Van moderne kernwapens is de kracht vooraf in te stellen, met een knop achter een klepje

Al binnen een paar maanden nadat de atoombommen boven Japan waren ontploft verscheen in de VS het rapport Atomic energy for military purposes dat beschreef hoe de wapens ongeveer gewerkt hadden. Het bood het Amerikaanse publiek een kijkje in de nucleaire keuken maar moest, zoals generaal Leslie Groves in het voorwoord schreef, primair voorkomen dat dit publiek naar geheimen bleef vissen.

In 1946 werd het ‘Smyth-rapport’ vertaald en bewerkt door AVRO-directeur Willem Vogt die er veel sjeu en Sickbock aan toevoegde maar de essentie verloren liet gaan: dat twee verschillende soorten atoombom waren ontploft: een ‘gun-type’ dat uranium gebruikte en een implosiebom die met plutonium was geladen.

De Nederlandse overheid heeft nooit aansporing gevoeld om het publiek in te lichten over bouw en werking van kernwapens, ook niet toen waterstofbommen (H-bommen) verschenen die honderden malen krachtiger waren dan gewone atoombommen (A-bommen) en toen de fall-out van de talrijke bovengrondse kernproeven zich over de hele aarde verspreidde. Ze liet het aan de pers over het verschil uit te leggen tussen de fusie van lichte elementen in de H-bom en de splijting van zware in de A-bom.

Wel waren in 1961 de Wenken voor de bescherming van uw gezin en uzelf uitgebracht maar die moesten vooral duidelijk maken dat een doorsnee atoomaanval niet het einde van de wereld betekende. Als je de flits zag had je nog tijd zat om een veilig plekje te zoeken onder een trap of schrijfbureau. Bleek later je omgeving verwoest dan leefde je voortaan op de bonen die je eerder had ingeslagen. De geruststellende toon was overgenomen van de Amerikanen die hem al in 1952 introduceerden. Er moest geen overdreven angst voor Russische kernwapens ontstaan.

Splijtings-fusie-splijtings-bom

In mei 1958 hadden zeven Nederlandse natuurkundigen bij de regering aangedrongen op betere informatie over kernwapens omdat ‘de grote pers’ ter zake steken liet vallen. Waarom ze zelf niet aan de slag gingen is onbekend. De pers kon immers maar roeien met de riemen die ze vond en in de jaren tachtig hebben Nederlandse natuurkundigen, en andere wetenschappers, zich wel degelijk ingespannen voor publieksvoorlichting over kernenergie en kernwapens. In 1985 gaf De nucleaire erfenis van De Ruiter en Van der Sijde ongekend veel informatie over de ontwikkeling van A- en H-bommen. Zelfs beschreef het het geheim van de waterstofbom dat pas in 1979 door Howard Morland was ontdekt en de Nederlandse media in ’85 nog niet had bereikt. (Het bleek dat de lichte elementen in de fusiebom ontstoken werden door de röntgenstraling van een ontploffende gewone atoombom die in het wapen was opgenomen en dat de neutronen die bij de fusie vrijkwamen op hun beurt een mantel van gewoon, onverrijkt uranium tot splijting brachten. Kortom: dat de waterstofbom een splijtings-fusie-splijtings-bom was.)

Tegenwoordig kan de Nederlander terecht bij de lemma’s van Wikipedia die wat betreft kernwapens verrassend goed en gedetailleerd zijn. Zo vind je er – bijvoorbeeld – het antwoord op de vraag hoe het mogelijk is dat veel kernwapens, vooral de zogenoemde tactische, tegenwoordig een explosieve kracht hebben die nog maar een fractie is van die van de bommen op Japan. Die ontwikkelden een energie van 15 tot 20 kiloton TNT, moderne bommen blijven vaak onder de 0,5 kiloton. Vreemde ontwikkeling.

De verklaring draait rond het begrip ‘kritische massa’. Valt een neutron op een klomp plutonium-239 of uranium-235 dan kan daarin de beruchte ‘kettingreactie’ ontstaan doordat bij de splijting van uranium- of plutoniumkernen wel 2 of 3 neutronen vrijkomen die opnieuw splijtingen teweeg kunnen brengen. Voorwaarde is dat de klomp splijtstof voldoende groot is. Dat wordt verhoudingsgewijs minder naarmate de klomp groter is en de bolvorm beter benadert. Breng je rond de splijtstof een reflector aan die neutronen terugkaatst (beryllium kan dat goed) dan kun je een kleinere hoeveelheid splijtstof kritisch krijgen.

Omdat er altijd wel ergens een neutron vandaan kan komen is het zaak de splijtstof in een kernwapen tot het allerlaatst subkritisch te houden. Daartoe kun je subkritische brokstukken binnen een kanonsloop tot een bovenkritische massa op elkaar laten schieten of een subkritische holle bol splijtstof met een omringende massa springstof tot een massieve bovenkritische bol in elkaar laten persen. Gun-type en implosie.

Zware, trage massa

Dat is de grote lijn. Er valt aan toe te voegen dat altijd een aparte neutronengenerator aan een kernwapen wordt toegevoegd om zeker te weten dat er op het tijdstip nul voldoende neutronen zijn om de kettingreactie te starten. Bovendien wordt de splijtstof binnen een kernwapen meestal omgeven door een zware, trage massa van bijvoorbeeld wolfraam of (gewoon) uranium die verhindert dat de splijtstof onder invloed van de toenemende hitte uiteenspat voordat hij voldoende verspleten is. Van de Hiroshima-bom verspleet maar 1,5 procent, van de Nagasaki-bom 17 procent. Moderne wapens komen hoger en lager uit.

Waar het om gaat is dat er twee wegen zijn naar lichte bommen: je kunt proberen een minimale hoeveelheid splijtstof toch kritisch te krijgen of een ‘gewone’ hoeveelheid splijtstof minder efficiënt laten ontploffen.

Dit kun je allemaal in Wikipedia vinden. Wat je daar tot je verrassing óók vindt is dat de meeste kernwapens tegenwoordig kleine waterstofbommen zijn waarvan de kracht vóór de militaire inzet handmatig is in te stellen. Dial-a-yield, heet dat. Je trekt een klepje open en regelt de bom bij. Je zorgt dan bijvoorbeeld dat het fusie-gedeelte toch maar niet mee ontploft of dat het splijtingsgedeelte zijn broodnodige neutronen net niet op tijd ontvangt. Het lemma ‘variable yield’ toont nog meer opties.