem tudhatott, de arra elég idõ állt a rendelkezésére, hogy ellencsapást mérjen a támadó félre – annak hasonló mértékû kárt okozva.
Az amerikai és a szovjet vezetés fokozatosan megkérdõjelezte azt az abszurd szemléletet, hogy a biztonság a kölcsönös sebezhetõség fenntartásán nyugszik, s mérhetetlen erõforrásokat kell fordítani olyan fegyverkategóriák fejlesztésére, amelyek bevetésére soha nem kerülhet sor. Ennek elõzményei azonban jóval korábbra nyúlnak vissza (az Egyesült Államok és a Szovjetunió leszerelési fõmegbízottjai már 1963- ban emlékiratot írtak alá, amely a Fehér Ház és a Kreml közötti távközlési kapcsolat létesítésérõl szólt, így megteremtve a lehetõségét a békét veszélyeztetõ rendkívüli helyzetben az azonnali információcserének).
A fegyverkezési verseny erõsödésével világszerte fokozatosan erõsödött a nemzetközi együttmûködés és érintkezés szükségességének felismerése. Mindehhez szükség volt egyfajta nemzetközi rendszer és keretrendszer biztosítására, s ebben a vonatkozásban központi szerepet kapott az ENSZ, amely kezdettõl fogva a nemzetközi béke és biztonság szolgálatába állította a fegyverkezés szabályozásának és a leszerelésnek az eszméjét.
Végül – mintegy illusztrációként – vessünk egy pillantást a nukleáris katonai képesség elérésének vagy birtoklásának idõ-diagrammájára:


Ebbõl a tekintélyes és tanulságos névsorból az elsõ öt állam tartozik a klasszikus atomhatalmak sorába, az úgynevezett atomklubba.11 Sajátos módon ez az öt állam egyidejûleg az ENSZ Biztonsági Tanácsának állandó, vétójoggal rendelkezõ tagja.

GALAMBOS VIKTOR–NAGY LÁSZLÓ

1 A tömegszám az atommagot alkotó nukleonok (protonok és neutronok) együttes mennyisége.

2 Nem igazán spontán maghasadásról van szó, mert a jelenség csak akkor következik be, ha az urán atommagja befog egy „kószáló” neutront. Ezt mesterségesen elõ lehet segíteni például urán neutronokkal történõ „bombázásával”.

3 Éppen ezért vált ki aggodalmat az iráni vezetés ragaszkodása az urándúsításhoz, amelyet békés célúnak állítanak be, de amelytõl már csak egy kis lépés a fegyver elõállítása.

4 Az erõmûvek esetében egyértelmû szinonimaként szerepelnek a „nukleáris” és az „atom-” jelzõk.

5 A plutónium (az urán mellett) a nukleáris fegyverek másik tipikus alapanyaga, amely azonban a természetben nem fordul elõ, csak az uránmag hasításának melléktermékeként keletkezik. Észak-Korea olyan atomerõmûvet mûködtet, amely plutónium termelésére alkalmas. Egyébként a Nagaszakira ledobott bomba plutóniumbomba volt.

6 Szubkritikus tömegû a hasadóanyag, ha csak akkora a mennyisége, hogy a láncreakció még nem indulhat be.

7 A nukleáris töltetek hatóerejét annak egyenértékében szokás megadni, hogy hány ezer vagy millió tonna TNT felrobbantásával lenne elérhetõ ugyanakkora hatóerõ (kilotonna, illetve megatonna). A szövegben szereplõ töltet tehát mintegy tízezer tonna TNT-vel egyenértékû.

8 A deutérium és a trícium a hidrogén nehézizotópjai, kettes, illetve hármas tömegszámmal, tehát a hidrogénbomba elnevezés helytálló.

9 A jelenség azzal magyarázható, hogy a fissziós töltetek hatásfoka, bármilyen meglepõ, nem haladja meg a 20%-ot, vagyis az urán vagy a plutónium legfeljebb ötöde vesz részt a maghasadásban, a többi atom a robbanás folyamán szétrepül, mielõtt egy neutron hasíthatná. Ha a töltet közepébe kis mennyiségû deutériumot vagy tríciumot helyezünk, a mini-termonukleáris töltet fúziója során pótlólagos neutronsugárzás keletkezik, amely javítja a hasadást elszenvedõ radioaktív atommagok arányát.

10 A volt szovjet kísérleti telep, Szemipalatyinszk térségében például a lakosság körében lényegesen magasabb a különféle daganatos megbetegedések száma, mint az oroszországi átlag.

11 Az 1968-ban született atomsorompó-szerzõdés szerint azok az államok tartoznak hivatalosan az atomklubba, amelyek 1967 elõtt érték el az atomhatalmi státuszt.