Ydinkoe: Ydinaseen testausräjäytys

Ydinkokeen tekninen tarkoitus on saada tietoa siitä, kuinka hyvin ydinase toimii, kuinka se käyttäytyy erilaisissa olosuhteissa, ja miten ydinräjähdyksen vierellä sijaitseville rakenteille ja eliöille käy. Ydinkokeita on käytetty myös poliittisessa tarkoituksessa esittelemään kansallista, tieteellistä ja sotilaallista voimaa.

 

Ydinkokeen voi suorittaa hyvin monenlaisissa paikoissa. Neljäsosa ydinkokeista on tehty ilmakehässä. Tällöin vaarana on ydinlaskeuma, ja ilmakehässä tapahtuvat ydinkokeet kiellettiinkin vuonna 1963. Ilmakehän yläkerroksissa tai avaruudessa, 40 ja 540 kilometrin välissä, ydinkokeita on suoritettu testaamaan ydinaseita ballististen ohjusten torjunnassa tai satelliittien tuhoamiseksi. Myös avaruudessa tapahtuvat ydinkokeet kiellettiin 1963. Vedenalaisia ydinkokeita on suoritettu melko vähän. Niillä on tutkittu ydinaseiden käyttöä sukellusveneitä ja laivoja vastaan. Myös vedenalaiset ydinkokeet kiellettiin 1963. Suurin osa ydinkokeista on tehty maan alla. Niistä ei synny mainittavaa laskeumaa. Maanalaiset ydinkokeet kiellettiin vuoden 1996 ydinkieltosopimuksessa.

 

Vuosien 1945–2006 aikana on tehty 60 paikassa yhteensä yli 2 000 ydinkoetta. Yhdysvallat suoritti vuosien 1945–1992 aikana 1 032 ydinkoetta, Neuvostoliitto vuosien 1949–1990 aikana 715 ydinkoetta, Iso-Britannia vuosien 1952–1991 aikana 45 ydinkoetta, Ranska vuosien 1960–1996 aikana 210 ydinkoetta ja Kiina vuosien 1964–1996 aikana 45 ydinkoetta. Intia on tehnyt kolme ydinkoetta, Pakistan kaksi ja Pohjois-Korea viisi.

Ensimmäinen ydinkoe oli Yhdysvaltain 16. heinäkuuta 1945 New Mexicon autiomaassa tekemä Trinity. Neuvostoliiton ensimmäinen ydinkoe oli RDS-1 Kazakstanissa 1949, Britannian Operaatio Hurrikaani Monte Bello -saarilla Australiassa 1952 ja Ranskan Gerboise Bleue Algeriassa 1960. Vuonna 1961 Neuvostoliitto räjäytti kaikkien aikojen suurimman ydinpommin Tsar-bomban Novaja Zemljan yläpuolella.

Vuonna 1963 solmittiin osittainen ydinkoekieltosopimus. Kiina teki ensimmäisen ydinkokeensa 1964. Vuonna 1970 astui voimaan ydinsulkusopimus. Intia teki rauhanomaisen ydinkokeen vuonna 1974. Neuvostoliitto teki viimeisen ydinkokeensa 1990, Yhdysvallat 1992, Ranska ja Kiina 1996. Täydellinen ydinkoekieltosopimus solmittiin vuonna 1996.

Täydellisen ydinkieltosopimuksen jälkeen on tehty kymmenen ydinkoetta. Intia teki kaksi ydinkoetta vuonna 1998 ja Pakistan kaksi samana vuonna. Pohjois-Korea on ilmoittanut tehneensä ydinkokeet vuosina 2006, 2009, 2013, 2016 (2 kpl) ja 2017.

Yhdysvallat, Neuvostoliitto ja Kiina suorittivat ydinkokeensa useimmiten omien rajojensa sisällä. Ranska teki kokeensa Algerian Saharassa ja Ranskan Polynesiassa ja Iso-Britannia joko yhdessä Yhdysvaltain kanssa tai Australiassa. Eniten ydinkokeita tehtiin Yhdysvalloissa Nevadan koealueella, yli tuhat kertaa. Neuvostoliitto teki Kazakstanin Semipalatinskissa yli 450 ydinkoetta ja Novaja Zemljassa 130 ja Ranska Mururoan atollilla 179 koetta. Kiinan ydinkoepaikka oli Lop Nur maan länsiosissa.

Jotkin koealueet olivat asumattomia, mutta joillain alueilla paikallinen väestö joutui kärsimään ydinlaskeumasta.

Ydinkokeen räjähdysvoimaa kilotonneina voidaan arvioida suoraan radiokemiallisten päästöjen pohjalta. Mikäli pääsyä koealueelle ei ole, voidaan sen voimaa arvioida myös seismisten havaintojen perusteella.

Maanalaiset ydinkokeet aiheuttavat seismisen tapauksen, jonka magnitudilla on yhteys räjäytyksessä vapautuneeseen energiaan. Tyypillisesti räjähdysvoiman arviointiin käytetään perusaaltomagnitudia m_b, pinta-aaltomagnitudia M_S tai seismistä momenttia M₀. Pommien voimakkuuden arviointia magnitudin pohjalta vaikeuttaa se, että erilainen kallioperä ja maaperä vaimentaa seismisiä aaltoja eri tavoin.

Yhden kilotonnin räjähdys aiheuttaa tapauksen, joka on voimakkuudeltaan luokkaa 4 Richterin asteikolla.

Räjähdyksen voimaa voi yrittää arvioida kaavalla

$${\displaystyle m_{\text{b}}=a+b\log Y,}$$

 

• m_b on järistyksen perusaaltomagnitudi,
• a on vakio välillä a = 3,9–4,5, pieni tektonisesti aktiivisilla alueilla ja iso kilpialueilla,
• b on eksponentti välillä b = 0,42–0,98 ja
• Y on räjähdyksen energia kilotonneina (kt).

Esimerkiksi Sary-Shaganin koealueelle Kazakstanissa voidaan käyttää arvoja a = 4,45 ja b = 0,75.

Vedellä kyllästettyjen koealueiden Lg-aalloille kuten Yhdysvaltain Nevadan koealueelle laskukaava on

$${\displaystyle m_{\text{b}}({\text{Lg}})=3.943+1.124\log Y-0.0829(\log Y)^{2}.}$$

 

Zhan & Weng (2013) käyttivät Pohjois-Korean ydinkokeille kaavaa

$${\displaystyle m_{\text{b}}({\text{Lg}})=1.0125\log Y-0.7875\log h+5.887,}$$

 

•   Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Ydinkoe Wiki Commonsissa