Aatomiku vägiteod

Foto:Wikimedia Commons

Vanem põlvkond ehk mäletab veel Vladimir Beekmani 1959. aastal ilmunud raamatukest „Aatomik“, mis sai hiljem kaks järge ja mille alusel Elbert Tuganov kaks lustakat nukufilmi tegi. Kuidas Aatomik heategusid tegi ja kuidas kurjad sõjardid ta pommi sisse vangistasid. Nagu eelmise numbri suurte paukude loos lubasime, teemegi nüüd juttu Aatomiku sünnist ja tema tegudest.

Inimteadmiste varaseimatest aegadest peale teame alkeemikutest, kelle üheks suureks sihiks oli ühtede elementide muundamine teiseks, ja peamiselt toona kõige kallimaks – kullaks. Kuid nii lihtne see polnud ja ajalugu tunneb siin vaid suuri ebaõnnestumiste jadasid. Tõelised alkeemikud alustasid alles radioaktiivsuse avastamisega, milles toimub reaalselt ühe keemilise elemendi muundumine teiseks nii, et muutub elementi iseloomustavate prootonite arv aatomituumas. Alusepanijaks oli siin Prantsuse teadlane Henri Becquerel, kes leidis 1896. aastal fosforestseeruvaid materjale uurides, et osad neist suutsid end „jäädvustada“ isegi paksult musta paberisse mähitud fotoplaadile. Algul pidas Becquerel seda aasta varem Wilhelm Röntgeni poolt avastatud katoodkiirte ehk röntgenkiirte teeneks, kuid hiljem leiti, et nähtusel pole mingit seost fosforestsentsiga. Mõned mittehelenduvad uraaniühendid ja isegi metalne uraan said enda pildistamise tembuga vägagi hästi hakkama.
Temaga koos nähtust uurima hakanud teadlased, sh Ernest Rutherford, abielupaar Curie’d jt aitasid siin selgust tuua ning Rutherford oli esimene, kes sai aru, et toimub raskete aatomituumade lagunemise protsess, mille käigus eraldub alfa-, beeta- ja gammakiirgust. Tuvastati, et alfakiirgus kujutab endast heeliumi aatomituumade voogu, beetakiirgus elektronide voogu ning gammakiirgus on suure energiaga (kõrgema kui röntgenkiirgusel) elektromagnetlainete voog. Laenguta tuumaosake, nukleon ehk neutron avastati alles 1932. aastal kuulsate tuumafüüsikute Enrico Fermi ja James Chadwicki poolt. Rutherford avastas samal aastal, et pommitades liitiumi aatomeid kiirendis prootonite vooga, saab neid n-ö jaotada, kusjuures massikaona vabanev energia vastas kuulsale valemile E=mc2. Kuid ei tema ega kaks suurkuju siin vallas – Niels Bohr ja Albert Einstein – ei pidanud kuidagi võimalikuks lähimas tulevikus selle energia kasutusele võttu.
Kuid tuumauuringud olid kuum teema ja said uue hoo sisse hoopiski Saksamaal, kus eesotsas Otto Hahni ja Fritz Strassmaniga uuriti põhjalikult uraani pommitamist neutronitega. Nad avastasid, et kui muidu muundub energiaks vaid pisike ainemass, siis neutronilt obaduse saanud uraani tuumad jagunesid kaheks enamvähem võrdse massiga aatomituumaks, kusjuures vabanes märkimisväärne hulk energiat. Seda hakati kutsuma lõhustumiseks (ingl fission) ja mitmed teadlased eesotsas Leó Szilárdiga leidsid, et kui lõhustumisel vabaneb rohkem neutroneid, siis võiks see põhjustada ahelreaktsiooni.

„Minust saab Surm, maailmade hävitaja“
Kuna algamas oli sõda, suunas Saksamaa oma ressursid eemale „juutide aatomiteadusest“. Kuid USAs pöörati sellele olulist tähelepanu – juba 1939. aastal loodi „Manhattan Project“ koostöös UK ja Kanadaga. Projekti teadusuuringute eesotsas oli Robert Oppenheimer, kellele kuulubki peale Trinity katsepommi lõhkamist 16. juulil 1945 New Mexico osariigis tsitaat Bhagavadgitast „Now I am become Death, the destroyer of worlds“. Selle paugu võimsus oli umbes 20 kilotonni (kt).
Juba vähem kui kuu aega hiljem tõid kaks aatomipommi kiire lõppmängu Teisele maailmasõjale. 6. augustil 1945 vedas kaugpommitaja Boeing B-29 Superfortress nimega Enola Gay esimese sõjalise pommi, uraan-235 lõhkepeaga Little Boy Hiroshima kohale, kus ta plahvatas umbes 580 m kõrgusel linna keskosa kohal. Kuigi lõhustus vaid 1,7% uraanist, oli plahvatuse võimsus 16 kt. Kolm päeva hiljem toimetas lennuk Bockscar Nagasaki linna kohale teise, sedakorda plutoonium-239 peaga aatomipommi Fat Man, mille võimsust hinnati 19–23 kt peale. Kuus päeva hiljem Jaapan kapituleerus ja suur sõda oli lõppenud.
Kuid külm sõda jätkus ja pärast USA tuumatriumfi hakkas Stalin kannustama oma teadlasi tuumaprojekti arendama. Kasutades Saksa ja USA tuumaprojektist luure poolt saadud infot, suutiski N. Liidu teadlasterühm eesotsas Andrei Sahharovi ja Igor Kurtšatoviga 1949. aasta augustis Semipalatinski polügoonil Kasahstanis edukalt lõhata oma esimese tuumapommi First Lightning (Первая молния e esimene välk). Pea samaaegselt esitas „Manhattani projekti“ raames Enrico Fermi oma kolleegile Edward Tellerile idee nn Fusion-pommist (liitumispommist), kus tavalise aatomiplahvatuse tagajärjel tekkinud ülikõrge temperatuuri ja rõhu käes hakkab toimuma kergete aatomituumade (vesiniku isotoobid deuteerium ja triitium, liitium) liitumine, mida nimetatakse termotuumareaktsiooniks ja kus vabaneb oluliselt suurem hulk energiat kui tuumapommist.
Peale lahkhelisid Oppenheimeriga asus „vesinikupommi isa“ Teller koos Stanislaw Ulamiga arendama uut superrelva. 1. novembril 1952 sähvatas Enewetaki atolli kohal taevasse uus „Päike“. Toimus Ivy Mike-projekti Teller–Ulami konfiguratsioonis katseseadme Sausage (vorst) plahvatus võimsusega 10,4 Mt (megatonni ehk tuhat tonni). Tuumasütik pani plahvatama vedela deuteeriumi (2H). Vedel deuteerium oli pommiks ebasobiv – kogu krempel koos jahutusseadmetega kaalus 88 tonni. Edasine katsetus liitiumdeuteriidiga oli edukas – Castle Bravo projektis lõhatud pomm nimega Shrimp (krevett) pakkus oodatust 2,6 korda suuremat võimsust ehk 15 Mt ning see sai siis võimsaimaks tuumakatsetuseks USA poolt.
N. Liitu tabas paanika ja tormati oma vesinikupommi looma. Nende esimene katsetus 1953. aastal (Sloika) tõi aga kaasa „naeruväärsed“ 400 kt. Peale korraliku spioonitööd oli Sahharovi grupp valmis „Kolmandaks Ideeks“ – see oli nende versioon Teller–Ulami konfiguratsioonist. See seade RDS-37 pakkus 1955. aastal juba 1,6megatonnist mürtsu. Kuid Nikita Hruštšov, N. Liidu omaaegne juht arvas, et N. Liit peab olema USAst igal pool ees ja nõukogude pomm peab kõige kõvem saama ja et ta veel näitab ameeriklastele Kuzkinu mat’ (ligikaudne tähendus vanakuradi vanaema). Selleks saigi 30. oktoobril 1961 Novaja Zemljal Suhhoi Nosi nimelise neeme polügooni kohal lõhatud vesinikupomm Tsar Bomba (Tsaar-pomm), mis läänes tuntud koodnime RDS-220 all. Pommi teoreetiline võimsus oleks olnud 100 Mt, kuid kuna loobuti välisest Uraan-238 ümbrisest, mis termotuumalõõsas oleks omakorda plahvatanud, jäi pauk poole nõrgemaks. Ent ka 50 Mt (on öeldud ka 58 Mt) on kaks korda võimsam USA „kalmaarist“ ja on senini võimsaimaks inimese poolt tehtud pauguks maailma ajaloos.

Lisa kommentaar

Turvaküsimus: *