Kodol sprādziena laikā izdalītā enerģija ir milzīga. Viņa dažu minūšu laikā spēj iznīcināt veselas pilsētas. Šī zvērīgā enerģija izdalās kodolreakcijas rezultātā.
Kodola ķēdes reakcijas mehānisms
No fizikas kursa ir zināms, ka kodolā esošos nukleonus - protonus un neitronus - tur spēcīga mijiedarbība. Tas ievērojami pārsniedz Kulona atgrūšanas spēkus, tāpēc kodols kopumā ir stabils. 20. gadsimtā izcilais zinātnieks Alberts Einšteins atklāja, ka atsevišķu nukleonu masa ir nedaudz lielāka nekā to masa saistītā stāvoklī (kad tie veido kodolu). Kur paliek daļa no masas? Izrādās, ka tas pārvēršas par nukleonu saistošo enerģiju un pateicoties tam, var eksistēt kodoli, atomi un molekulas.
Lielākā daļa zināmo kodolu ir stabili, bet ir arī radioaktīvi. Viņi nepārtraukti izstaro enerģiju, jo ir pakļauti radioaktīvai sabrukšanai. Šādu ķīmisko elementu kodoli cilvēkiem nav droši, taču tie neizdala enerģiju, kas spēj iznīcināt veselas pilsētas.
Kolosāla enerģija parādās kodolķēdes reakcijas rezultātā. Urāna-235 izotops, kā arī plutonijs tiek izmantots kā kodoldegviela atombumbā. Kad viens neitrons nonāk kodolā, tas sāk dalīties. Neitrons, kas ir daļiņa bez elektriskā lādiņa, var viegli iekļūt kodola struktūrā, apejot elektrostatiskās mijiedarbības spēku darbību. Tā rezultātā tas sāks izstiepties. Spēcīgā mijiedarbība starp nukleoniem sāks vājināties, savukārt Kulona spēki paliks nemainīgi. Urāna-235 kodols sadalīsies divos (reti trīs) fragmentos. Parādīsies divi papildu neitroni, kas pēc tam var sākt līdzīgu reakciju. Tāpēc to sauc par ķēdi: tas, kas izraisa skaldīšanas reakciju (neitronu), ir tā produkts.
Kodolreakcijas rezultātā tiek atbrīvota enerģija, kas saistīja urāna-235 mātes kodola nukleonus (saistošā enerģija). Šīs reakcijas pamatā ir kodolreaktoru darbība un atombumbas eksplozija. Lai to īstenotu, ir jāievēro viens nosacījums: degvielas masai jābūt subkritiskai. Brīdī, kad plutonijs tiek apvienots ar urānu-235, notiek eksplozija.
Kodolsprādziens
Pēc plutonija un urāna kodolu sadursmes veidojas spēcīgs triecienvilnis, kas ietekmē visu dzīvo apmēram 1 km rādiusā. Ugunsbumba, kas parādās sprādziena vietā, pamazām izplešas līdz 150 metriem. Kad trieciena vilnis virzās pietiekami tālu, tā temperatūra nokrītas līdz 8 tūkstošiem Kelvinu. Sakarsētais gaiss radioaktīvos putekļus pārvadā lielos attālumos. Kodolsprādzienu pavada spēcīgs elektromagnētiskais starojums.
