Waterstofbom

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Ontploffing van Ivy Mike, de eerste waterstofbom, in 1952.
Schematische weergave van kernfusie zoals die plaatsvindt in een waterstofbom.

Een waterstofbom, H-bom of thermonucleaire bom is een atoombom die veel van zijn explosieve energie uit kernfusie van waterstofatomen tot helium verkrijgt. Meestal worden de waterstofisotopen deuterium en/of tritium en verder lithium gebruikt. Dit zijn lichte kernen die relatief gemakkelijk tot fusie te brengen zijn. Het woorddeel thermo verwijst naar de zeer hoge temperatuur die nodig is om dit proces te starten.

In de praktijk is een op kernsplijting gebaseerde atoombom nodig om de temperatuur en druk te verkrijgen om het kernfusieproces op gang te brengen. Het is buitengewoon moeilijk om bij deze ontsteking het fusiemateriaal tot fusie te brengen voordat het door de druk van de ontstekingsexplosie uit elkaar wordt geblazen. Pas toen Edward Teller en Stanislaw Ulam in 1951 met hun ontwerp voor de ontsteking kwamen, werd de waterstofbom ook technisch haalbaar.

De eerste waterstofbom, met de codenaam Ivy Mike, werd op 1 november 1952, tot ontploffing gebracht op het atol Eniwetok (dat hoort bij de Marshalleilanden). Deze explosie (10 megaton TNT-equivalent) had een grotere kracht dan alle geallieerde bommen van de Tweede Wereldoorlog bij elkaar.

Op 1 maart 1954 brachten de VS een waterstofbom tot ontploffing op het atol Bikini in de Stille Oceaan. Het leverde een van de krachtigste explosies op die ooit door mensen werden veroorzaakt (15 megaton TNT).

De krachtigste waterstofbom ooit was de Tsar Bomba (50 megaton TNT), door de Russen op 30 oktober 1961 tot ontploffing gebracht op Nova Zembla. De explosie was tot op 1000 km afstand te zien; vensterruiten sneuvelden tot op 900 km afstand. Alle gebouwen, zowel houten als stenen, in de plaats Severny op Severny-eiland op 55 km afstand, werden verwoest. De paddenstoelwolk bereikte een hoogte van 64 kilometer.[1]

Een voorbeeld van een optredende reactie is deze waarbij deuterium een fusie ondergaat met tritium tot helium-4:

Bij deze reactie komt per omzetting van deuterium 17,6 miljoen eV aan energie vrij.[2]

Bij een waterstofbom wordt vaak lithium-6 deuteride gebruikt, met de formule 6Li2H or 6LiD. De neutronen die in de splijtingsfase vrijkomen veranderen de lithium in tritium, die als boven met het deuterium reageert.

Bij sommige ontwerpen worden de bij de fusie vrijkomende neutronen benut om extra kernsplijting te veroorzaken. Hierdoor kan een groter deel van de splijtstof daadwerkelijk splijten, en er kan ook niet-verrijkt uranium gebruikt worden, doordat deze neutronen sneller zijn (52.000 km/s, tegen 20.000 km/s bij primaire splijting). Dit noemt men een splijting-fusie-splijting ontwerp. De extra splijting geeft veel extra radioactiviteit.