Vi bestemte oss for å skrive om krigens kjemi, og måtte jo derfor skrive om kjernevåpen/atomvåpen og nervegasser. Vi syntes at temaet virket interessant, og vi ville gjerne lære mer om dette. Nervegasser ble jo mye brukt under andre verdenskrig, og atomvåpen er jo som alle vet ekstremt skadelig og ødeleggende. Men; Hvordan virker gassen på mennesker, og hvordan kan så utseendemessig små bomber ødelegge så mye, og lage så store eksplosjoner !?

I denne oppgaven vil vi gi en innføring i hvordan nervegasser reagerer på mennesker, og hvordan kjernevåpen er bygget opp og virkningene av en kjernefysisk eksplosjon og vi vil også skrive om hendelser som knytter seg til bruk av kjernevåpen. Problemstillingene våre er:
1. Hvordan er kjernevåpen bygget opp?
2. Hva er som gjør at en så liten mengde kan utøve en så stor energi? Hva skjer i en kjernefysisk eksplosjon?
3. Hva kan virkningen av en kjernefysisk eksplosjon bli? Hva har skjedd i ulike eksplosjoner og konflikter med kjernevåpen verden over?

4.Hvilke gasser er i bruk i dag?

5.Forskjellige gasser, og hva de gjør med levende individer!

6: Absorbsjon, distribusjon og ekskresjon av gasser.

 

Ordforklaringer:
Da denne oppgaven til tider må bli litt teknisk, finner vi det nødvendig å gi en liten forklaring på flere av vanskelige forkortelser og ord som forekommer.

 

Pu239: plutonium med en atomvekt av 239 g/mol.

 

U235: Uran med en atomvekt av 235 g/mol. 

 

Deuterium: Hydrogen med ett ekstra nøytron

 

Tritium: Hydrogen med to ekstra nøytroner

 

 

Gammastråler: kraftige stråler av fotoner(det samme som lys) som kommer inn under radioaktiv stråling.

Kritisk masse: Minste mengde spaltbart materiale som under gitte betingelser kan holde en selvstendig kjedereaksjon i gang med konstant effekt

 
Generelt om kjernevåpen:

Kjernevåpen, eller atomvåpen, deles i to grupper: fisjonsvåpen og fusjonsvåpen. Karakteristisk for kjernevåpen er de enormt store energimengdene som blir frigjort. Vi vet alle hvilke ødeleggelser dette kan føre til. Man angir våpenets størrelse ved mengden av sprengstoffet TNT. Det er viktig å skille mellom den mengden som er i bomben, og den energimengden som blir frigjort under eksplosjonen. For eksempel hvis en fisjonsbombe inneholder 1 kg plutonium eller uran blir energien som blir frigjort satt til ca. 20 millioner kg eller 20 kilotonn. Ved dette eksemplet ser vi klart at energien som blir frigjort er vesentlig høyere enn mengden av sprengstoff i bomben. En atombombe på mindre enn 100 kg kan ha en styrke på 10 000 tonn.

 

Siden 1945 har det skjedd en sterk utvikling innenfor kjernefysikk og atomfysikk. Dette har ført til at kjernevåpnene har fått mindre vekt og dimensjoner. Bombene som ble brukt mot Hiroshima, veide ca. 5 tonn. De hadde en diameter på ca. 1 meter og lengde på ca. 3 meter. I dag ville en bombe av Hiroshima-styrke kunne lages så liten at den fikk plass i en håndkoffert. Samtidig ville i dag en bombe på størrelse med Hiroshima-bomben ha en sprengkraft som er tusen ganger så sterk. Tanken på at en terrorist med en Hiroshima-bombe i kofferten kan plassere denne i en storby, for deretter å dra langt vekk og fjerndetonere den, er grusom. Tanken på at en enkelt person kan drepe så mange mennesker er veldig skremmende. Tenk hvor lett det kunne være!

 

Alle ting er bygd opp av atomer. Det er ganske utrolig hvordan en så ”vanlig” ting, som finnes overalt rundt oss, kan brukes til å lage så enormt ødeleggende våpen. Oppdagelsen av kjernevåpen førte til en revolusjon innenfor krigføring i verden. Man kunne nå uskadeliggjøre store internasjonale områder med en enkelt rakett. Dette er energimengder som kan være til stor nytte for oss i mange hundre år fremover. Men det er også energimengder som kan utrydde ikke bare oss, men hele planeten vår. Det er vi mennesker som bestemmer om kjernevåpen og kjernefysikk skal være en ressurs for planeten vår, eller en katastrofe!

 

Stråling

Fra radioaktive stoff kommer det stråling. Det finnes tre hovedtyper stråling : alfa-, beta- og gammastråling. Her er kort fortalt litt om hver av dem :

 

Alfastråling

Noen atomkjerner sender ut to nøytroner og to protoner, dette er det samme som en heliumkjerne. Vi kaller den en alfapartikkel. Kjernen som blir igjen, inneholder to protoner og to nøytroner mindre enn tidligere. Det blir altså dannet et nytt grunnstoffatom med lavere atomnummer. Alfastråling er med andre ord strømmer av heliumkjerner.

 

Metallet Uran er en alfastråler.

 

Betastråling

Andre atomkjerner sender ut et elektron som kalles betapartikkel. Det høres rart ut at det kan sendes ut et elektron fra atomkjernen, for det finnes jo ikke elektroner i atomkjernen! Forklaringen er at et nøytron i kjernen først blir omdannet til et proton pluss et elektron. Deretter sendes elektronet ut med stor fart. Kjernen som blir igjen, inneholder da ett proton mer enn tidligere og ett nøytron mindre. Det blir da dannet et grunnstoffatom med høyere atomnummer. Betastråling er således strømmer av elektroner, og brukes i blant annet røntgenstråling.

 

Tilstanden i en atomkjerne.

 

Gammastråling

Når en atomkjerne har sendt ut en alfapartikkel eller en betapartikkel, skjer det en omgruppering av nukleonene. Disse må finne seg nye plasser. I denne prosessen, sender kjernen ut ”energioversskuddet” i form av elektromagnetisk stråling som kalles gammastråling. Derfor sendes det vanligvis også ut gammastråling i forbindelse med alfastråling eller betastråling.

 

Fisjon

Ordet fisjon betyr å ”spalte seg”. Det som skjer er at et U235 atom blir truffet av et nøytron. Det blir dannet et uranatom med større atomvekt, 236. Det frigjøres energi og uranatomet blir delt i to halvkjerner. Nye nøytroner blir deretter sendt videre i en påbegynnende kjedereaksjon. Dette er illustrert på figuren til høyre.

 

For at denne kjedereaksjonen skal gå jevnt og pent videre er det nødvendig å finne en passe stor uranklump. Man oppnår da kritisk masse.

 

Grunnen til den enorme energien som blir frigjort er de spaltede uranatomene som blir sendt i ekstremt høy fart fra hverandre. Dette medfører en ekstrem varme på ca. 50 millioner grader celsius. Til sammenlikning er sola bare blåbær. De nye nøytronene som blir sendt ut under denne spaltingen, går til nye U235 atomer, og spalter dem igjen. Slik fortsetter kjedereaksjonen.
Dette er fisjon.

 

 

 

 

Fisjonsvåpen:

Under en fisjonsbombe sprengning er det sprengvirkningen og de radioaktive stoffene som er størst. Nøytron- og gammastråling blir nesten ufarlig sammenlignet med trykkbølgen og varmestrålingen fra eksplosjonen. Ved store avstander er allikevel gammastråling og nøytronstråling vanskeligere å beskytte seg mot. Radioaktive stoffer slår seg ned omkring eksplosjonsstedet, og dette gjør et større område utilgjengelig de nærmeste dagene. Først etter flere år vil det være helt sikkert å dra tilbake til dette området.

 

Biologisk virker strålingen fra de radioaktive stoffene på samme måte som nøytron og gammastråling. Fordi stoffene også kan tas opp av organismen gjennom luft, mat og drikke, vil de biologiske virkningene bli mer faretruende. Som tidligere nevnt, er radioaktivt avfall fra fisjonsbombeeksplosjoner veldig farlig, da man ikke vet hvor nedfallet vil falle ned. Usikre faktorer, som vær- og vindforhold, bestemmer hvor det skal falle. Av den grunn kan bomben faktisk bli like farlig for den som bruker det, som for fienden.

 

Det radioaktive nedfallet og radioaktiviteten som skjer under en fisjonsbombeeksplosjon, er lite ønskede effekter. Av den grunn har det vært et mål å finne frem til kjernevåpen der denne effekten er redusert kraftig, kanskje til og med borte. Dette førte til oppdagelsen av fusjonsvåpen.

 

 

Fusjon

Fusjon betyr egentlig sammensmelting. I denne prosessen ”pakker” man atomkjerner med liten masse sammen til kjerner med større masse. Kjernefysikkens fusjon er således en sammensmelting av lette atomkjerner, altså en spesiell form for kjernereaksjoner. De reaksjoner som er best egnet for praktisk energiutvikling bruker tungt hydrogen. Men fusjon er bare mulig i temperaturer på mange millioner grader, derfor blir det kalt en termonukleær reaksjon. Når en skal få til fusjon er en derfor nødt til å ”trekke av” med en fisjon-bombe.

 

Litium-hydrid er et isotop av hydrogen, altså et hydrogen med større atomvekt.

 

De ”tunge” hydrogen atomene

Har du noen gang lurt på hvordan solen og så mange andre stjerner kan lyse i milliarder av år?

 

Her er svaret: FUSJON! Sammensmelting av hydrogen og andre lette atomkjerner er universets grunnleggende energikilde! Fusjon hadde egentlig vært en ideel energikilde også på jorden, men siden fusjonprosessen krever en temperatur på mange millioner grader, er det i dag umulig… alle materialer vi kjenner vil fordamper lenge før den første millionen celsius.

 

Men forskerne har en teori om at magnetfelt kan benyttes. Teorien går ut på at fusjonprosessen skal foregå inne i et magnetfelt, slik at det ikke kommer borti noe fast materiale. Et annet pluss med denne måten å produsere energi på er at den ikke forurenser i det hele tatt, ikke noe radioaktivt avfall, INGENTING, utenom strøm ! Det hadde vært fantastisk fint for menneskeheten, eller hva?

 

Beskrivelse av atomsprengladninger:

 

Det finnes to typer atomsprengladninger

 

1. Fisjonbombe (populært kalt Atombombe)

 

2. Fusjonbombe (populært kalt Hydrogenbombe eller vannstoffbombe)

 

I tillegg har vi :

 

3. Nøytronbombe, som er en form for Fusjonbombe.

 

Fisjonbombe

Fisjonbombe er den enkleste bomben og den som ble lagd først. Teorien i det hele er at flere underkritiske masser (se forklaring under pkt. 4.4.1) av spaltbart materiale lagres hver for seg i atombomben.

 

Sprenglegeme i bomben er av uran (U233 el. U235) eller plutonium (Pu239). Ytterst er det en kappe av uranmetall, som gir bomben ekstra virkning. Ved eksplosjonen antennes det kjemiske sprengstoffet elektrisk. I dette tilfellet brukes implosjonsmetoden, som forklart under.

 

Fisjonsvåpen kan utløses på to måter.

 

Den første metoden er kanonmetoden. To ladningsdeler blir skutt mot hverandre ved hjelp av vanlig sprengstoff. Da dannes det en overkritisk ladning, som ikke kan holde unna for trykket den blir utsatt for. Resultatet er kraftig frigjørelse av energi, eller en eksplosjon. Bomben mot Hiroshima var brukt på denne måten (se avsnitt om ”Hiroshima”).

 

Den andre og nyere/forbedrete metoden er implosjonsmetoden. Implosjon er det motsatte av en eksplosjon. I en eksplosjon er sprengkraften rettet utover, mens i en implosjon er sprengkraften rettet innover. Selve bomben blir omgitt av vanlig sprengstoff. Ved utløsningen presser sprengstoffet ladningen sammen slik at den får større tetthet og blir overkritisk. Dette leder til eksplosjon, som forklart ved kanonmetoden. Denne metoden ble brukt i bomben mot Nagasaki (se avsnitt om ”Nagasaki”).

 

Inne i bomben foregår fisjon, som forklart i forrige kapittel. Ved elektrisk antennelse av en liten mengde kjemisk sprengstoff i de ytre kantene av bomben, starter fisjonen og kjedereaksjonen brer seg i bomben (se fisjon). Dette gjør at trykket øker ekstremt, og urankappen klarer ikke holde igjen lenger. Idet den ekstreme energien frigjøres, blir det en ekstrem eksplosjon, og et drønn som ville knuse glass i et område av flere km.

 

Fisjonsbomben kan ikke lages ubegrenset stor, det vil si at man ikke kan holde en overkritisk masse spaltbart materiale samlet lenge nok til å få kjedereaksjonen større. I tillegg er også fisjonsbomben sterkt radioaktiv, grunnet nøytronene som slippes ut i eksplosjonen og selve det spaltbare materialet.

 

I eksplosjonsøyeblikket samler de forskjellige massene seg og oppnår en overkritisk masse. Det spaltbare materialet er så vidt underkritisk, slik at bomben ikke går av uten press utenfra.

 

Det som skjer når bomben går av er at det spaltbare materiale blir presset sammen ved hjelp av tusenvis av atmosfærers trykk, slik at det spaltbare materiale blir bare 2/3 av det det var før. Det som skjer nå kan best forklares med et eksempel:

 

Vi kan sammenligne det med en sky appelsiner. Vi sier at en klump uran235 er appelsinskyen. Nøytronet er en appelsin. Normal, ukompressert uran ville tilsvare det samme som at det var 1 km mellom hver appelsin i skyen. Når man da prøver å kaste denne appelsinen (nøytronet) inn i skyen er det ikke særlig stor sjanse for at man vil treffe en av appelsinene i skyen. Men hvis et ytre trykk samler appelsinene slik at mellomrommet mellom dem blir noen cm, er man garantert å treffe en appelsin. Man klarer seg faktisk med en meter eller to, man treffer allikevel.

 

Fisjonbomben var det første skrittet på atomvåpenets landevei.

 

Fusjonsvåpen:

En stor fusjonsbombe kan gi en sprengvirkning som er opptil 1000 ganger kraftigere enn effekten av en fisjonsbombe. Det relativt lille nedfallet av radioaktive stoffer i en fusjonsbombe, blir som tidligere nevnt gjort av fisjonsbomben, kjernen i fusjonsbomben. Den såkalte rene fusjonsbomben som ikke skal gi radioaktivt nedfall, har det ikke vært mulig å lage. Men størrelsen av fisjonsbomben som setter i gang fusjonsbomben ligger langt under den kritiske størrelsen av en ren fisjonsbombe.

 

Ved en hydrogenbombeeksplosjon er det først og fremst trykkbølgen og varmestålingen som utgjør en stor risiko. Med nøytronbomben vil derimot, i motsetning til hydrogenbomben, virkningene rette seg mer mot radioaktiv stråling, i form av nøytronstrømmer som gir strålingsskader. Dette dreper mennesker over lange avstander, og ødelegger elektrisk utstyr. Som tidligere nevnt er dette også brukt som anti-panser våpen. Denne strålingen skjer kun i noen få dager, men gjør allikevel store skader. Materielt sett er det relativt små skader etter en nøytronbombeeksplosjon.

 

Fusjonbombe (H-bomben)

 

Fusjonsvåpen:

Fusjonsvåpen blir delt i to grupper: H-bomben (hydrogenbomben) og nøytronbomben. Disse to bombene har noenlunde samme konstruksjon, og er like på mange måter. Men det er også flere forskjeller (se under).

 

Fusjonsvåpen kan gjøres enormt store. Den største fusjonsbomben som er rapportert sprengt av Russland i 1961, hadde en sprengvirkning på størrelse med 58 millioner tonn TNT.

 

Som allerede nevnt, under avsnittet om fusjon, trenger en fusjonsbombe en fisjonsladning i midten for å få nok varme og energi til å starte fusjonsprosessen. Ved flere millioner grader har de minste atomkjernene, hydrogenkjernene, nok energi til å trenge inn, eller smelte, i hverandre. Fusjon betyr som sagt ”sammensmelting” og det er akkurat det som skjer i fusjonsbomben.

 

Hydrogenbomben (H-bomben):

I kjernen av bomben finner man fisjonsladningen. En kappe av uranmetall omkranser hele bomben, for å gi ekstra effekt. Ved elektrisk tenning av det kjemiske sprengstoffet skjer det en implosjon som presser sprenglegemet av lithium-hydrid og hydrogen, sammen mot fisjonsladningen. Dette trykket gjør at fisjonsladningen eksploderer, og ved mange millioner grader starter fusjonen i bombe. Det enorme trykket, gjør at energien frigjøres, og eksplosjonen er et faktum.

 

H-bomben har ingen begrensning i mengden reaksjonsmateriale, og kan derfor lages vesentlig større enn fisjonsbomben. De kan lages i styrke fra under 100 kilotonn til over 100 millioner tonn, eller 1 million tonn. En fordel ved hydrogenbomben, er dens relativt lille utslipp av radioaktive stoffer. Fisjonsladningen i midten av hydrogenbomben slipper ut radioaktivitet som det ikke er mulig å forhindre. Mesteparten av energien kommer fra fusjonsprosessen, og denne spyr ikke ut radioaktive fisjonsprodukter. Det er også mulig å lage en fusjon som ikke spyr ut nøytroner, og den bomben blir da veldig ”lite” radioaktiv. og    En annen og på mange måter like viktig forskjell er at H-bomben kan lages slik at den frigir relativt små mengder radioaktivt materiale. Fisjonstennladningens radioaktivitet slipper vi aldri i fra. Men vi kan skaffe mesteparten av energien fra selve fusjonsreaksjonen, og denne spyr ikke ut radioaktive fisjonsprodukter. Heldigvis finnes det også en fusjonsreaksjon vi kan bruke som ikke frigir nøytroner. Og det er nøytronene som skaper all radioaktiviteten fra bombene, utenom det som kommer fra selve fisjonen da. Derfor kan man få en ”lite” radioaktiv fusjonsbombe med større sprengvirkning enn fisjonsbombene. H-bomben, er basert på såkalte termonukleære kjernereaksjoner, og derfor blir bomber basert på fusjonsreaksjoner kalles også for ”termonukleære våpen”.

 

Nøytronbomben:

Prinsippet i nøytronbomben er det samme som i h-bomben. En implosjon øker slik at fisjonsladningen kommer i overkritisk tilstand, og eksploderer. Fusjonen sprer seg. Forskjellen er innholdet i sprenglegeme. Her frigjøres spesielt mange nøytroner.

 

Nøytronbomben er som nevnt en noen lunde samme konstruksjon av hydrogenbomben, men det er flere forskjeller.

 

Det første og viktigste forskjellen mellom H-bomben og nøytronbomben er radioaktiviteten.

 

 

En nøytronbombe er et termonukleært våpen, slik som H-bomben. Det er egentlig bare en annen konstruksjon av H-bomben. Det er likevel mange forskjeller.

 

Den første og viktigste er radioaktiviteten.

 

H-bomben går ut på at det skal bli størst mulig sprengkraft og minst mulig radioaktivitet. I nøytronbomben er det motsatt, en liten kjernefysisk ladning (1-5 Kt) som slipper ut en stor nøytronstrøm. Denne nøytronstrømmen vil ta livet av mennesker i en ganske stor radius, men vil ikke volde så stor materiell ødeleggelse (relativt sett). Poenget med denne bomben er at den skal være et anti-panser våpen. Den funker på den måten at nøytronstrømmen går igjennom panseret på kjøretøyet og dreper mannskapet dens, mens selve panserkjøretøyet er relativt uskadd. Grunnen til at en ikke kan bruke vanlige atomvåpen til dette er at de ikke er effektive nok, varmen og trykkbølgen til et atomvåpen vil bare være effektivt mot panserkjøretøy i et lite område.

 

Nøytronbomben har lenge hatt et rykte som sa at den drepte alle i et område uten å lage en ripe i husene. Dette er ikke helt sant, en atomeksplosjon vil det uansett bli, men det vil ikke skade bebyggelser like mye som andre atomstridshoder… En annen og ny metode å bruke nøytronbomber på går ut på dette prinsippet. Det er funnet opp en teknikk som er det mest skremmende perspektivet (synes jeg) ved atomvåpen : nøytronbomber kan nå lages like stor som en baseball. Eksplosjonen vil være forholdsvis liten (300-400 t) men radioaktiviteten vil være stor nok til å utslette halvparten av innbyggertallet i en by som Oslo. Tenk hvor lett det ville bli for en terroristorganisasjon å smugle den inn på f.eks. en fullstappet fotballstadion ! Han kunne armere den, stappe den i lommen, sette seg på stadion, ”miste” den under setet, komme seg vekk og fjerndetonere den. Jeg grøsser ved tanken ! De største fotballstadionene tar 50-100.000 tilskuere…

 

Her en liste over land som har nøytronbomber:

 

USA, Russland, England, Kina, Frankrike og trolig Israel, selv om det sistnevnte landet ikke innrømmer det.

 

Virkninger av atomeksplosjoner:

 

Generelt:

 

Under alle kjernefysiske eksplosjoner blir det en enorm trykk- og temperaturstigning, og en ildkule brer seg i en diameter på flere hundre meter, iblant flere kilometer på de største bombene. Temperaturen er mellom 50 og 100 millioner grader celsius. En kraftig sjokkbølge feier bort løst materiale, blåser overende bygninger osv. En intens lysstråling forårsaker kortvarig, eller noen ganger, evig blindhet. Denne lystrålingen forårsaker også antennelse av brennbart materiale, smelting av metaller, ødeleggelse av liv eller i større avstander forbrenninger og øyeskader.

 

Etter at trykkbølgen har passert, vil det oppstå et undertrykk i området der bomben eksploderte. Luften vil suges tilbake, noe som resulterer i en voldsom vind med flere ganger orkan styrke.

 

Ved alle eksplosjoner oppstår det stor røykutvikling. En stor soppsky med stor radius brer seg over himmelen, store mengder røyk og støv stiger opp i atmosfæren. Dersom mange kjernevåpen sprenges samtidig vil støv og røyk dekke himmelen totalt og hindre solstråler i å slippe ned til jordas overflate. Følgene av dette er en kraftig nedkjøling, en såkalt kjernevinter eller atomvinter. Flere undersøkelser viser at det er sannsynlig at det var dette som skjedde da dinosaurene ble utryddet for flere millioner år siden, bare at det var en komet/asteroide som skapte denne atomvinteren ved nedslaget.

 

Andre trusler ved en atomeksplosjon er gamma- og nøytronstråling. Som tidligere nevnt produserer disse strømmene elektromagnetiske signaler som kan føre til at elektronisk utstyr blir ødelagt. Denne strålingen gir ellers ”små” materielle skader, men er momentant dødelig i store doser.

 

Radioaktive stoffer dannes under eksplosjonen. Disse stoffene blir fordelt i de øvre luftlag og vil drive rundt jorda til de faller ned som radioaktivt nedfall. Planter tar dette opp, og det kan også bli ført med drikkevannet til dyr og mennesker. Ved en fisjonseksplosjon vet man ikke hvor nedfallet vil falle. Dette er da ekstra farlig.

 

Kjernevåpens historie:

 

Kappløpet

I 1939 offentliggjorde de to tyske fysikerne Otto Hahn og Fritz Strassman sin oppdagelse av fisjon av tunge atomkjerner. En del amerikanske vitenskapsmenn fryktet av tyskerne kunne utnytte denne oppdagelsen til å produsere atomvåpen. Med Albert Einstein som mellommann snakket de med president Roosevelt sommeren 1939, og gjorde han oppmerksom på denne faren. Spørsmålet ble først nøye evaluert under et møte mellom Churchill og Roosevelt i 1942, og det ble fart i arbeidet. Fysikere fra flere land gikk sammen om det militære tiltaket som ble kalt Manhattan-prosjektet. Arbeidet foregikk på mange forskningssentrer, og selve atombomben ble utviklet med Los Alamos-laboratoriet.

 

Hvem fikk kjernevåpen først?

USA var det første landet som greide og lage et kjernevåpen, en fisjonsbombe i 1945. Deretter fulgte selvfølgelig den andre store supermakten, Sovjetunionen, etter, i 1949. Utviklingen av en fusjonsbombe med lite radioaktivitet var stor og ønsket, og det ble i 1952 en realitet. USA og Sovjetunionen var først. Selvfølgelig. I årene fremover fulgte Storbritannia, Frankrike og Kina etter.

 

Første eksplosjon - Trinity

Allerede samme året som det første kjernevåpenet ble lagd, den 16. juli 1945, fant den første atomeksplosjonen sted. Det var så klart stort hemmelighetsstempel rundt dette forsøket, blant annet med falske pressemeldinger til media osv. Ingen ting skulle lekke ut. Stedet for sprengningen var Los Alamos i New Mexico, USA. Ingen visste helt hva resultatet av eksplosjonen ville bli. Alle muligheter var tatt med i beregningen, fra fullstendig fiasko til fullstendig katastrofe.

 

Bomben ble detonert i et kontrolltårn ni kilometer unna bomben. Eksplosjonen var vellykket. Lysglimtet, ildkulene og den digre soppskyen viste at alt hadde gått som planlagt. Los Alamos-laboratoriet hadde skapt det fryktligste og mest grusomme våpen i menneskehetens historie.

 

Den andre atombomben fikk ikke hvile lenge på sine laurbær, før den ble satt ut i krig bare måneden etter.

 

Little boy og Hiroshima

Etter det vellykkete Trinity-forsøket så amerikanerne ingen hindring mot å bruke atombomben i krig. Det var Japan, Hiroshima og Nagasaki, som fikk lide under skjebnen. Det var uten tvil et effektivt våpen, men amerikanerne visste nok ikke helt hvilke følger Hiroshima-bomben ville få da de først bestemte seg for å sende den opp.

 

Den 6. august 1945, stod bombeflyet Enola Gay klart til start for sitt historiske oppdrag: å slippe atombomben Little Boy over Hiroshima. Little Boy var 3 meter lang, og hadde en diameter på 70 centimeter. Seks og en halv time senere, klokken 8.15 japansk tid, ble Little Boy sluppet over sentrum av byen i fallskjerm. Bomben eksploderte i en høyde av 576 meter. Det var den beregnede idealhøyden for maksimal ødeleggelse av byen under.

 

Klokken 8.16, 43 sekunder etter at bomben ble sluppet ut av flyet, detonerte den. Det skjedde ved kanonmetoden og resulterte i en eksplosjon tilsvarende sprengkraften i 20 kilotonn TNT. Enola Gay befant seg 18 kilometer unna i eksplosjonsøyeblikket og ble da trykkbølgene nådde frem, kastet frem og tilbake som en kork på havet. Da styrmannen i flyet, kaptein Robert Lewis, så seg tilbake, utbrøt han: "Oh my God! What have we done?!"
I eksplosjonens sentrum oppstod det i en brøkdel av et sekund en temperatur av størrelsesordenen 100 millioner grader. Samtidig med lysglimtet som var sterkere enn tusen soler, kom en varmebølge. Den varte antagelig mindre enn et tiendedels sekund og var så intens at den fikk alt antennelig i nærheten til å ta fyr og forkullet stolper så langt unna som 3,6 kilometer fra eksplosjonens sentrum. På 550-640 meters avstand fikk den granitt til å skalle av og forvitre. Heten fikk også takstein til å smelte 1200 meter unna. Mennesker som befant seg innenfor en radius på en kilometer fra ildkulen, ble på under et sekund forvandlet til ugjenkjennelige, forkullede, rykende klumper. Opptil fire kilometer unna fikk de uhyggelige brannskader. Fugler tok fyr i luften.
Et tog 1,5 kilometer fra nullpunktet, stedet rett under eksplosjonen, ble forvandlet til en forvridd masse av metall og knust glass. Alle passasjerene døde. Brennende mennesker kastet seg i vann der det fantes og omkom enten av skadene eller fordi de var så svake at de druknet. Sårede barn løp skrikende rundt og lette etter mødrene sine.
Senere falt det et underlig regn: Digre, svarte dråper som inneholdt radioaktivitet fra atomsoppen. De neste to ukene støtte legene på symptomer de ikke forstod: Blod i urinen, flekker under huden, blødende tannkjøtt, hårtap og lav prosent av hvite blodlegemer. Folk som lot til å være på bedringens vei etter skadene de hadde pådratt seg i eksplosjonen, begynte å dø i stort antall. Legene stod maktesløse.

 

Statistikken over døde steg år for år. Med Hiroshima var 62.000 av dens 90.000 bygninger ødelagt. Bebyggelsen i en sirkel med radius på cirka to kilometer ble utslettet.
Little Boy hadde en sprengkraft som tilsvarte 2.000 av de største inntil da anvendte bomber. Det mest uhyggelige ved det nye våpenet, var radioaktiviteten som ble utløst. Den brente mange ofre til døde, og gav mange som tilsynelatende var sluppet fra katastrofen, skjulte skader som i år etterpå utviklet seg til kreft eller ble ført videre til deres barn. Ifølge amerikanske statistikker fra 1994, ble 70.000 drept og 70.000 skadet da bomben falt. Men på grunn av langtidsvirkningene av den radioaktive strålingen, var dødstallene i 1950 oppe i 200.000.
Maksimumstemperaturen i eksplosjonsøyeblikket var flere millioner grader. En flammekule med 15 meters radius ble formet på ett tiendedels millisekund med en temperatur på 300.000 grader. Flammekulen utvidet seg til sin enorme maksimumsstørrelse i løpet av ett sekund. Toppen av atomsoppen nådde en høyde av 17.000 meter over bakken. En eneste atombombe, etter våre dagers oppfatning til og med en liten atombombe, la Hiroshima øde.
Til tross for all ødeleggelsen virket de japanske lederne fremdeles uvillige til å gi opp. USA gjentok derfor sitt dødsbudskap.

 

Fat Man og Nagasaki

Tre dager etter at Little Boy ble sluppet fløy flyet Bockscar over Nagasaki og slapp fra seg Fat Man, den tredje atombomben.
Den var 3,2 meter lang, hadde en diameter på 1,5 meter og veide 4,5 tonn. Den eksploderte i 500 meters høyde ett minutt senere og hadde en styrke på 21 kilotonn TNT. Denne bomben var nesten dobbelt så kraftig som den første, men virkningen ble dempet av de bratte åsene rundt byen, og de fysiske skadene ble derfor mindre dramatiske. Likevel ble 40.000 mennesker drept og 60.000 skadet da bomben falt. Men på grunn av langtidsvirkningene av den radioaktive strålingen, var dødstallene i 1950 oppe i 140.000. Japans regjering kapitulerte, og bomben markerte dermed slutten på annen verdenskrig, men begynnelsen på en helt ny, stille krig: Den kalde krigen.

 

Hva skjedde så?

 

I årene etter Hiroshima og Nagasaki-bombene, forsto amerikanske forskere mer og mer hva de egentlig hadde gjort. Dødsfallene som stadig økte, viste at disse bombene var enda verre enn man først hadde trodd. Mange prøvde å få til politiske avtaler, som gjorde at atombombesprengninger skulle være forbudt i fremtiden. Men det var en håpløs kamp.

 

Et vanvittig opprustningskappløp ble tilfellet i årene etter krigen. USA og Sovjet sto side om side, og utviklet nye og bedre kjernevåpen for hvert år som gikk. Flere prøvesprenginger ble utført, og i 1952 kom den første hydrogenbomben, under kodenavnet MIKE. Det var USA som sto for den. Hydrogenbomben var mer en helvetesmaskin enn et våpen, fant man ut.

 

I oktober 1961 prøvesprengte Sovjetunionen den kraftigste og mest forurensende bomben noensinne sprengt. Det ble gjort ved Novaja Semlja i Sovjet. Hele tre kilometer oppe i atmosfæren sprengte en bombe på utrolige 58 millioner tonn, tilsvarende 3900 Hiroshima-bomber. Det radioaktive avfallet er og vil i mange hundre år fremover være forurensende i landene i nærheten, deriblant Norge.

 

I 1961 utviklet USA de kanskje mest kjente kjernevåpnene gjennom tidene. De ble kalt Minuteman-raketter og er interkontinentale raketter med en sprengkraft som tilsvarer 100 ganger Hiroshima-bomben. Den dag i dag er disse rakettene plassert forskjellige steder rundt om i USA; alltid klar for utskytning. To personer, begge bevæpnet, sitter døgnet rundt med en hånd på utløsningsknappen. Men det er bare etter ordre fra presidenten dette er lov. Dersom en av de to personene går fra vettet og truer med å skyte ut en rakett, vil den andre skyte han umiddelbart.

 

Cuba-krisen

Cuba-krisen oppstod mellom USA og Sovjetunionen i oktober 1962, etter at amerikanske fly hadde konstatert at sovjeterne var i ferd med å bygge baser for utskytning av raketter på Cuba. President Kennedy erklærte den 22. oktober blokade av Cuba og krevde demontering av basene og fjerning av offensive våpen. USA forberedte invasjon av Cuba, og verden fryktet en kjernefysisk krig mellom USA og Sovjetunionen. Sovjeterne gikk imidlertid den 28. oktober med på å demontere basene og fjerne de offensive våpnene. Etter at rakettene var trukket tilbake, ble blokaden hevet den 20. november. Krisen brakte supermaktene til randen av kjernefysisk krig, men ble samtidig høydepunktet for den kalde krigen.

 

Syke fakta:

Når en radioaktiv (ustabil) atomkjerne henfaller og sender ut stråling, går den over i en stabil tilstand og er ikke lenger radioaktiv (det finnes unntak fra dette: de radioaktive serier). En radioaktiv kilde vil derfor bli svakere med tiden og til slutt dø ut.

 

Halveringstiden er den tiden det tar før halvparten av kjernene har henfalt og aktiviteten er redusert til det halve.

 

For eksempel er halveringstiden for radon-222 ca. 4 dager, mens uran-238 har en halveringstid på hele 4,5 milliarder år (like lenge som jorda har eksistert). Etter én halveringstid er altså halvparten av de radioaktive kjernene igjen; etterto halveringstider er 1/4 igjen og etter tre halveringstider 1/8 osv.

 

Vi lever i en strålende verden. Sola, lufta, jorda vi bor på; ja, selv vår egen kropp sender ustanselig ut stråling av ulike slag. Mens du leser dette, sender du selv ut like mye varmestråling som en 75-watts lyspære, og du er radioaktiv med en strålingsaktivitet på ca. 5000 becquerel. Du utsettes for stråling fra radioaktive stoffer i bakken, tak og vegger. Er du ute en solskinnsdag, blir du truffet av lysstråling, varmestråling, UV-stråling og partikkelstråling. I vinternettene maler partikkelstråling nordlys på himmelen.

 

Mange røykvarslere er basert på en radioaktiv kilde. Vi plasserer en -partikkelkilde i et lite luftkammer (vi kaller det et ionekammer). -partiklene danner ioner i kammeret, og når det er elektrisk spenning over kammeret, vil ionene føre til en elektrisk støm. Kommer det røykpartikler inn i kammeret, vil de redusere ionestrømmen, og alarmen vil gå.

 

Tsjernobyl-ulykken

Slik så reaktoren og omgivelsene ut tre dager etter eksplosjonen i Tsjernobyl.

 

Den 26. april 1986 løp en av reaktorene ved kjernekraftverket i Tsjernobyl løpsk. Varmeutviklingen førte til en gasseksplosjon (ikke en atomeksplosjon - reaktoren oppførte seg ikke som en atombombe). Eksplosjonen førte til at topplokket på reaktoren ble delvis sprengt bort, og reaktoren hadde ingen inneslutning som hindret de radioaktive stoffene i å slippe ut. I eksplosjonen og den etterfølgende brannen ble det frigjort store mengder radioaktive stoffer. Reaktorkjernen med grafitt brant i mange dager, og utslippet fortsatte i hele ni dager (figuren under). Isotopene som slapp ut var bl.a. cesium, strontium, jod og plutonium.

 

Utslipp av radioaktive stoffer fra Tsjernobyl. Høyden på søylene viser samlet utslipp pr. dag (relative enheter). Alle de radioaktive gassene slapp ut den første dagen, mens utslipp av radioaktive støvpartikler fortsatte i ni dager.

 

I de første dagene etter ulykken jobbet ca. 1000 mennesker intenst med å slukke brannen og kapsle inn restene av reaktoren for å unngå nye eksplosjoner og utslipp av radioaktivt materiale. En del av disse arbeiderne fikk betydelige stråledoser, og 28 personer døde som følge av akutte stråleskader, mens 3 døde av brann- eller andre skader.

 

Den aller første kjernefysiske test fant sted nær Almagordo i New Mexico i juli 1945. Senere er det foretatt mer enn 1900 tester. Kartet her viser teststedene. Av størst interesse for Norge er Novaja Semlja.

 

Disasters with Nuclear manmade power

Chernobyl: The Dark Side of Technological Progress The development of the civilization brought up many discoveries that completely changed the way people lived. The inventions of the wheel, gunpowder, elecricity, radio and television, all of them affected mankind in their time. Nuclear power was one of those inventions. It provided a lot of energy from a very little amount of material. Although we have received many benefits from our modern advanced science and technology, we must realize that there are negative aspects of what the technology can bring us as well. The Chernobyl disaster proved it. The effect of this accident spread throughout the world and will last longer that most people can imagine. Nobody knew where Chernobyl was before the accident took place. As a result of a massive explosion on April 26, 1986, Chernobyl suddenly became the worlds foremost symbol of technological disaster. There are many factors that led to the accident, such as human error and ineffective training, but the most important is the safety issue. That day, the operators decided to make a test in order to check if the generators would work properly in case of power loss. They weren't completely informed about the current condition of the reactor, which was dangerous if not operated under normal conditions. During the test the cooling water wasn't given to the reactors and the pressure went 100 times normal. As a result, the explosion occurred that blew off the wall and the roof of the reactor building. After that over 100,000,000 curies of radionuclides were released into the open air. According to American scientists, the destroyed reactor liberated hundreds of times more radiation that was produced by the atomic bombings of Hiroshima and Nagasaki. Seventy percent of radiation fell on Belarus, but radioactive particles landed on different areas as far as thousands of miles away. The consequences of the Chernobyl disaster were terrible. It is estimated that over 15 million people have been victimized by the tradegy in some way. The Chernobyl had both physical and psychological effects on people. There has been a significant increase in cancer, leukemia and other radiation induced diseases. Many physical disorders are detected among the children. Lands, crops and water were contaminated. People were forced to evacuate their homes because the land became inhabitable. One of the most damaging consequences has been anxiety and stress in people's lives. Every day people were worried about what could happen next; could there be another accident? Will the food they eat be contaminated? Will their children be all right? This has caused many health problems; and that might me just the beginning. Among the scientists, there is a deep concern about long-term genetic damage to future generations. The main problem about the Chernobyl tradegy still remains 12 years after the accident. Nobody knows what to do with thousands of square kilometers of contaminated field and forests, rivers and lakes. Until 1991, the government of USSR supported a program for liquidation of the consequences of the Chernobyl accident; there was a huge financing from the country's budget. In 1991 USSR broke into many separate republics. Belarus, one-third territory of which was contaminated with radiation and which people suffered the most, remained one on one with the problem which demands billions of dollars. In this situation, people really needed help from all the countries in order to liquidate the consequemces of the explosion in one single country which cannot financially afford it by itself. Many countries provided humanitarian help to hospitals, sick people and children. But it was just a drop into the sea. High developed and rich countries have to unite and find the money to destroy the damaged reactor, to restore the normal work of agriculture, to build modern hospitals and diagnostic centres equipped with necessary technology. If its not done now, the contaminated countries might turn into dying deserts. The Chernobyl accident was a real tragedy that affected the whole world. It proved that one man's error, compounded by a faulty technical design, can lead to thousands of others' deaths. It also proved that although many powerful and helpful technological systems were created, people still don't completely understand the danger they represent when these are operated incorrectly. That includes nuclear warheads, power plants, different kinds of weapons, etc. We should learn from our mistakes. Future Chernobyls will not happen if we begin to take safety issue more seriously.

 

Little boy og Fat man

Were the atomic bombings in Hiroshima and Nagasaki necessary to save allied lives and to end Japan’s threat to world peace? Did the resulting loss of life cost more than a deadly invasion of the Japanese mainland? In August 1945, the first dropping of atomic bombs in civilian areas of Japan killed hundreds of thousands of innocent people. Immediately following those bombings, Japan surrendered to the United States. But was it really worth all that suffering?

 

It was the thoughts of Albert Einstein that led to the creation of the atomic bomb. Albert Einstein predicted that mass could be converted into energy.

 

Gasser:

 

Kjemiske og biologiske våpen

Ødeleggelsesevnen til kjemiske og biologiske våpen bygger på ulike stoffers og mikroorganismers virkninger på mennesker, dyr og planter.

 

Kjemiske våpen ble først gang brukt i større utstrekning under første verdenskrig. Senere ble slike stridsmidler brukt av italienerne i Etiopia og japanerne i Kina. Tyskerne brukte gass til massehenrettelser i utryddelsesleirene sine under den annen verdenskrig. Senere er kjemiske våpen - men ikke giftgass - blitt brukt i stor utstrekning av amerikanerne i Vietnam. Det er hevdet at vietnameserne har brukt kjemiske våpen i Laos og Kampuchea, og russerne har brukt slike våpen i Afghanistan, men bevismaterialet er svært mangelfullt i begge tilfeller.

 

Kjemiske stridsmidler kan brukes mot planter eller mot mennesker og dyr. Den første bruksmåten kan dreie seg om å fjerne løvverk og plantevekster for å gi fiender færre muligheter for å skjule seg i terrenget, eller siktemålet er å redusere avlinger for å ramme fiendens forsyninger og kampmoral for øvrig.

 

En velkjent gasstype, som har vært brukt både i krig og ved sivile uroligheter, er tåregassen. Andre gasstyper som ikke er dødelige, kan forårsake smerter, fremkalle nysing og hoste, brekninger eller forårsake svie og kløe i huden. Felles for disse virkningene er at de reduserer stridsdyktigheten til motstanderne. Stoffer som framkaller hallusinasjoner, eller andre mentale forstyrrelser er også vurdert som våpen, men ser ikke ut til å ha funnet anvendelse i krig.

 

Mange kjemiske stridsmidler forårsaker død eller alvorlige skader. Noen angriper lungene slik at oksygeninntaket stoppes og ofrene kveles. De såkalte ”blodgassene” forstyrrer blodlegemenes evne til å frakte oksygen inn i kroppen og karbondioksyd ut, noe som fører til skade eller død på grunn av oksygenmangel. Andre irriterer levende vev slik at forbrenningsliknende skader oppstår, gjerne med blemmer eller åpne sår. Disse stoffene kan også ødelegge oksygeninntaket om de kommer inn i lungene. Nervegassene som nevnes oftest i militær sammenheng, forstyrrer nerveimpulsene mellom de forskjellige deler av kroppen. Dermed stoppes slike livsviktige prosesser som åndedrettet, og musklene kommer ut av kontroll.

 

Mange kjente mikroorganismer er blitt undersøkt med tanke på militær anvendelse. De er blitt kartlagt med sikte på å frambringe eller finne spesielt ”sinte” varianter med kort tid til sykdomsframbrudd og høy dødelighet. Noen organismer som er undersøkt er chlamydiene som skaper,papegøyesyke,ulike influensavirus, hjernehinnebetennelsevirus, gulfebervirus,rickettsiene som skaper flekktyfus og flekkfeber. Pestbakterier som ligner de som skapte Svartedauen og andre epidemier er undersøkt. Videre kan miltbrannbakterier, og spesielt miltbrannsporer, ha militære muligheter, likedan en sykdom kalt snive og de mer velkjente: kolera, tyfoidfeber, dysenteri, tularemi og brucellose.

 

Kjemiske og biologiske stridsmidler kan spres ved:

- eksplosjoner, f.eks. i granater der sprengstoff sprer stridsmidlet etter nedslag,

- ved å forbrenne stoffer med tilsatte stridsmidler,

- ved spredning av væsker i aerosolform, dvs. i form av ørsmå dråper, f.eks. ved trykkluftblåsing gjennom trang ventil,

- ved at pulver spres i støvskyer, gjerne skapt ved trykkluft,

- ved direkte tilsetning til mat og drik kevannsreservoarer,

- ved besmitting av ff eks. mygg og gnagere som kan overføre sykdommer til mennesker.

 

Under spredningen må det tas hensyn til meteorologiske forhold, spesielt temperatur og vindretninger. Det er heller ikke alle stridsmidler som tåler den røffe behandlingen de første fire måtene medfører - de kan ødelegges av voldsomme mekaniske- eller varmepåkjenninger. Spesielt er biologiske midler ømfintlige. Ellers har mange stoffer og mikrober kort levetid etter at de er frigjort - de brytes ned og forsvinner i, løpet av fra få minutter til noen dager. Dette gjør at det er ganske få kjemiske stoffer og mikrober som tilfredsstiller militære krav. For mikrober som overføres via infiserte insekter og gnagere kommer et ytterligere problem ved at overføringsmidlet ikke er lett å kontrollere. Stoffene er ytterst giftige.

 

Nervegassen VX, som er den amerikanerne hovedsaklig har i sine arsenaler, er dødelig etter ett minutt for personer som ånder i luft med 36 milligram VX pr. kubikkmeter. Det betyr at en artillerigranat med 20 kg VX kan forurense en halv million kubikkmeter luft med dødelige doser. Dette tilsvarer luften i ca. 1000 vanlige eneboliger. Ved høyere konsentrasjoner av VX kan dødelige doser komme inn gjennom huden - det som skal til er I gram VX pr. kubikkmeter luft i minst ett minutt. En annen gift, botulinal toxin A, er det giftigste stoff man kjenner. Bare 0,1 milligram pr. kubikkmeter i ett minutt, gir dødelige doser ved innånding. Dødsprosessen tar imidlertid her 12-24 timer, mens den for VX og andre nervegasser er fra ett til femten minutter. Derfor er nervegassene de mest aktuelle stridsgassene, med forskjellige irriterende gasser som nummer to.

 

Under første verdenskrig var kjemiske stridsmidler ansett for å være viktige våpen. Kjemiske våpen ble imidlertid generelt sett på som inhumane, og noe som burde avskaffes. Den 17. juni 1925 samlet en lang rekke land seg om en internasjonal traktat som forbyr bruken av «kvelende, giftige eller andre gasser samt bakteriologiske metoder i krig», og Genève-avtalen av 1925 trådte i kraft 8. februar 1928. Avtalen ble regnet som internasjonal lov, men det var flere store land (blant annet USA) som den gang ikke undertegnet avtalen eller forbeholdt seg retten til å bruke slike våpen hvis en selv ble angrepet av land som ikke hadde undertegnet avtalen (Sovjet). En svakhet med avtalen var at den ikke forbød utvikling, produksjon og lagring av kjemiske og biologiske våpen, samt at den ikke inneholdt noen verifikasjonsprotokoll.

 

Det første bruddet på Genève-avtalen skjedde da Italia brukte sennepsgass i krigen mot Etiopia (1936-1937). Under andre verdenskrig hadde alle stormaktene betydelige lagre av kjemiske våpen, men det er ikke bekreftet at de ble brukt.

 

Etter andre verdenskrig satset både Sovjetunionen og land i NATO sterkt på offensive kjemiske og biologiske våpen. Begge parter anså slike våpen som effektive og viktige, samt at de ville kunne bli brukt i en eventuell krig. Etterhvert modnet imidlertid en tydelig vilje til å minske faren for bruk av disse våpnene, noe som førte til «Konvensjonen av 10. april 1972 mot biologiske og toksiske våpen» og «Paris-konvensjonen av 13 januar 1993 om forbud mot utvikling, lagring og bruk av kjemiske våpen samt deres destruksjon.» Begge disse konvensjonene er langt mer omfattende enn Genève-avtalen. Konvensjonen mot kjemiske våpen går så langt at stedlig inspeksjon kan iverksettes i land som mistenkes for brudd på konvensjonen. Så langt går ikke den biologiske konvensjonen, men det arbeides for å styrke den.

 

Og Geneve-konvensjonens betydning begrenses av at stormaktene bare godtar et forbud mot førstebruk av kjemiske våpen. Både øst og vest hevder at utvikling og produksjon av kjemiske våpen er nødvendig ,i tilfelle motstanderen tar dem i bruk først. Disse konvensjonene har derfor ikke satt noen effektiv stopper for kappløpet innenfor kjemiske våpen. Tvertimot foregår dette nå mer intensivt enn noen gang før. Mange vanlige våpenbærere som også kan ta atomladninger eller konvensjonelle stridshoder - slik som felthaubitsere - kan også medføre kjemiske stridshoder.

 

Den norske regjeringen annonserte i 1980 at kjemiske våpen ikke ville bli stasjonert i Norge i fredstid, slik praksis også er for atomvåpen.

 

Hudgasser:
Dødelige gasser som lager kjemiske forbrenninger på huden. Hyppig brukt under første verdenskrig.
Sennepsgass
Lewisitt

 

Toksiner (giftstoffer):
Botulisme: Farlig giftstoff, pasienter som har fått små doser kan overleve, men døden inntrer gjerne innen 24 timer. Noe upraktisk som biovåpen fordi det ikke er smittsomt. Må styres for å ramme, for eksempel ved å infisere mat eller drikkevann.

 

Kjemiske våpen

Nervegasser:

Hurtigvirkende dødelig, eller kvelende. De fleste ble utviklet i nazi-Tyskland før og under den annen verdenskrig.
Soman
Tabun
Sarin
Fosgen

 

Toksikologi er læren om kjemiske stoffers skadelige virkninger på levende organismer.

Klassisk toksikologi deles i to hovedavsnitt : toksikokinetikk og toksikodynamikk. Toksikokinetikk omhandler stoffenes opptak (absorbsjon), fordeling (distribusjon), omsetning (biotransformasjon) og utskillelse (ekskresjon) fra organismen, mens toksikodynamikk omhandler selve virkningen av stoffet.

Økotoksikologi er læren om forurensende stoffers spredning og opptak i organismer samt virkninger på individer og økosystemer.

 

Mens klassisk toksikologi er konsentrert om giftstoffers virkninger på individet, er økotoksikologien utvidet til studiet av miljøgifters påvirkning av populasjoner og hele økosystemer.

 

Begreper som toksiske stoffer, giftstoffer, xenobiotika, fremmedstoffer, kjemiske stoffer og kjemikalier brukes om hverandre. Dette fordi kjemiske enheter, enten de er exogene eller endogene av opprinnelse; kan, avhengig av dose, forårsake toksisitet.

 

Typiske giftstoffer :

1. reagerer med -SH, -OH, -COOH, -NH2 grupper i spesielt viktige enzymer og proteiner i organismen. F.eks. tungmetaller.

2. danner reaktive frie radikaler i cellen som reagerer med vitale cellebestanddeler.

F.eks. O3 og CCl4 som begge kan initiere lipidperoksidering av membraner.

3. etterligner strukturene til viktige signalstoffer (transmittorer, hormoner, feromoner).

F.eks. fenoksysyrer.

4. bryter ned pH-gradienten over membraner ved å transportere H+ over membraner.

F.eks. svake syrer kan løses i mitokondriemembranen. H2S, HCN.

 

I praksis er det ikke et stoffs iboende toksiske egenskaper som er en kritisk faktor, men risikoen forbundet med dets bruk. Risiko er muligheten for at et stoff vil gjøre skade under spesifikke forhold. Sikkerhet, som er det omvendte av risiko, er muligheten for at skade ikke vil skje under spesifikke forhold. Avhengig av forholdene under bruk, kan et meget toksisk stoff iblant være mindre hasardiøst enn et som ikke har spesielt toksiske egenskaper.

 

Sennepsgass

Sennepsgass er en klorgass som i krig er blitt brukt som dødbringende kampgass. Gassen har en sterkt etsende effekt.

 

Sennepsgass er en væske som er mye tyngre enn vann. Når den lekker ut i vann på større dyp med liten turbulens, blir den liggende som en seig væske eller fast stoff ved lav temperatur. Sennepsgass løser seg svært lite i vann. Det lille som løser seg, blir brutt ned i løpet av få timer/dager. Sennepsgass akkumuleres ikke i næringskjeden.

 

Fosgen
Fosgen er kun stabil i ren tilstand. Den er lite løselig i vann. Det lille som løses, spaltes i vannløselig karbondioksid og saltsyre. Fosgen vil derfor sannsynligvis ikke være noe stort forurensningsproblem.

 

Tabun
Tabun har nesten samme egenvekt som vann og løser seg lett i vann. De fleste nedbrytningsproduktene til tabun er relativt lite giftige. Cyanid er et unntak. Løseligheten til cyanid i vann er relativt stor.

 

Sarin (GB)
Sarin er en fargeløs og luktløs væske. Den løses lett i vann og brytes ned til en fosforforbindelse, flussyre og isopropanol. Halveringstiden er omlag 16 timer i sjøvann ved ca. +1 grad

 

Lewisitt
Lewisitt svært lett vannløselig. Lewisitt inneholder arsen. Oppløsningsproduktene er like skadelige som Lewisitt og kan forekomme i marine miljø i lang tid. Stoffene kan akkumuleres i biota .

 

Toksikokinetikk : absorbsjon, distribusjon og ekskresjon:

Opptak og omsetning av kroppsfremmede stoffer i organismen er avhengig av stoffenes egenskaper som igjen bestemmes av stoffets struktur, dvs hvordan atomene i stoffet er bundet sammen. De viktigste egenskapene i denne sammenheng er løselighet og flyktighet. Et stoffs løselighet er avhengig av polariteten. Likt løser likt slik at polare stoffer vil løse seg i polare løsemidler (f.eks. fenol i vann) og upolare stoffer vil løse seg i upolare løsemidler (f.eks. PCB i olje).

 

I biologiske systemer vil løsemiddelet være vann, mens cellemembraner og en del andre strukturer er bygd opp av upolare forbindelser. Et stoffs flyktighet er avhengig av stoffets damptrykk (molekylstørrelse og polaritet) og omgivelsestemperaturen.

 

Opptak via hud

Opptak via huden skjer ved diffusjon. Huden beskytter effektivt mot vannløselige forbindelser, mens de fettløselige kan diffundere gjennom. Opptaket vil variere på ulike steder av kroppen. En skade i hudoverflaten kan medføre økt opptak. Huden inneholder normalt en del vann. Dersom vanninnholdet øker, øker permeabiliteten (hudens evne til å slippe gjennom stoffer). Bruk av gummi/plasthansker vil hemme hudens avdamping (fuktigheten øker) og gir derved økt permeabilitet.

 

Noen giftige og fettløselige forbindelser kan tas opp via huden i skadelige mengder. F.eks. benzen som transporteres i blodet og påvirker de bloddannende cellene i benmargen.

 

Opptak via mage-tarm

Opptak via mage-tarmsystemet kan foregå langs hele kanalen, men størstedelen av opptaket skjer i tynntarmen (samlet overflate hos mennesket omlag 200 m2). Opptak skjer først og fremst via diffusjon. De fettløselige forbindelsene tas raskest opp. Mage-tarmkanalens viktigste oppgave er å absorbere næringsstoffer. Det finnes derfor mange aktive transportsystemer, f.eks. for aminosyrer, glukose, jern og kalsium. Opptak av kroppsfremmede stoffer kan foregå via disse systemene. F.eks. kan bly og thallium tas opp via transportsystemet for henholdsvis kalsium og jern.

 

Opptak via luftveier

Opptak via luftveiene er en vanlig opptaksvei for kroppsfremmede stoffer. Stoffer som pattedyr puster inn til alveolene (de små lungeblærene) blir tatt opp i blodet eller skader lungene direkte. En forutsetning for opptak er at stoffet, i fast, flytende eller gassform, følger med innåndingsluften ned i luftveiene og lungene. Upolare væsker damper lettere enn polare væsker med omtrent samme molekylvekt. Det er derfor først og fremst damp fra upolare væsker som trenger inn i lungene, f.eks. organiske løsemidler. På grunn av større innåndingsvolum og hjertekapasitet vil opptaket være større hos en person i fysisk arbeid enn hos en som hviler.

 

I gass og damp foreligger stoffet som frie molekyler og vannløseligheten er bestemmende for hvor dypt ned i luftveiene de kan nå. Normalt er det ikke mulig å få i seg store mengder vannløselige forbindelser. Disse vil løses i slimhinner i nese og svelg og utløser en irritasjonseffekt med hosting og nysing. Ved store konsentrasjoner i luften løser ikke alt seg i de øvre luftveier og de kan da trenge lenger ned enn de ellers ville gjort. Eksempler på vannløselige stoffer er ammoniakk (NH3) og saltsyre (HCl). Mindre vannløselige forbindelser som f.eks. isocyanater og klorgass (Cl2) kan trenge helt ned i bronkiene.

 

Noen partikler har egenskaper som gjør det vanskelig for lungene å kvitte seg med dem når de først har kommet inn. Når støv lagres dypt i lungene kan det oppstå alvorlige skader som f.eks. silikose, asbestose og lungekreft.

 

Distribusjon

Mange fremmedstoffer binder seg til proteiner i blodet, som oftest til albumin. Stoffer som er bundet til albumin kan "sparkes ut" av et annet stoff med høyere affinitet til albumin med det resultat at plasmakonsentrasjonen blir høy (f.eks. vil tetracykliner erstatte bilirubin). Det er først og fremst vannløselige stoffer som bindes til proteiner. Fettløselige stoffer som f.eks. estere og aromater, har svake proteinbindinger. Steroider, fettsyrer og andre fettløselige stoffer entrer cellene via passiv transport ved diffusjon. Proteinbundne stoffer transporteres langsommere gjennom membraner og blir derfor værende lenger i blodet. Blodet fungerer da som et depot for det kroppsfremmede stoffet og frigjør det langsomt over tid. Tilsvarende depoter finnes andre steder i kroppen. Kjemiske stoffer kan føre til toksiske effekter i slike områder, men ofte ligger det kritiske organet et annet sted.

 

Ekskresjon

Fremmedstoffer kan forlate kroppen via ulike veier. Nyrer, lever og lunger er de viktigste, mens andre veier som cerebrospinalvæske, morsmelk, svette og spytt vanligvis er av mindre betydning. I enkelte tilfelle har det vist seg at morsmelk kan være en betydelig utskillelsesvei for fettløselige stoffer som DDT, PCB og PBB, samt metaller som kjemisk ligner på kalsium, slik som bly, og chelatorer som danner komplekser med kalsium. Toksiske stoffer som skilles ut via svette kan gi skader i huden.

 

Kroppsfremmede stoffer som tas opp i mage-tarmkanalen transporteres med blodet i portvenen til leveren. Leveren har høy bindingskapasitet både på grunn av størrelsen (omlag halvannen kilo hos et voksent menneske) og den cellulære sammensetningen (mange bindingsproteiner og lipidrikt endoplasmatisk reticulum). Leveren har også mye høyere konsentrasjon av metaboliserende enzymer enn noe annet organ. Denne metabolske aktivitet kan både føre til avgiftning av et toksisk stoff eller det kan aktiveres. Dette gjør at leveren er et utsatt organ for toksiske påvirkninger. Leveren har til gjengjeld en overkapasitet når det gjelder normale belastninger samt en regenereringsevne som gjør at dens funksjon ikke endres katastrofalt ved begrensede skader.

 

Konklusjon:

Dette prosjektet har vært interessant å jobbe med, noen ganger utrolig interessant. Vi synes dette teamet var gøy, selv om vi møtte veggen noen ganger, fordi det var så mye forskjellig stoff å velge imellom.

Før vi begynte på dette prosjektet visste vi lite om hvordan et kjernevåpen fungerte og var laget. Vi ville utdype mer om dette temaet og vi har virkelig lært mye mer enn forventet.

Vi har fått innblikk i hva en atombombe egentlig er, hvilke utrolige skader den kan gjøre og også lært mye om kjernevåpens historie. Vi visste jo litt på forhånd hvordan for eksempel Hiroshima ble ødelagt, men nå skjønte vi jo virkelig hvilke skader og ødeleggelser som skjedde.

Vi må også nevne at samarbeidet har gått fint.

Resultatet er vi meget fornøyd med. Vi synes vi fikk til å formulere tingene bra, og vi har jobbet masse, både på dagen og natta. Vi fikk svar på våre problemstillinger, og egentlig litt til!

Håper du er enig.

 

Kildehenvisning:

Internett:
http://home.online.no/~igaarder/annet/a-bomb.htm
http://odin.dep.no/jd/norsk/publ/utredninger/NOU/012001-020005/index-hov014-b-f-a.html

http://www.sft.no/publikasjoner/kjemikalier/1756/TA1756.html

http://biologi.uio.no/mcb/toks/Nervegasser.pdf

http://www.uio.no/miljoforum/stral/t2/fis_fus.shtml

http://www.schoolsucks.com/portal/show_paper.php?id=1737

http://home.online.no/~ro-w/prosjekt/begynne.html

http://propaganda.net/skoleside/231.shtml

http://www.daria.no/skole/?tekst=1307

http://no.picsearch.com/info.cgi?q=Einstein&cid=801210367319&opt=%26custid%3D4710

http://no.picsearch.com/info.cgi?q=Einstein&cid=202453920378&start=65&opt=%26custid%3D4710

http://www.uio.no/miljoforum/stral/t2/r_stral.shtml

http://www.nrk.no/programmer/tv/schrodingers_katt/1309397.html

http://www.nrk.no/programmer/tv/schrodingers_katt/1285608.html

Bøker:
Aschehoug & Co - Familieboka bind 1
Aschehougs Verdenshistorie bind 14
Aschehougs Verdenshistorie bind 15
Store Norske Leksikon, under ”kjernevåpen”