De geschiedenis van de atoombom.

Tweede Wereldoorlog

Aan het begin van de Tweede Wereldoorlog waren de wetenschappers van de geallieerden bang dat Duitsland bezig was met het ontwikkelen van een kernsplijtingbom. Hierdoor gingen de geallieerden zelf ook onderzoek doen naar uraniumwapens. Engeland startte in 1939 met het Uranium Committee onder leiding van Lyman James Brigss. Maar de wetenschappers hadden een grote fout gemaakt door te denken dat een kernsplijtingbom binnen een paar jaar ontwikkeld kon worden. In 1942 kreeg het project de belangstelling van de Amerikanen en viel het onder de verantwoordelijkheid van generaal Leslie Groves. Van nu af aan ging het project verder als het Manhattan Project. Onder leiding van de Amerikaanse natuurkundige Robert Oppenheimer kwamen de beste natuurkundige van uit de hele wereld naar Amerika om aan het project te werken. Het doel was simpel: er voor zorgen dat de geallieerden eerder een kernsplijtingbom hebben dan de Duitsers. Manhattan Project was een gigantisch project waarvan de kern zat in een geheim laboratorium in Los Alamos in New Mexico.

De onderzoekers kwamen er achter dat uranium in de natuur voorkomt in twee 2 isotopen: uranium-238 en uranium-235. Als uranium-235 een neutron extra krijgt splijt hij in 2 splijtingsproducten en 2 neutronen. Maar uranium-238 splijt niet als hij een extra neutron krijgt. De onderzoekers rekenden uit dat de atoombom voor minimaal 80 procent uit uranium-235 moest bestaan anders zouden de uranium-238 isotopen er voor zorgen dat de reactie stopt. Dit was een groot probleem voor de onderzoekers want uranium in de natuur bestaat voor 99,3 procent uit uranium-238. Toch werden er methodes ontwikkeld om de uranium-235 isotopen te isoleren. Beide methodes maken gebruik van het feit dat uranium-238 een iets grotere massa heeft dan uranium-235. De "fabriek" om de isotopen te scheiden was een grote investering. De fabriek, die stond in Oak Ridge in Tennessee was toentertijd de grootste fabriek onder een dak. Er werkten op het hoogtepunt wel tienduizenden werknemers.

De onderzoekers kwamen er achter dat ze uranium-238 konden gebruiken om plutonium-239 te maken. Deze isotoop bleek ook geschikt te zijn voor een atoombom.

Doordat het maken van een plutonium bom heel moeilijk bleek te zijn, besloot Truman het eens te gaan testen. Op 16 juli 1949 in de woestijn boven Alamogordo in New Mexico begon de eerste test met een kenrwapen onder de code naam "Trinity". Iedereen was verrast door de immense kracht van de bom. En wetenschappers en hoge officieren in het leger vonden dat het wapen gebruikt kon worden tegen Japan. Truman besloot het wapen te gebruiken op twee Japanse steden in de hoop dat Japan zich overgaf. Eerst wilde Truman de atoombom op Tokyo laten vallen maar door de culturele waarde van de stad week hij hier van af. Op 6 augustus 1945 werd de uraniumbom "Little Boy" op Hiroshima gegooid en drie dagen later werd de plutoniumbom op Nagasaki gegooid. Minstens honderdduizend mensen kwamen direct om door de atoombommen en tienduizenden stierven later door stralingsziektes. Truman zei tegen Japan dat hij, als ze zich niet meteen zouden overgeven, een voor een de grote Japanse steden zou vernietigen. Japan gaf zich over op 15 augustus 1945.

Koude Oorlog

Na de Tweede Wereldoorlog kwam er een periode van gewapende vrede tussen de Sovjet Unie en het Westen, de Koude Oorlog. Er heersten wantrouwen tussen het Westen en de SU. Truman zei tegen Stalin dat hij weer over een atoombom beschikte. De atoombom diende niet zo zeer als wapen maar meer als Amerikaans hoogstandje om aan Stalin te laten zien hoe geavanceerd de Amerikaanse wapens waren. Maar de SU zat niet stil en via nieuwe technologieën had de SU ook een atoombom ontwikkeld. In 1949 hield Stalin de zijn eerste test met een kernwapen. Amerika en de Sovjet Unie probeerden zo gedurende tientallen jaren elkaar te overtreffen met (kern)wapens. En op sommige momenten was de angst groot dat er echt een kernoorlog zou komen tussen deze twee grootmachten. Maar gelukkig is deze kernoorlog nooit begonnen.

Verdere Ontwikkelingen

De twintigste eeuw was de eeuw van kernwapens zoals de atoombom. Maar er zijn nu nieuwe manieren ontdekt om via atoomkernen en deeltjes een nog krachtigere bom te maken. Het principe van deze bom is antimaterie.

Volgens de natuurkunde heeft elk deeltje een antideeltje of tegendeeltje. Dit antideeltje heeft bijna precies dezelfde eigenschappen als het gewone deeltje maar een paar eigenschappen zijn anders zoals de lading.

In 1932 werd het antideeltje van een elektron ontdekt door Carl Anderson. Hij noemde dit deeltje een positron.

Een antideeltje heeft dezelfde massa als het gewone deeltje maar de andere eigenschappen zijn precies omgekeerd. Een positron heeft dus dezelfde massa als een elektron maar de lading is +1 in plaats van -1. in de tabel hieronder zie je de bekendste deeltjes met hun antideeltje.

		Behouden grootheden			Overige
Deeltje	Symbool	Lading Q	Leptongetal L	Baryongetal B	Spin J	Massa (MeV)
proton	$p \,$	+ 1	0	+ 1	1/2	938,3
antiproton	$\bar{p} \,$	– 1	0	– 1	1/2	938,3
neutron	$n \,$	0	0	+ 1	1/2	939,6
antineutron	$\bar{n} \,$	0	0	– 1	1/2	939,6
elektron	e^–	– 1	+ 1	0	1/2	0,511
positron (anti-elektron)	e⁺	+ 1	– 1	0	1/2	0,511
foton, gelijk aan antifoton	γ	0	0	0	0	0

Maar hoe kan je hier nou een bom van maken die nóg krachtiger is dan de atoombom?

Als een deeltje, bijvoorbeeld een elektron, tegen zijn antideeltje opbotst worden beide deeltjes vernietigd. Het enige wat dan vrijkomt is energie. De massa van beide deeltjes wordt dus compleet omgezet in energie. Om je een voorbeeld te geven hoe krachtig een antimateriematerie bom zou zijn:

1 gram materie en 1 gram antimaterie levert 1,8 × 10¹⁴ joule energie op.

Dat is gelijk 30.000 vaten ruwe olie. Dit klinkt best beangstigend maar een antimateriematerie bom is nog lang niet ontwikkeld. Dit komt doordat het heel moeilijk is om aan de antimaterie te komen. En als je bijvoorbeeld een positron hebt, is het heel moeilijk om deze te isoleren omdat als hij tegen een ander materiaal aanbotst de kans groot is dat hij vernietigd wordt.