Tuumapomm
Tuumapomm ehk aatomipomm (ka: aatompomm) on suure plahvatusjõuga lõhkekeha, kus energia vabaneb raskete aatomituumade lõhustumisel. Lisaks tavalisetele tuumapommidele on olemas termotuumapommid (ehk vesinikupommid), neutronpommid ja kombineeritud tuumarelvad.
Termotuumapommis kasutatakse tuumalõhustumisel tekkivat energiat termotuumareaktsiooni süütamiseks. Neutronpommi puhul on tegemist väikese lõhkejõuga kombineeritud tuumapommiga, mille puhul ei kasutata neutronpeeglit, vaid pommi eesmärk ongi võimalikult suure hulga neutronite vabastamine, et tekiks surmav neutronkiirgus. Kombineeritud tuumarelvade puhul võimendatakse termotuumareaktsiooni energiat tuumalõhustumisega, mille käivitamiseks kasutatakse termotuumareaktsioonil tekkinud kiireid neutroneid (kiirete neutronitega on võimalik lõhustada ahelreaktsiooni mittetekitavaid tuumakütuseid).
Ahelreaktsiooniks sobivaid aatomituumi pole just palju. Tuumapommi materjalinaon kasutusel tavaliselt uraan-235 või plutoonium-239, seda eelkõige suure tiheduse tõttu, mis võimaldab olulist purustusjõudu massi kohta.
Tuumapommis olevat tuumkütust peab olema rohkem kui vastav kriitiline mass, et ahelreaktsiooni tekkimine saaks võimalikuks. Kriitiline mass ei ole tegelikult seotud tuumapommi tuumkütuse massiga, vaid määrab ära kütuse koguse, mis oleks piisav, et tuumalõhustumisel tekkivad neutronid algataks uue tuuma-lõhustumise reaktsiooni. Kui mass on kriitilisest massist väiksem, siis ei ole võimalik ahelreaktsiooni tekitada, sest paljud neutronid lahkuvad materjalist ilma järgmist lõhustusmist tekitamata. Tuumkütuse kriitilist massi on võimalik alandada näiteks tuumkütusest välja kiiratud neutronite tagasipeegeldamisega või siis tuumkütuse tihendamisega. Mõlemad suurendavad tõesnäosust, et lõhustusmise tulemusena vabanenud neutronid tabavad mõnda tuumkütuse tuuma ja põhjustavad järgmise lõhustumise.
Tuumapommi valmistamine tundub lihtne, sest ahelreaktsiooni käivitamiseks tuleb kokku saada teatav minimaalne kogus ehk kriitiline mass ainet. Omades seda vajalikul hulgal, tuleb tuumapommi osad hoida teineteisest lahus, kusjuures kummagi tüki mass peab olema kriitilisest väiksem. Kui need siis vajalikul hetkel kokku viia, tekibki plahvatuslik ahelreaktsioon.
Näiteks uraan-235 sisaldavates tuumapommides kasutatakse ahelreaktsiooni algatamiseks tavalõhkeainega tekitatud plahvatust, mis põhjustaks kahe uraanist poolkera liikumise kokku. Mõlema poolkera mass on kriitilisest massist väiksem, nende kahe poolkera mass kokku on aga üle kriitilise massi. Plutooniumi korral ei saa aga sama moodust rakendada, sest seal käivitub reaktsioon juba teise plutooniumitüki liikumise käigus, mistõttu osa plutooniumist saastub, enne kui õige ahelreaktsioon jõuab käivituda. Seepärast mõeldi plutooniumi jaoks välja teine ja hoopis tõhusam võimalus – sissepoole suunatud plahvatus. See on kasulik ka tuumaaine kokkuhoiu mõttes, sest tuumaaine kokkusurumisel selle tihedus suureneb, mistõttu plahvatuseks vajalik kriitiline mass väheneb. Tänapäeval kasutatakse tuumade lõhustumisel töötavates pommides peaaegu eranditult viimast meetodit.
Uraani isotoopi U-235 on looduslikus uraanis ülimalt vähe – keskmiselt ainult üks aatom 140 uraani isotoobi U-238 kohta. Kergema isotoobi eraldamine on aga ülimalt kallis ja keeruline. Esimese uraanipommi tegemiseks vajaliku, umbes 25 kilogrammi uraani eraldamine võttis aega ligi kolm aastat. Kui tuumareaktori saab põhimõtteliselt tööle panna ka looduslikul uraanil, kus lõhustuvat isotoopi on ainult 0,7 protsenti, siis pommiuraanis peab U-235 osa olema üle 90 protsendi. Teine oluline tuumamaterjal on plutooniumi isotoop Pu-239, mida aga looduses ei leidu ja mida saab toota ainult tuumareaktoris. Nii pandi ka USA-s tuumarelva väljatöötamise ehk nn Manhattani projekti raames 1942. aastal tööle salajane tuumareaktor, mis hakkas valmistama pommiplutooniumi.