USA vælger den bombesikre løsning
Lawrence Livermore National Laboratory skal udvikle et nyt amerikansk atomvåben - det første i mere end tyve år
Fakta
Hvor det under Den Kolde Krig var risikoen for en total krig med kernevåben mellem de to supermagter, der bekymrede verden, er det i dag brugen af mindre kernevåben i taktisk krigsførsel eller som politisk pressionsmiddel, der er fokus på.
Nordkorea har vist andre stater, at rådighed over kernevåben giver en god forhandlingsposition og en sikkerhed mod alt for vidtgående indblanding udefra. Det er samtidig en af årsagerne til, at verdenssamfundet er bekymret for, at flere stater (eller terrorgrupper) erhverver sig kernevåben.
Ud over at rette fysisk skade på bygninger og mennesker kan kernevåben også bruges i elektronisk krigsførsel. Sprænger man et kernevåben i en højde af nogle få hundrede kilometer over jorden, vil der opstå en elektromagnetisk puls, der kan ødelægge al elektronisk kommunikation på landjorden. Der har været spekuleret på, om Iran på den måde kunne angribe USA. "Commission to Assess the Threat to the United States from Electromagnetic Pulse Attack" behandlede problemstillingen i perioden 2000-2004. I slutrapporten bemærkede kommissionen, at "omfanget af ødelæggelser kan være katastrofalt for Nationen, og vore nuværende sårbarhed inviterer til angreb".
Det er stor usikkerhed om konsekvenserne af en elektromagnetisk puls, bl.a. fordi USA ikke siden 1963 har gennemført sprængninger af kernevåben højt i atmosfæren, og de eksperimentelle erfaringer derfor er ringe. For at beskytte sig vil USA gerne have fremskudte missilforsvarssystemer stationeret bl.a. i Polen og Tjekkiet, så angribende kernevåben kan uskadeliggøres, lang tid før våbnene kommer til sprængning. Opstilling af sådanne systemer vækker dog bekymring i Rusland.
Plutonium, grundstof nr. 94, findes ikke i naturen. Isotopen Pu-239 dannes i civile eller militære reaktorer ved, at uran-238 absorberer en neutron. Det dannede uran-239 henfalder med en halveringstid på 24 minutter ved betastråling (udsendelse af en elektron) til neptunium-239, som med halveringstid på to-en-halv dag omdannes til plutonium-239 – ligeledes ved udsendelse af betastråling. Udsættes Pu-239 for fortsat beskydning med neutroner, omdannes det til Pu-240, men til våbenfremstilling må indholdet af Pu-240 maksimalt være syv pct., da Pu-240 har en høj hastighed for spontan fission, og det gør det vanskeligt at styre bombesprængningen. Plutonium, der dannes i civile reaktorer under normal drift, er derfor ikke af en type, som den officielle våbenindustri foretrækker. USA har fremstillet mere end 100 ton plutonium gennem tiderne og ca. 43 ton findes i våbnene.
De amerikanske forsvars- og energiministre skal garantere præsidenten, at atomvåbnene, som består af ca. 6.000 dele, til enhver tid virker efter hensigten. Opgaven er af nogle blevet sammenlignet med, at brandvæsenet lader sine brandbiler stå stille i årtier, men alligevel forleder sig på, at de virker 100 pct. efter hensigten, når brandklokken lyder.
Alle dele uden om selve kernevåbenet testes regelmæssigt, men når det angår selve bombematerialet, må man enten støtte sig til avancerede computerberegninger eller forsøg, som ikke indebærer sprængning.
I 1994 oprettede USA et Stockpile Stewardship Program (SSP) til afløsning af de mere end skønsmæssigt 1.000 prøvesprængninger som i perioden 1951-1992 blev gennemført først og fremmest ved Nevada Test Site 100 kilometer nord for Las Vegas – først i atmosfæren og fra 1962 udelukkende under jorden. I tilknytning til SSP har man et Life Extension Program, der skal sikre, at de gamle kernevåben stadig er klar til aktion. I forbindelse hermed råder våbenlaboratorierne over noget af verdens mest avancerede udstyr.
Verdens hurtigste supercomputer (IBM BlueGene/L) findes på Lawrence Livermore, hvor også verdens største laser, National Ignition Facility (NIF), står færdig i 2009. Den skal bruges til at undersøge fusionsmaterialet i kernevåbnene, idet brintpiller ved beskydning med 192 laserstråler kan sammentrykkes, så tryk og temperatur bringes op på de størrelser, der er betingelserne fusion – det kendes som "interti-indeslutning fusion" eller "laser fusion".
Los Alamos råder over et af verdens mest avancerede anlæg til produktion af røntgenstråling, Dual-Axis Radiographic Hydronamic Test Facility (DARHT), som bl.a. kan bruges til studere den mekaniske implosion af det primære trin.
Lawrence Livermore og Los Alamos samarbejder med Sandia National Laboratories, som står for en stor del af udvikling og test af våbnenes ikke-nukleare dele. De årlige omkostninger til Stockpile Stewardship Program er ca. fem mia. dollar.
USA har nu valgt mellem to nye brintbombekonstruktioner.
De eksisterende våben kan ikke gemmes meget længere.
Da Thomas D'Agostino fra National Nuclear Security Agency i USA i begyndelsen af marts skulle vælge mellem det velafprøvede og det nyskabende, så valgte han det sikre. Og derfor bliver det Lawrence Livermore National Laboratory i Californien og ikke Los Alamos National Laboratory i New Mexico, der skal udvikle et nyt amerikansk kernevåben - det første i mere end 20 år.
Hvis den amerikanske kongres og præsident George W. Bush inden næste valg i slutningen af 2008 bevilliger pengene til fortsat udvikling og den efterfølgende våbenproduktion, kan et nyt Reliable Replacement Warhead (RRW) være klar i 2012 til afløsning for mange af våbnene produceret i 1970'erne og 1980'erne - som for længst har overskredet deres oprindelige udløbsdato.
De to nationale laboratorier er kendt for en intens rivalisering, så tilfredsheden er naturligvis stor hos Lawrence Livermore, hvor man i tiden under Den Kolde Krig kunne finde opslag med ordlyden "Husk: Sovjet er konkurrenten, Los Alamos er fjenden".
I henhold til nedrustningsaftalerne har USA skåret sit lager af sprænghoveder ned fra mere end 18.000 i 1992 til omkring 10.000 i dag, hvoraf halvdelen formodes at være kampklare, og den anden halvdel er på lager. Det burde være rigeligt til afskrækkelse. Så hvad er grunden til, at nogle gerne vil have nye amerikanske a-våben - og andre mener det er fuldstændigt unødvendigt? Og hvorfor blev det Lawrence Livermore, der løb af med sejren foran Los Alamos?
USA har nu valgt mellem to nye brintbombekonstruktioner.
De eksisterende våben kan ikke gemmes meget længere.
Teknisk set var bomberne over Hiroshima og Nagasaki i 1945 fissionsbomber, hvis sprængkraft kommer fra spaltning af uran eller plutonium. Moderne kernevåben er derimod fusionsbomber, hvor energien, som i solen, dannes ved, at to brintkerner smelter sammen (fusionerer) til helium. Fusionsbomber består kort fortalt af tre dele.
Et primært trin i form af en fissionsbombe, der skal antænde det sekundære trin, som er selve fusionsbomben, hvor tung brint (deuterium) og ekstra tung brint (tritium) smelter sammen til en heliumkerne og en fri neutron - og endelig alle de ikke-nukleare dele, der skal til, for at få bomben til virke, og som under ét udgør den tredje del. Konceptet kendes som Teller-Ulam konfigurationen, da det er udviklet af den ungarskfødte fysiker Edward Teller og polskfødte matematiker Stanislaw Ulam i 1951.
Helt afgørende for våbenet er første trins plutonium, der er indesluttet i en kugle af stål eller beryllium, en såkaldt "plutonium pit" - "pitten" - i form af isotopen Pu-239. Et af de store problemer i den forbindelse er de fysiske egenskaber for plutonium - grundstoffet som i en artikel fra Los Alamos er blevet kaldt "en fysikers drøm, men en ingeniørs mareridt". Og der er især tre forhold, der har betydning:
Plutonium undergår meget abrupte faseskift, når temperaturen ændres. I den såkaldte delta-tilstand omkring 400 grader Celsius fylder plutonium over syv procent mere i længderetningen i forhold til alfatilstanden, som er den naturlige tilstand ved lave temperaturer. Ved at lave en legering med gallium, kan man dog gøre deltatilstanden stabil i et meget stort temperaturområde fra godt 100 grader Celsius til ca. 600 grader Celsius.
Pu-239, der bruges til våben, er ustabilt, da det henfalder ved alfastråling til uran-235 med en halveringstid på godt 24.000 år. Med den lange halveringstid er problemet for bomberne ikke, at plutonium forsvinder på kort sigt - problemet er, at alfapartiklerne ophobes i krystalstrukturen, og det sætter gang i en reaktion, hvor ti procent af plutoniumatomerne om året skifter plads.
Korrosion er det tredje problem, og sandsynligvis det største. I luft bliver plutonium let oxideret, men i våbensammenhæng er det hydrogen, der er hovedproblemet til korrosion, og det gælder derfor om at have tætlukkende pits og undgå forurening under produktion.
De officielle amerikanske rapporter sætter levetiden for plutonium pit'en til mellem 45 og 60 år. En gruppe af uafhængige, anerkendte fysikere, som kendes som Jason, har dog på opfordring af National Nuclear Security Agency også studeret de data, som foreligger fra Lawrence Livermore og Los Alamos, og de vurderer levetiden til mellem 85 og 100 år. Det er ikke mindst den rapport om "Pit Lifetime", som Jason udsendte i november 2006, kritikerne mod at udvikle et nyt kernevåben henholder sig til.
Fortalerne for et nyt kernevåben anfører dog, at vedligehold af de gamle våben er meget omkostningskrævende, og der i hvert er én levetid, som snart løber ud: Og den har relation til designere af de gamle våben!
USA har nu valgt mellem to nye brintbombekonstruktioner.
De eksisterende våben kan ikke gemmes meget længere.
Under den Kolde Krig var de primære designparametre: Størrelse og vægt. Det betød, at man brugte giftige og skrøbelige materialer, ligesom fremstillingsprocessen var besværlig. Pålideligheden sikrede man ved trial-and-error, og derfor havde man behov for mange prøveafsprængninger.
I dag er kravene helt anderledes. Først og fremmest skal pålideligheden kunne sikres uden brug af prøveafsprængninger. Våbnene skal endvidere være forsynet med sikkerhedsanordninger ved daglig håndtering og mod uberettiget anvendelse. Dernæst skal de være lette at fremstille og vedligeholde med minimalt brug af giftige eller farlige materialer.
Los Alamos og Lawrence Livermore valgte hver deres vej i designprocessen. Los Alamos begyndte på en frisk. Og de lavede det mest avancerede design, hvor de bl.a. tilføjede feature mod statisk elektricitet, som kan føre til uønskede detonationer
Lawrence Livermore tog derimod udgangspunkt i W89, et sprænghoved som oprindeligt blev udviklet til SRAM II missilet (Short Range Attack Missile). Missilet blev aflyst af præsident George H. Bush i september 1991, og derfor kom sprænghovedet W89 aldrig i produktion. Men det menes at være testet i midten 1980'erne, og at det var i sin Engineering Development fase i juni 1990. Det gjorde udslaget. National Nuclear Security Agency vurderede, at det var det sikre valg for at nyt kernevåben, som ikke må testes i henhold til internationale aftaler.
Den kommende tid skal dog vise om nogle af de nyskabende elementer i designet fra Los Alamos alligevel kan indpasses i Lawrence Livermore-løsningen - måske kan det ligefrem ende med, at de to konkurrerende våbenlaboratorier indgår en "fredsaftale".
