Nr. 1/2006


Sõjatehnika
TUUMAPOMM

16. juuli 1945, mil USA-s New Mexico osariigi kõrbes katsetati esimest tuumapommi, jääb ajalukku ühe süngema päevana. Inimene oli loonud relva, mille kasutamine võib lõpetada tema eksistentsi.

Tuumarelvastuse vähendamise lepetele vaatamata on maailma tuumarelvaarsenal ikka veel sedavõrd suur, et ohustab Maa tulevikku. Ja mis veel hullem – järjest tuleb juurde riike, kes on loonud oma tuumarelva.

Pommiuraan

Tuumarelva hakati looma Teise maailmasõja ajal USA-s, kuhu oli emigreerunud suur osa maailma tippfüüsikuid. Tuumaenergia, samuti põhimõtteline võimalus tekitada tuumade lõhustumisel plahvatuslik ahelreaktsioon, avastati alles vahetult enne sõda. Selgus ka, et selleks sobivaid aatomituumi pole just palju. Üks nendest on uraani isotoop U-235, mida aga looduslikus uraanis on 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 tootmine 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 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.


Plutooniumipomm

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. Nii tehti esimeses uraanipommis.

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.

Esmakordselt katsetati uudset, sissepoole suunatud plahvatusega plutooniumipommi 16. juulil 1945. Kahjuks leidis tuumapomm ka sõjalist rakendust, olgugi et selleks praktilist vajadust enam ei olnud. 6. augustil 1945 visati Hiroshimale uraanipomm Little Boy (väike poiss) ja kolm päeva hiljem Nagasakile plutooniumipomm Fat Man (paks mees). Mõlema võimsus oli ligikaudu 20 kilotonni.


Vesinikupomm

Tuumade lõhustumisel rajaneva pommi võimsust ei saa eriti suurendada, sest raske ja ka ohtlik on hoida pommis tuumamaterjali, mille üldkogus ületab kriitilise. Ka pommi lõhkejõud on väike, sest enne ahelreaktsiooni lõppemist paiskub selles olev tuumaaines laiali. Esimestel pommidel kulus plahvatuseks ainult alla kahe protsendi võimalikust koguenergiast. Seetõttu hakati kohe pärast esimeste taoliste lõhkekehade valmistamist konstrueerima tuumapomme, mis töötaksid kergete tuumade ühinemisel ja mis võimaldaksid plahvatusel vabanevat energiat oluliselt suurendada. Tuumade ühinemis- ehk sünteesireaktsiooni saamiseks on aga vaja ülikõrgeid temperatuure – kümme kuni sada miljonit kraadi, ning suurt aine kontsentratsiooni. Selle ülikõrge temperatuuri tõttu nimetatakse vastavaid tuumareaktsioone termotuumareaktsioonideks. Nagu teada, tekib ka Päikese ja teiste tähtede energia nende sisemuses kulgevate termotuumareaktsioonide tõttu.

Termotuuma- ehk vesinikupommi loomine võttis palju aega. Esimene niisugune lõhati 1. novembril 1952. Pommi teine nimetus tuleneb sellest, et tuumaainena kasutatakse selles vesiniku isotoope või vesiniku isotoope ja liitiumi. Termotuumapommi idee töötasid välja Ungari päritolu USA füüsik Edward Teller ja Poola päritolu matemaatik Stanislaw Ulam.


Võidu pommidega

Pärast Teist maailmasõda algas USA ja N Liidu võidurelvastumine. Kui algul oli USA tuumarelva loomisel ees, siis varsti oli tuumarelv ka Venemaal. Asi kulges traditsioonilist teed pidi – pommi tööpõhimõtted “said” venelased sealt, kus need olid loodud: Manhattani projektis töötanud Saksa füüsik Klaus Fuchs oli too teadlane, kelle kaudu ameeriklaste teave jõudis venelaste kätte. See kiirendas tuumapommi loomist märgatavalt, ning juba 1949. aastal katsetas N Liit esimest tuumapommi.

Vesinikupommiga nii libedalt ei läinud, sest ajal, mil ameeriklaste pommiteave ärandati, ei olnud nad vesinikupommi jaoks veel õiget töömehhanismi leidnud ja see, mis venelaste kätte sattus, ei töötanud. Ameeriklased jõudsid termotuumapommini alles 1952 ja venelased aasta hiljem. Olgu lisatud, et 1950. aastate alguses korraldati N Liidus ka tuumapommi lõhkamisega sõjaline õppus. Kui palju selles osalenud sõjaväelasi kiiritusse suri, pole seni avaldatud. Küll aga elab Eestis veel kaks meest, kes on sellel õppusel osalenud.

Tänapäeva tuumaarsenal on mitmekesine, alates väikestest, umbes kilotonnistest pommidest, mida saab lasta ka kahurist, kuni mitmekümne megatonnisteni, mida kasutatakse kontinentidevaheliste ballistiliste rakettide lõhkepeadena, ning mis on ka tuumaallveelaevade relvastuses. Tuumapomme kannavad suured strateegilised pommitajad, neid võib sihtkohta toimetada väiksemate rakettide ja tiibrakettidega. Kui varem varustati ballistilised raketid ühe võimsa lõhkepeaga, siis hiljem on leitud, et kasulikum on näiteks kahe megatonnise lõhkepea asemel paigutada raketti kümme 200-kilotonnist lõhkepead, varustades need omakorda juhtimisseadeldisega, mis võimaldab neid suunata eraldi sihtmärkidele.


Sõjata tuumasõda

Mõne aja vältel arendati aktiivselt ka neutronipommi. Tugeva neutronkiirguse eeliseks on asjaolu, et see hävitab elavjõu, jättes muu terveks. Paraku ei täitnud neutronipomm ootusi. Neutronkiirgusest saadav lisaefekt pole vaatamata sellele, et kiirgus levib pommi tekitatud kahjustustest kaugemale, siiski eriti arvestatav. Pealegi on elavjõu kaitsmine neutronkiirguse eest suhteliselt lihtne. Seetõttu neutronpomme enam ei arendata ja nad on relvastusest välja jäetud.

Tuumarelva on arendatud ja katsetatud aastakümneid, ja nii võib öelda, et maha on peetud päris korralik “tuumasõda”. Seni läbi viidud tuumakatsetuste arv küündib kahe tuhandeni. Oleks need pommid lõhatud lühikese aja jooksul, oleks sellel olnud katastroofilised tagajärjed.

Kui suurriigid USA ja Venemaa vähendavad pidevalt oma tuumaarsenali, muutes pommiuraani ja -plutooniumi taas väherikastatud reaktorikütuseks, tekib kahjuks juurde uusi riike, näiteks Pakistan ja India, kes oma tuumaprogramme arendavad ja on jõudnud ka tuumapommi loomiseni. Tuumarelva sattumine terroristide kätte pole samuti välistatud. Seega on selle kasutamine ja tuumasõja oht reaalselt olemas. Samuti näeb näiteks Venemaa sõjaline doktriin ette võimalust “tulistada” tuumarelvast. Ainuke takistus, mis paneb kõiki võimalikke alustajaid mõtlema, on asjaolu, et tuumasõjas ei ole võitjaid.



REIN-KARL LOIDE (1942) on Tallinna Tehnikaülikooli professor, füüsika-matemaatikadoktor.



Rein-Karl Loide