Atoombom

De Atoombom Inleiding: In 1945 werd de atoombom voor het eerst gebruikt en daarmee werd het atoomtijdperk ingeluid. Maar wat gebeurt er eigenlijk bij een ontploffing welke reacties ontstaan. En welke gevolgen heeft dat voor de omgeving? En welke reacties volgen er in de ontploffing? Wat gebeurt er met een atoom reactie? Zoals iedereen al weet bestaat alles op aarde uit atomen. Deze atomen worden in groepen geplaatst (moleculen) zodat ze bepaalde stoffen vormen. (bijv. een waterstof-molecuul bestaat uit 2 waterstof en 1 zuurstof atoom) Een atoom bestaat altijd uit drie delen: protonen, elektronen en neutronen. De protonen zijn positief geladen, de elektronen negatief en de neutronen die zijn neutraal (geen lading dus) zoals je ook al weet bij magneten trekt negatief, positief aan. En stoten twee positieve of twee negatieve onderdelen elkaar af. Bij een atoom hebben deze protonen, elektronen en neutronen een vaste plaats: de protonen en de neutronen zitten in een groepje van 2 x 2 binnenin de kern en daarom heen cirkelen de 2 elektronen. De twee neutronen in het midden zijn eigenlijk een soort lijm om de twee protonen bij elkaar te houden. Als die weg zouden zijn zouden de twee protonen allebei natuurlijk snel uit elkaar gaan omdat ze elkaar afstoten. Voor de rest zijn er voor een stabiele atoom natuurlijk even veel elektronen als protonen nodig anders zou het niet meer in evenwicht zijn. Maar wat zijn stabiele en wat zijn instabiele atomen? Waterstof atoom 1 (één proton, één elektron) Waterstof atoom 2 (één proton, één elektron, één neutron) Waterstof atoom 3 (één proton, één elektron en twee neutronen) Waterstof 3 is nu een instabiele atoom, er zijn dan drie mogelijkheden namelijk: Alfa verval, Beta verval en Kernsplijting ik ga nu dan wat dieper in op de kernsplijting. Bij kernsplitsing splitst de kern van de atoom zich zodat er twee nieuwe lichtere atomen ontstaan.En behalve dat die ontstaan schieten er ook vaak nog neutronen weg die dan weer andere atomen instabiel maken. En de wegschietende neutronen vormen de basis van de atoombom. Bij dit verval van atomen is het vaak zo dat er een grote hoeveelheid energie ontstaat en daardoor is de atoom erg instabiel. Die energie word dan uitgestraald en dat is de bekende radioactieve straling. Een voorbeeld van een zeer instabiele stof is bijv. de Uranium – 236 isotoop. Deze stof word ook gebruikt in een atoombom als je bij de stabiele Uranium – 235 isotoop een extra neutron toevoegt wordt hij de instabiele Uranium – 236 isotoop. Het is erg belangrijk dat dit een snelle ketting reactie is, want als dat niet zo is gaat het heel geleidelijk en is het effect van een ontploffing weg. Nadat er een atoombom is ontploft blijft er ook nog straling in de omgeving, dat komt doordat de omgeving de straling uit de atoombom heeft opgenomen en zo ook radioactief is geworden en omdat er misschien nog gedeelten niet-vervallen stukjes Uranium door de lucht zweven. De belangrijkste stralingsbron van na de ontploffing van een atoombom zijn: de twee nieuwe atomen die voortkwamen uit het oude U-236. Ze kunnen een radioactieve isotoop zijn geworden, maar meestal bevatten ze na de splijting alleen nog maar een enorm veel energie, wat ze tot honderden jaren lang blijven uitstralen. Om te laten zien hoeveel kracht er bij zo’n atoom ontploffing vrijkomt, stel je voor dat je een tennisbal vol met Uranium hebt en je laat daarbij een oncontroleerbare reactie ontstaan is die gelijk aan een ontploffing van een vat met daarin 4.900.000 miljoen liter olie !!!
Wat gebeurt er dan precies in zo’n atoombom Op het moment dat de bom word los gelaten worden door een ontploffing van het kruit de twee nog stabiele massa’s uranium tegen elkaar gestoten waardoor de 2 stabiele massa’s veranderen in 1 instabiele massa en komt de ketting reactie opgang. Om nogmaals even kort te vertellen wat er gebeurt: één neutron word in een stabiele Uranium –235 atoom geschoten waardoor de instabiele Uranium – 236 atoom ontstaat die dan daarop ontploft, daarna scheiden zich twee losse atomen zich af en 3/4 nieuwe neutronen die dan daarop weer naar andere atomen geschoten worden. Einstein heeft ook nog een formule gevonden om de kracht te berekenen van de energie door te kijken naar het massa verschil voor en na de ontploffing, namelijk: E = mc2 Dit komt er grofweg op neer dat bij de splijting van 1 kilogram 236U ongeveer 90 x 1015 J vrij komt. Dat is voldoende energie om heel Nederland voor zes á zeven dagen te voorzien van energie. Dus eigenlijk zou kernsplijting ook een hele milieu vriendelijke manier van energie opwekken zijn als we in staat zouden zijn om de instabiele atomen weer stabiel te maken. 1,8 seconden na de ontploffing Er ontstaat een extreem warme en oogverblindende vuurbal. Deze vuurbal is feller dan de zon en deze zal zoveel hitte afgeven, dat er in de verre omtrek grote branden zullen ontstaan. De warmte bij de vuurbal is ongeveer 1 miljoen graden Celsius, de temperatuur neemt af naarmate de afstand van de vuurbal groter wordt. Maar op één kilometer afstand kan de temperatuur nog meer dan 2000 graden Celsius zijn. Tijdens de explosie ontstaat er een vernietigende schokgolf, die vlakbij de ontploffing snelheden van 1000 km/u kan halen. Na 1,8 seconden is de schokgolf al meer dan een kilometer van het middelpunt verwijderd. Rondom de vuurbal ontstaat een hoge radioactieve straling, waar je aan dood gaat als je er te lang aan blootgesteld wordt. Na 4,6 seconden De schokgolf knalt op de grond en kaatst terug. De terugkaatsende schokgolf vormt samen met de oorspronkelijke schokgolf een allesvernietigende storm. Deze storm blaast alles omver wat hij tegenkomt, dus ook huizen en gebouwen. Na 11 seconden De schokgolf is in een cirkel al ongeveer 5 kilometer verwijderd van de oorspronkelijke plaats van de ontploffing. Achter de schokgolf waait een wind met een snelheid van bijna 400 km/u. Na 37 seconden Doordat alles met de schokgolf meewaait, wordt alle lucht weggezogen. De vuurbal is nu minder fel geworden en is niet meer oogverblindend. Door de nog altijd enorme hitte van de vuurbal stijgt deze naar grote hoogte. Geholpen door de schokgolf die ook naar boven toe gaat ontstaat in het spoor van de vuurbal een zuil van opstijgend gruis, puin en stof. Zo ontstaat de steel van de bekende “paddenstoel”. Ook in en rondom de paddestoel waaien enorme winden (nawinden) met sterke snelheden. In de top van de paddenstoel ontstaat een gasvormig overblijfsel. 110 seconden na de ontploffing De vuurbal heeft een afstand van 11 kilometer bereikt en begint af te koelen. De paddenstoel zal breder worden en de beruchte grote paddenstoel zal ontstaan. In de “paddenstoel” zitten radioactieve deeltjes die over de gehele omgeving zullen neervallen en hun vernietigende werk zullen doen. Dit wordt ook wel de “fall-out” genoemd. Dit is radioactieve regen die in dikke, zwarte druppels naar beneden komt en verspreid wordt over vele vierkante kilometers. Hierin zitten ook nog steeds grote hoeveelheden straling en dit zal alles besmetten wat er op zijn pad komt. De schokgolf drukt alle wolken in nabijheid van de paddenstoel gewoon weg, dit komt door de gigantische snelheden die om de paddenstoel heen draaien. In het wolkendek ontstaat een cirkelvormig gat dat steeds groter zal worden. De gevolgen van deze enorme explosie zullen extreem zijn: Arnhem is verdwenen evenals enkele plaatsten er omheen. De stad en en dorpen zouden volledig met de grond gelijkgemaakt zijn. Alleen een paar zeer sterke gebouwen zouden het overleefd kunnen hebben.
Een paar dagen na de explosie De straling die is vrijgekomen bij de explosie zal dagen, weken, maanden en jaren later nog veel schade aanrichten. De straling die vrijkomt bestaat uit vier verschillende soorten straling. Er zitten alfa- en bètastraling in, deze straling is alleen schadelijk als je het binnen krijgt. Dit kan bijvoorbeeld door middel van lucht, eten of drinken. Er is ook nog gamma- en neutronenstraling. Deze straling is erg gevaarlijk voor elk levend organisme. Je kunt je hier amper voor beschermen. Het zou alleen kunnen met behulp van een meters dikke laag aarde, beton of water. Als je tijdens de bomexplosie direct aan grote hoeveelheden straling wordt blootgesteld, sterf je waarschijnlijk binnen een paar uur. Mensen en dieren die met een mindere hoeveelheid straling te maken krijgen, hebben een grote kans om “stralingsziekte” op te lopen. Deze ziekte is op den duur voor een groot aantal mensen ook dodelijk. Deze ziekte verloopt in drie stadia: Eerste stadium: Dit is een onmiddellijke reactie op de hoeveelheid straling waaraan men is blootgesteld. Dit stadium is ook gelijk dodelijk voor een groot aantal mensen, dat de explosie ternauwernood overleefd hebben en/of die zich in een erg kleine afstand van de explosie bevonden. Ongeveer 95% van deze mensen zal snel sterven. Vele duizenden op een wat grotere afstand zullen in dit stadium ook sterven. Mensen die niet in dit stadium dood gingen hadden last van misselijkheid, hoofdpijn, diarree of koorts. Tweede stadium: Dit stadium begint ongeveer 10 tot 15 dagen na de explosie. Dit geld alleen voor de mensen die het eerste stadium overleefd hebben. Een goed kenmerk hiervan is haaruitval. Verder krijgt men last van diaree en erge koorts. 25 tot 30 dagen na de explosie krijgt men afwijkingen in het bloed. Dit proces kenmerkt zich in bloedend tandvlees, sterke daling van witte bloedlichaampjes wat een slechte genezing van wonden en grote kans op infecties geeft. Als men dit overleeft treedt er aan het eind van het tweede stadium bloedarmoede op. Derde stadium: Dit is een compensatieregeling van het lichaam op de wonden van de explosie. Het witte bloedlichaampjesgehalte steeg bijvoorbeeld ver boven de normale waarden en er kwam een dikke laag littekenweefsel op de brandwonden. Het leek erop dat mensen na dit stadium niet meer dood konden gaan, maar dat gebeurde toch wel. Ze stierven alsnog aan de infecties die ze hadden opgelopen. Er overleefde maar een klein percentage van diegenen die de stralingsziekte hadden. Behandeling van deze ziekte is mogelijk met leverextract, vitamines en bloedtransfusies. De explosie van de atoombom zal al direct ongeveer honderdduizend mensen het leven kosten en door verwondingen of de stralingsziekte zullen nog eens ongeveer honderdduizend mensen later sterven. Hierna komen er ook nog veel slachtoffers bij die het wel overleven maar die het wel overleven en die nooit meer een normaal leven zullen leiden. Want zij zullen misschien in de toekomst te maken krijgen met verminkte of geestelijk gehandicapte baby’s of onvruchtbaarheid. Nawoord: Als laatste wil ik dan afsluiten met een nawoord, waarin ik wil vermelden dat ik hoop dat deze technologie nooit meer zal worden gebruikt, want als dat wel zou gebeuren zouden hele delen zoniet de hele wereld in een onbewoonbare hel veranderen aangezien hele eco-systemen verwoest zouden worden.