• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur kärnvapenloppet fungerar
    Raveendran/AFP/Getty Images

    Detonationen av den första atombomben på Trinity -testplatsen i New Mexico var en triumf för amerikanska forskare. I ungefär tre år, forskarna och militärpersonal som är involverade i Manhattanprojektet hade arbetat oavbrutet för att bygga en kärnvapenbomb, och den bländande ljusblixten, intensiv värmeutbrott och en öronbedövande bom lät dem veta att de hade lyckats.

    Alla fester som ägde rum efter den första detonationen var kortlivade. Det inledande målet med det hemliga projektet var att bygga en bomb innan Tyskland kunde, men andra världskriget hade officiellt slutat i Europa den 8 maj, 1945, två månader före treenighetstestet. Beslutet att använda bomben på de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki förvirrade i stället många. Även om vissa trodde att enheten räddade liv genom att avsluta markstrider och luftangrepp, andra tyckte att Japan var redo att kapitulera ändå - Sovjetunionen var på väg att gå med i USA genom att förklara krig mot japanerna. Franck -kommittén, ledd av nobelpristagaren James Franck, hade till och med utfärdat en rapport som tyder på att kärnkraftsbombens kraft bör demonstreras för japanerna innan den används på militära eller civila mål.

    USA var lika konflikt om att dela atominformation med Sovjetunionen. Många forskare, inklusive Niels Bohr och Robert Oppenheimer, tyckte det var bäst att tillåta ett "fritt utbyte av information" av atomkunskap. Det var nog känt inom fysikens värld för att ryssarna så småningom skulle bygga en bomb, med eller utan hjälp från Amerika. Också, att undanhålla information kan rubba politiska band mellan de två länderna, som båda kom ut ur andra världskriget som stora supermakter. Å andra sidan, en växande misstro mot kommunismen hade redan bildats inom många amerikaner i slutet av kriget, så några ville hålla kärnkraftshemligheter ur sovjetiska händer. Ett amerikanskt monopol på kärnvapen skulle göra Ryssland mer hanterbart ur politisk synvinkel.

    Det var denna typ av spänning som utlöste en kärnvapenkapplöpning , en hektisk era där flera nationer testade en myriad av kärnteknik och lagrade tusentals kärnstridsspetsar i ett försök att komma före varandra. Som rymdloppet, den som hade den bästa tekniken hade mest makt, men det här var ett mycket farligare spel-potentialen för ett heltäckande kärnkrig mellan nationer hävdades alltid, och 1900 -talet är full av orolig internationell politik och nära katastrofer.

    För att lära dig mer om kärnvapenkapplöpningen och de människor och organisationer som är involverade i den, Läs vidare.

    Innehåll
    1. International Nuclear Control
    2. 1950 -talet och vätebomben
    3. Kubanska missilkrisen
    4. Nuclear Detente
    5. Kärnvapenloppet, 1980 till idag

    International Nuclear Control

    Från vänster, Winston Churchill, Harry S. Truman och Joseph Stalin skakade hand i Potsdam i augusti 1945, precis innan det blev riktigt jobbigt. Keystone/Getty Images

    I efterdyningarna av Hiroshima och Nagasaki, FN inrättade Atomenergikommissionen (AEC) i ett försök att avväpna alla kärnvapen och upprätta internationell kontroll med atominformation. En första plan från USA, informellt benämnd Acheson-Lilienthal-rapport , föreslog en internationell "Atomic Development Authority" som skulle kontrollera ett monopol på vapen och information. En senare revidering av rapporten kallas Baruch Plan (uppkallad efter författaren, Bernard Baruch) var nästan densamma, förutom att det inkluderade hårda straff för nationer som bröt mot planens regler.

    Sovjet avvisade planen helt och hållet, hävdade att USA var för långt fram i vapenutvecklingen och skulle förbli så tills mer detaljer för internationell kontroll utarbetades. Amerikaner, enligt sovjeterna, skulle använda denna ledning till deras fördel. Ryssland föreslog istället fullständig nedrustning av kärnvapen.

    Varje hopp om överenskommelse gick förlorat-förbindelserna mellan Sovjet-Amerika var redan i kraftig nedgång 1946. Ryska diplomater skickade i februari ett ovanligt långt telegram till USA:s utrikesdepartement som förklarade en oroande fientlig politik gentemot Amerika (du kan läsa alla fem delarna av meddelande här). Winston Churchill varnade för kommunism i sitt berömda "järnridå" -tal den 5 mars, hävdade att Sovjet önskade "krigets frukter och den obestämda utvidgningen av sin makt och doktriner" [källa:The History Guide]. Med tanke på att Baruch -planen inte levererades förrän i juni samma år, ett sammanbrott i relationerna mellan de två nationerna var på god väg.

    Strax efter att insatserna för kärnkraftskontroll rasade, USA gick direkt tillbaka till affärer med att testa kärnvapen. I juli, militären bjöd in en stor samling pressmedlemmar, kongressmedlemmar och militära officerare för att demonstrera en kärnbombs effekt på stora flottor av marinefartyg. Dessa tester, under namnet "Operation Crossroads, "var luftburna och undervattensförsök på Bikini Atoll på Marshallöarna, ligger i Stilla havet. Det första testet den 1 juli, kallas Shot ABLE, utfördes liksom Trinity- och Nagasaki -bomberna, men ett missat mål gjorde det mindre imponerande. Det andra testet den 25 juli, Shot BAKER, överträffat förväntningarna. Sprängningen förstörde eller skadade 74 tomma fartyg, skjuter tusentals ton vatten i luften. Värre, farliga strålningsnivåer sprids runt området, avbryta ett tredje test. Displayen lyckades demonstrera bombens kraft för en mycket bredare publik.

    Keystone/Getty Images

    Sovjet, under tiden, hade känt till det amerikanska bombprojektet länge. Tyskfödda fysikern Klaus Fuchs var bland de brittiska forskare som arbetade på Los Alamos under Manhattanprojektet. Även om tjänstemän inte fick reda på det förrän 1948, Fuchs hade skickat information om kärnvapen till Sovjetunionen sedan 1945. I augusti 1949, Sovjet sprängde sin egen atombomb, smeknamnet "Joe 1" av amerikanerna efter den ryska ledaren Joseph Stalin, i Kazakstan.

    För att lära dig mer om krypteringen för fler bomber - och kraftfullare bomber - läs nästa sida.

    1950 -talet och vätebomben

    Los Alamos National Laboratory/Time &Life Pictures/Getty Images

    Med sovjeterna framgångsrikt testat sina egna kärnvapen, loppet var officiellt igång. Lite mer än en månad efter testet "Joe 1", USA började utöka sin produktion av uran och plutonium. I början av 1950, President Harry S. Truman meddelade att USA skulle fortsätta forskning och utveckling om "alla former av atomvapen".

    Denna "alla former" -del var viktig. Initialt, forskare som arbetar för Manhattan -projektet övervägde två möjliga konstruktioner för en atombomb. De valde så småningom att skapa en klyvningsbomb , där neutroner som skjutits mot kärnorna i uran eller plutonium utlöste en massiv kedjereaktion. Denna typ av bomb användes på Hiroshima, Nagasaki och Bikini Atoll. En fysiker på Los Alamos, Edward Teller, föreslog a termonukleär fusionsbomb , eller vätebomb . En fusionsbomb fungerar genom att tvinga ihop deuterium och tritium, två lätta isotoper av väte. Den resulterande explosionen skulle teoretiskt vara många gånger mer än en klyvningsanordning, och nästan utan gräns. Tiden tillät inte färdigställandet av en fusionsbomb, men Teller pressade på en chans att slutföra enheten för att hålla ett steg före ryssarna.

    Den 1 november, 1952, USA sprängde världens första vätebomb, kodnamnet "Mike, "på Enewetak -atollen på Marshallöarna. Den resulterande explosionen var ungefär densamma som 10 miljoner ton TNT, eller 700 gånger större än klyvningsbomben som släpptes på Hiroshima. Molnet som producerades av explosionen var 25 mil högt och 100 mil brett, och ön som den exploderade på försvann helt enkelt, lämnar inget annat än en gapande krater. På nytt, Klaus Fuchs hade levererat tidig information om vätebombdesignerna tillsammans med klyvningsbombinformationen, och i slutet av 1955 testade sovjeterna sin egen design.

    Michael Rougier/Time Life Pictures/Getty Images

    En av de mer oroande händelserna på 1950 -talet var en annan sovjetisk utveckling - lanseringen av Sputnik 1 den 4 oktober 1957. Satelliten var det första objektet som lanserades i rymden av en interkontinental ballistisk missil (ICBM), och prestationen orsakade en stor skräck i USA Om Sovjet kunde sätta en satellit i rymden, de skulle kunna göra samma sak med en kärnvapenspets. Nu, istället för att ha tillräcklig varningstid för en kärnvapenattack genom att övervaka inkommande flygplan, en missil kan träffa ett mål på mindre än en timme.

    1950 -talet inkluderade också expansionen av den kärnkraftiga klubben, "eller gruppen av nationer med testade kärnvapen. England hade arbetat tillsammans med USA om kärnbombsdesignen, men på grund av begränsade medel under kriget, deras bidrag var främst teoretiska. Detta ändrades den 3 oktober, 1952, när engelsmännen testade sin första atombomb utanför Australiens kust.

    Loppet under 50 -talet började snabbt, men de verkliga farorna blev inte uppenbara förrän nästa årtionde. För att lära dig mer om kärnvapen på 60 -talet, läs nästa sida.

    Kubanska missilkrisen

    En grupp kunder i en oidentifierad butik samlas för att se president John F. Kennedy tala till nationen om ämnet Kubansk missilkris, 22 oktober 1962. Ralph Crane/Time Life Pictures/Getty Images

    Första halvan av 1960 -talet visade sig vara en av de mest försökande epokerna i kärnvapenloppet. Mellan 1960 och 1964, både Frankrike och Kina gick med i kärnvapen "klubben" genom att testa sina egna konstruktioner. Sovjet testade den mest kraftfulla bomben som någonsin exploderade, en atmosfärisk vätgasbomb på 58 megaton. När president Dwight Eisenhower lämnade kontoret, han varnade nationen för farorna med militär-industriellt komplex , en bred term som beskrev det stora nätverket av individer och institutioner som arbetar med vapen och militär teknik. En växande medvetenhet om spänningar mellan nationer, särskilt USA och Ryssland, var bara att tillföra mer värme till det kalla kriget. Vid en punkt, Amerikaner uppmuntrades till och med av president Kennedy att bygga eller köpa sina egna bombskydd för att undvika farorna med en kärnvapenattack. Folk lyssnade, och en årslång vanvett av skyddsbyggande förbrukade många amerikaner.

    En av loppets första stora skräck började med de misslyckade Grisbukten invasion på Kuba i april 1961. Nya presidenten John F. Kennedy hade godkänt en CIA -plan för att störta den kubanska regeringen och ersätta landets ledare, Fidel Castro, med en politiskt vänlig, icke-kommunistisk regering. CIA utbildade en grupp kubanska landsflyktingar att invadera landet, men invasionen slutade snabbt när bombplanen missade mål och inkräktarna antingen dödades eller fångades.

    Getty Images

    Detta militära fel generade Kennedy, men det ledde till en mycket farligare situation. Nästa år den 14 oktober, en U-2-bombplan som flyger över Kuba och såg sovjetiska kärnkraftsmissiler under uppbyggnad, och det som är känt som Kubanska missilkrisen började. Missilerna riktades mot USA, och en kärnvapenspets skulle lätt kunna nå Amerika på kort tid. Från 16-29 oktober, världen såg på när president Kennedy och kommunistpartiets ledare och sovjetpremiären Nikita Chrusjtjov nervöst förhandlade bort missilerna. Sovjet kom slutligen överens om att dra tillbaka vapnen, men detta markerade det närmaste världen hade kommit till kärnkrig.

    Vid denna punkt, både USA och Sovjetunionen erkände konceptet som kallas ömsesidig säker förstörelse (MAD) - om ett land gjorde en kärnvapenattack, chansen var god den andra skulle helt enkelt slå tillbaka, och förstörelsen av båda nationerna skulle sannolikt vara det enda resultatet. Detta var det enda som hindrade båda nationerna från att attackera varandra, och när 60 -talet slutade, fler ansträngningar gjordes för att bromsa eller stoppa kärnvapenkapplöpningen. De två rivalerna installerade en "hot line" för att underlätta diskussionen vid ytterligare ett nära samtal. I juli 1968, de Fördraget om icke-spridning av kärnvapen undertecknades i Washington, D.C., Moskva och London, i syfte att förhindra att en nation utan kärnvapen kan förvärva dem. Den första Strategiska vapenbegränsningssamtal (SALT I) mellan USA och Sovjetunionen började också i Helsingfors, Finland, i november 1969, och världen var på väg mot en kärnkraftsavvänjning, en avkoppling av spänningar och försök att förstå.

    För att lära dig mer om avspänning under 1970 -talet, läs nästa sida.

    Nuclear Detente

    Dirck Halstead/Liaison

    SALT I -sessionerna fortsatte i början av 70 -talet, och i maj 1972 undertecknade president Nixon och Leonid Brezjnev en rad fördrag, inklusive Anti-ballistisk missil (ABM) Fördrag. Begränsningen av ABM blev ett viktigt steg - även om de var försvarssystem, ett överskott av anti-ballistiska missiler uppmuntrade faktiskt till brott. Om ett land visste att det hade en bättre chans att stoppa attacker än det andra, det skulle ha mindre att förlora i ett kärnvapenkrig. Med ABM -fördraget USA och Sovjetunionen enades om att behålla bara två ABM -platser vardera.

    Trots upplevda förbättringar i internationella relationer, allt var inte riktigt rosigt. En amerikansk utveckling inom kärnvapenteknik under denna tid var flera oberoende inriktningsbara återinträdesfordon (MIRV) - enstaka missiler som kan riktas mot flera städer med flera kärnstridsspetsar. MIRV skulle lätt kunna övervinna ett begränsat försvarssystem som endast består av två ABM. ABM -fördraget tog aldrig upp denna innovation, och under 70 -talet skulle Amerika och Sovjet lägga till mer än 12, 000 kärnvapen till sina lager.

    En 9 april, 1979 -nummer av TIME -tidningen som belyser kärnkontroversen Three Mile Island. Dan Miller/Time Magazine/Time &Life Pictures/Getty Images

    I slutet av 70 -talet, spänningarna mellan USA och Sovjetunionen började stiga igen. En andra serie samtal slutade 1979 med undertecknandet av SALT II fördrag, som kände igen MIRV och satte gränser för antalet vapen ett land kan ha och hur snabbt tekniken kan gå framåt. President Jimmy Carter, som ursprungligen undertecknade fördraget, drog sig ur avtalet i januari 1980 när Sovjet invaderade Afghanistan, sätta scenen för nästa svåra årtionde.

    Årtiondet slutade också med en skräck när kärnkraftverket på Three Mile Island drabbades av en partiell sammanbrott 1979. Olyckan, ligger nära Harrisburg, Penn., orsakade 140, 000 invånare att fly från området när de fick höra nyheter om den första stora kärnkraftsolyckan. Ingen skadades eller dödades under olyckan, men händelsen ökade rädslan för kärnkraft och ökade behovet av säkerhetsföreskrifter.

    Vid sidan av försöket att avvisa, ytterligare två länder gick med i atomklubben på 70 -talet. Indien började oväntat testa kärnteknik 1974 - ett underjordiskt test den 18 maj, känd som "Leende Buddha, "var inte ett vapen lämpligt för krigföring, och indiska tjänstemän förklarade rättegångarna "fredliga". Testet fick fortfarande negativ internationell uppmärksamhet eftersom ännu ett land växte fram med kärnkraftskapacitet, och åtgärden föranledde Pakistan, Indiens sedan länge rival, att svara med sina tester strax efter.

    Kärnvapenloppet, 1980 till idag

    President Ronald Reagan och SDI -anhängare diskuterar "Star Wars" -programsanhängare i Vita husets skåprum. Diana Walker/Time Life Pictures/Getty Images

    Med valet av president Ronald Reagan 1981, militära utgifter blev högsta prioritet för USA. Kalla krigets retorik ökade dramatiskt, som Sovjetunionen kallades för ett "ondskefullt imperium" av Reagan. 1983, presidenten föreslog ett nytt, extremt dyrt rymdbaserat anti-ballistiskt missilsystem som kallas Strategiskt försvarsinitiativ (SDI) . Även känd som "Star Wars, "planen hoppades att utforma ett komplext antiballistiskt missilsystem som använde teknik på marken och satelliter i rymden för att försvara USA mot luftburna kärnattacker.

    Det kontroversiella programmet övergavs så småningom eftersom det var för komplicerat och dyrt - efter att USA spenderat mer än 80 miljarder dollar, knappt några framsteg gjordes med "Star Wars" -planen, och många kritiker påpekade att dess science-fiction-baserade namn var lämpligt för ett system som kanske aldrig kommer att förverkligas. Trots detta, amerikanerna var fortfarande långt före Sovjet när det gäller teknik och medel, och Mikhail Gorbatsjov, Rysslands ledare vid den tiden, pressade mer på fred och omstrukturering. När de sovjet-amerikanska förbindelserna började förbättras i slutet av 80-talet, den sovjetiska ekonomin var på väg att kollapsa. Den 9 november, Berlinmuren föll, äntligen förenar Öst- och Västtyskland. Muren var en länge symbol för spänningarna mellan Sovjet och USA, och det kalla kriget upphörde faktiskt två år senare när Sovjetunionen upphörde att existera.

    90 -talet började med en känsla av lättnad och en känsla av att hotet om kärnkrig hade försvagats. De Fördrag om minskning av strategiska vapen (START I) återinfördes snabbt för övervägande - planen hade börjat under Reagan -administrationen, men meningsskiljaktigheter ledde till att dess ratificering stannade. Presidenterna George H.W. Bush och Gorbatjov undertecknade fördraget med pennor gjorda av smälta kärnvapenmissiler, som det krävde minskning av nästan 50 procent av varje lands kärnvapenarsenal.

    En före detta sydkoreansk hemlig kommando iförd en nordkoreansk militäruniform håller ett skylt med en karikatyr av Nordkoreas ledare Kim Jong-Il under en demonstration som fördömer Nordkoreas kärnvapenprov. Jung Yeon-Je/AFP/Getty Images

    Även om nationerna gradvis förbättrade efter det kalla kriget mot nedrustning, komplikationer fortsatte att dyka upp under 90 -talet och in på 2000 -talet. Nationer inklusive Kina och Indien fortsatte att testa av och på vapen trots en allmän rörelse mot slutet av sådana handlingar. Även om det finns sju nationer med en erkänd arsenal av kärnvapen - USA, Ryssland, Storbritannien, Frankrike, Kina, Indien och Pakistan - andra nationer misstänks ha kärnkraftsprogram eller har aktivt drivit vapen. Israel, Iran, Nordkorea och Libyen tros alla ha omfattande kunskap eller förmåga att producera kärnvapen, som fortfarande lyckas orsaka politiska spänningar och internationell osäkerhet.

    För mycket mer information om kärnvapen och relaterade ämnen, se nästa sida.

    Mycket mer information

    Relaterade artiklar om HowStuffWorks

    • Hur Manhattan -projektet fungerade
    • Hur kärnbomber fungerar
    • Hur kärnkraft fungerar
    • Hur kärnstrålning fungerar
    • Hur Atomer fungerar
    • Hur genier fungerar

    Fler fantastiska länkar

    • Läs mer:"Nedräkning till noll"
    • Los Alamos Nation Laboratory

    Källor

    • "Det kalla kriget, 1945-1990. "U.S. Department of Energy. Http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/cold_war.htm
    • "Från atomupptäckt till 2000 -talet." Nuclear Peace Age Foundation. http://www.nuclearfiles.org/menu/timeline/index.htm
    • "George Kennens telegram:22 februari, 1946. "Race for the Superbomb. Public Broadcasting Service. Http://www.pbs.org/wgbh/amex/bomb/filmmore/reference/primary/kennanstelegram.html
    • "Kärnvapennationer och arsenaler." Kärnvapenarkiv. http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq7.html
    • Fågel, Kai och Martin J. Sherwin. "Amerikanska Prometheus." New York:Vintage Books, 2005.
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com