Det merkes når en hydrogenbombe detoneres, som denne på Bikini-atollet i 1954. (Foto: Science Photo Library/Scanpix)

HYDROGENBOMBE

Slik fungerer bomben Nord-Korea hevder å ha detonert

Diametralt forskjellig fra en vanlig atombombe.

En hydrogenbombe, eller en fusjonsbombe, som Nord Korea nå hevder å ha detonert, er vanskeligere å lage enn en fisjonsbombe.

Den sistnevnte detoneres når tunge, radioaktive atomkjerner som uran 235 eller plutonium spaltes med en skur av nøytroner.

Slike bomber har to underkritiske komponenter med spaltbart materiale som føres sammen. Da blir materialet kritisk og det startes en kjedereaksjon som frigjør enorme mengder energi i form av varme og stråling.

Smelter sammen

En fusjonsbombe er i den helt andre enden av skalaen. Her bruker man hydrogenisotoper som i tillegg til det enslige protonet en vanlig hydrogenkjerne består av, har ett eller to nøytroner i kjernen.

Når disse atomkjernene tvinges sammen, danner de det neste grunnstoffet i det periodiske system; helium. Denne kjernereaksjonen, som er den samme som skjer på solen, utvikler en enorm mengde energi.

Selve bombematerialet er ikke hydrogenisotopene (deuterium og tritium) i flytende form. Det ville kreve et komplekst kjøleanlegg. Derfor er hydrogenet bundet til litium i fast form i et litiumhydrid.

Krever enorm energi

Nå er det ikke bare å dytte hydrogenkjernene innpå hverandre for å få det til å smelle.

Atomkjerner har en positiv ladning, og å få dem sammen krever en enorm energi. Derfor var utviklingen av fisjonsbomber en forutsetning for å få fusjonsvåpen.

Det var fisjonsbomber amerikanerne slapp over Hiroshima og Nagasaki, og den første hydrogenbomben kom først syv år senere.

For å få hydrogenkjernene til å smelte sammen, er fusjonsbomben bygget opp lagvis. Innerst er det en fisjonsbombe.

Utenpå den ligger et lag med litiumhydrid og ytterst finner vi et lag med konvensjonelt sprengstoff. Alt sammen er pakket inn i et skall av uran som skal holde sprengningen sammen lengst mulig.

Fisjon utløser fusjon

Når bomben går av, starter det med at det konvensjonelle sprengstoffet detonerer. Sammen med uranskallet skaper det en voldsom innoverrettet trykkbølge – en implosjon.

Det er nok til at fisjonsladningen går over kritisk grense og vi får en kjernereaksjon og eksplosjon. Varmen fra fisjonseksplosjonen kommer opp i rundt 45 millioner grader, og det er nok til å få hydrogenkjernene til å smelte sammen.

Kjernefisjonen oppstår både i den indre ladningen, men også i uranskallet. Nøytronene fra kjedereaksjonene bidrar til å spalte litiumatomkjernene slik at de danner hydrogenisotoper som ytterligere forsterker bombens fusjonseffekt.

Kan bli enorme

Det er grenser for hvor stor en fisjonsbombe kan være, fordi komponentene som føres sammen for å starte kjedereaksjonen hver kan blir for store og bli kritiske. Men det ingen slik grense for hydrogenbomber.

Det trengs ikke noen særlig stor fisjonsbombe i en fusjonsbombe for å sette av en enorm ladning av litiumhydrid.

En fisjonsbombe har som regel en sprengkraft tilsvarende under 50.000 tonn TNT, mens den største fusjonsbomben som Sovjetunionen sprengte i 1961, antas å ha hatt en sprengkraft tilsvarende mer enn 50 millioner tonn TNT.

Om det er mulig å snakke om positive virkninger av slike våpen, så forurenser fusjonsvåpen mindre enn fisjonsvåpen. De avgir enorme mengder stråling, men langt mindre radioaktive partikler med svært lang halveringstid som blir liggende som strålekilder lenge etter at bomben er detonert.

De radioaktive partiklene fra fusjonsvåpen kommer stort sett fra den fisjonsbaserte tennmekanismen.

Våpenekspert: Halvor Kippe er seniorforsker ved FFI og ekspert på kjernevåpen.
– Neppe hydrogenbombeVåpenekspert: Halvor Kippe er seniorforsker ved FFI og ekspert på kjernevåpen. FFI

– Neppe hydrogenbombe

– Jeg er ikke enig i at Nord-Korea sannsynligvis sprengte et hydrogenvåpen. Det krever mange år med testing og utvikling. De har bare tre tidligere tester. Langt mer sannsynlig er det at de har testet et virkningsforsterket («boostet») fisjonsvåpen. Her gjør fusjon av tritium og deuterium at i praksis alt det spaltbare materialet omsettes, i motsetning til rene fisjonsvåpen hvor kun noen små prosent omsettes, sier seniorforsker og ekspert på kjernevåpen ved FFI, Halvor Kippe.

– Fusjonen er imidlertid ikke omfattende nok til å bidra reelt til sprengkraften i seg selv. Det er det høye antallet hurtige nøytroner fra fusjonen som sørger for den høyere omsetningen. Da kan sprengkraften nå flere hundre kilotonn. Mitt foreløpige estimat av dagens test er i overkant av 20 kilotonn, i tråd med førstegenerasjons fisjonsvåpen, sier Kippe.