Tuumapommi plahvatus

Tuumapommide katsetusi on viidud läbi erinevates keskkondades –  veealuseid, maa-aluseid, atmosfääris ja avakosmoses. Kui tuumarelvi katsetatakse maapinna kohal, paisatakse atmosfääri ülakihtidesse erinevaid radionukliide alates vesinik-3st kuni plutoonium-241ni. Sealt liiguvad radionukliidid aeglaselt atmosfääri alakihtidesse ja edasi maapinnale. Pea 2/3 katsetuste tulemusena tekkinud saagisest langes põhjapoolkerale. Viimane on tingitud sellest, et enamik katsetusi viidi läbi ekvaatorist põhja pool ning kahe poolkera vaheline atmosfäärivahetus on väike.

Kui tuumapommi plahvatus viiakse läbi umbes 600 meetri  kõrgusel maapinnast, siis vabaneb suurel hulgal energiat ning sekundi murdosa jooksul aurustub plahvatusega kaasneva soojuse tõttu pea kõik, mis leidub ümbruskonnas. Aurustuda võivad nii lõhustumisproduktid, kasutamata jäänud kütus kui ka muud pommi osad, lühidalt - kõik, mis juhtub läheduses asuma. Kõik tõmmatakse tulepalli, mis suureneb ja tõuseb kiiresti. Tulekera raadius on umbes 300 meetrit. Kui see tulepall aga jahtub, algab kondensatsioon ning selle tagajärjel moodustub seenekujuline pilv, mis sisaldav väikeseid tahkeid osakesi ja ka veepiisku. Pommi võimusus ja meteoroloogilised tingimused määravad ära selle, kui kõrgele pilve tõuseb. 1 megatonnise võimsusega pomm võib põhjustada pilve tõusu kuni 40 km kõrgusele. 0,016 sekundit pärast esimese tuumapommi Trinity plahvatust nägi tulepall välja järgmine (ees oleval äärel on näha puude kujutused).

Tulepall 0,016 sekundit pärast esimese tuumapommi Trinity plahvatust. Ees oleval äärel on näha puude kujutused (Wikipedia)

Tuumakatsetustega kaasnev lööklaine on väga suure hävitusjõuga. See lööklaine liigub 10 sekundi jooksul enam kui 3 kilomeetrit edasi ning hävitab pea kõik teele jääva. Sageli on tuumakatsetusega kaasneva lööklaine ja kõrgete temperatuuridega seotud kahjustused palju tõsisemad, kui otseselt ioniseeriva kiirguse poolt põhjustatavad kahjustused. Jaapanis hinnati Hiroshima ja Nagasaki puhul, et umbes 5-15% ohvritest põhjustas ioniseeriv kiirgus. Ülejäänud ohvrid olid tingitud eelkõige tule- ja lööklainest.

Aatompommi tekitatud "tuumaseen" Nagasaki kohal 9. augustil 1945 tõusis plahvatuse hüpotsentrist 18 km kõrgusele (Wikipedia)

Tuumakatsetustest põhjustatud sadenemist võib iseloomustada kui kohalikku või ülemaailmset. Viimase määratleb peamiselt see, kui kõrgel maapinnast pomm lõhkes ja kas pilv ulatus maapinnale või mitte. Kui tulepall puutub maapinda, siis haarab ta endaga kaasa suurel hulgal pinnast ja tekitatud vaakumi tõttu ka muid asju. See aga põhjustab suurte osakeste tekkimise, mis sadenevad kiiresti lähimas ümbruses. Sadenemise puhul mängib suurt rolli ka tuule suund, kuid kohaliku sadenemise korral jõuavad saasteosakesed maapinnale 24 tunni jooksul peale plahvatust.

Kui tulepall aga ei puuduta maapinda, siis jäävad osakesed atmosfääri ja sadestuvad maapinnale suure hilinemisega, sellisel juhul on tegemist ülemaailmse sadenemisega. Suurema võimsusega pommide korral võib osa tuumakatsetuste ajal moodustunud radionukliididest kanduda stratosfääri (10-20 km kõrgusele) ning saaste võib tiirelda mitmeid kordi ümber maakera, maapinnale tagasi sadenemine võib alata isegi alles 5 aastat hiljem.

Maailmas on praegu inimesele olulise kiirituse seisukohalt tähtsaimad katsetuste käigus tekkinud radionukliidid süsinik-14, strontsium-90 ja tseesium-137. Nende väikesed kogused satuvad kehasse toidu ja joogiga. Kuna neid radionukliide on sadenenud ka pinnasele, kust osaliselt on nad liikunud pinnasesse, siis nende radionukliidide jääkaktiivsus põhjustab samuti inimesele mõningat kiirgust.

Kuna kahe erineva Maa poolkera vahel on atmosfäärivahetus väike, siis sadestub valdav osa radionukliide samal poolkeral, kus ta tekib. Võttes arvesse, et enamus tuumakatsetustest atmosfääris viidi läbi põhjapoolkeral, siis on olnud sadenemine seal ka suurem kui lõunapoolkeral.