Kärnexplosioner
Med kärnexplosion menar man en okontrollerad atommärgs klyvning (fission) av atomkärnor - eller en explosion som man fått till stånd genom en föreningsreaktion (fusion). Från både fission och fusion får man så mycket energi att till och med en liten mängd material är tillräckligt för att åstadkomma en kraftig explosion. Till en kärnexplosion behövs uranisotopen 235 eller plutoniums isotop 239. Av det tidigare finns det i naturens uran ungefär 0,7 procent. Det senare förekommer inte i naturen, utan den måste produceras av urans isotop 238 i en kärnreaktor.
Uran som används som bränsle i kärnreaktorn, har en anrikningsprocent av isotopen uran 235 på ungefär 3-5 procent, vilket inte är tillräckligt för att åstadkomma en explosion. Man behöver en tekniskt mycket krävande anrikningsprocess för att uppnå en anrikningsgrad (minst 80-90 procent) av uran som krävs för en bomb. Arbetet tar flera månader och det kan endast utföras i anläggningar byggda för det ändamålet.
Kärnexplosionen åstadkoms genom att man med vanligt sprängämne skjuter ihop två bitar uran. Som startpunkt för explosionen används vanligen en isotop som producerar neutroner. Det är betydligt svårare att få en plutonium 239-kärnladdning att explodera. Till det används s.k. implosionsteknik, där man runt kärnmaterialet modellerar sprängämne som sprängs med ett stort antal sprängkapslar så att explosionens tryck klämmer ihop plutoniumet. Samtidigt riktas en neutronpuls mot fissionens material som effektivt startar kedjereaktionen.
Fusionsexplosioner antänds med en vanlig fissionsbomb. Energin som man får ur fissionsladdningen riktas mot det fusionerande materialet (vanligen deuterium, tritium eller litium), där fusionsreaktionen startar. I fusionen föds dessutom en stor mängd snabba neutroner, med vilka man samtidigt kan spränga fissionssprängämnet som tillverkats av uran 238. En sådan konstruktion kallas för fission-fusion-fission -kärnvapenladdning.
Kärnvapnets storlek beskrivs med hur stor effekt det har jämfört med vanliga sprängämnen. Vanligen används enheterna kiloton (kt) och megaton (Mt), vilka berättar hur många tusen eller miljoner ton vanligt TNT-sprängämne kärnladdningen motsvarar. Explosionernas storlek varierar enligt ändamålet. I taktiska kärnvapen, som skall användas som hjälpmedel i vanliga strider, är explosionens storlek från en till några tiotals kiloton. I strategiska interkontinentala missiler kan man använda värmekärnexplosioner i megatonklass.
Världens största kärnprov hade en effekt på ungefär 60 Mt och gjordes på 1960-talet i Novaja Zemlja. Taktiska kärnvapen är oftast små. Med effektiv implosionsteknik är t.o.m. 1-2 kg plutonium 239 tillräckligt. En sådan sprängladdning är så liten att den kan placeras i kanonrör. Denna typ av sprängämne är det dock svår att tillverka.
