Tíminn - 12.04.1962, Blaðsíða 4

t>B0K2m
S.l. sunnudag flutti próf-
essor Þorbjörn Sigurgeirs-
son fyrirlestur í hátföasa!
Háskóla íslands, fjóröa fyr
irlesturinn í flokki afmæl-
isfyrirlestra Háskólans.
Nefndist hann: „Dreifing
geislavirkra efna frá kjarn-
orkusprengingum". Þar
sem efni þetta hefur verið
mjög á dagskrá undanfar-
iö, þykir blaðinu hlýða að
gefa almennngi þess nokk-
urn kost að kynnast nokkr-
um atriðum úr hinu fróð-
lega erindi prófessors Þor-
björns.
Blöð og aðrar fréttastofnanir
hafa einkum rætt málið út frá
heilsufarslegu sjónarmiði, en
prófessor Þorbjörn ræddi ein-
gcmgu hin eðlisfræðilegu atr-
iði í samfoandi við dreifingu
geislavirkra efna frá kjarn-
orkusprengingum: Fyrst ræddi
hann myndun hinna geisla-
virku efna og drap á helztu
eiginleika þeirra. Síðan gerði
hann grein fyrir dreifingu
þessara efna, einkum í loft-
hjúpi jarðarinnar, og rakti síð
an nokkuð örlög þeirra, eftir
að þau hafa snúið aftur til
jarðarinnar. f lok erindis síns
sýndi próf. Þorbjörn nokkrar
skuggamyndir til skýringa og
skýrði um leið frá niðurstöð-
um af mælingum á geislavirku
úrfalli, sem gerðar hafa verið
hér á landi og annars staðar
Fer hér á eftir útdráttur úr
erindi prófessorsins, birtur
með leyfi hans.
Myndun geislavirkra
efna í kjarnorku-
sprengingum
Kjarnorkusprengingum má
skipta í tvo flokka, annars veg
ar sprengjur, sem byggjast á
klofnun þungra atómkjarna og
hins vegar sprengjur, sem
byggjast á samruna léttra at-
ómkjarna. f fyrri flokknum
eru úraníum- og plútoníum-
sprengjur, en í seinni flokkn-
um vetnissprengjur. Fram-
leiðsla geisiavirkra efna er
mjög með sínum hætti í hvor-
um flokki fyrir sig. í klofn-
unarsprengjum klofnar h.vert,
atóm í tvö minni atóm, sem
bæði eru geislavirk. Úr úra-
níum myndast þannig helm-
ingi fleiri geislavirk atóm en
úraníumatómin, sem eyðast.
Afl kjarnorkusprengingar
er venjulega gefið upp í kíló-
tonnum eða megatonnum, og
er þá átt við jafngildi sprengj
unnar af trinitrotoluol-sprengi
efni. Sprengja sú sem sprengd
var yfir Hiroshima í lok
'heimsstyrjaldarinnar jafngilti
hvað sprengju.afl snerti, tutt-
ugu þúsund lestum af trinitro
toluol og er því talin_20 kíló-
tonna sprengja. í slíkri
sprengju klofnar rúmlega 1
kg. af úraaíum í geislavirlc
efni. Við það myndast aragrúi
af mismunandi geislavirkum
efnum, alls um 200 talsins,
hvert með sína ákveðnu eigin-
leika.
Flest hinna geislavirku efna
hafa stuttan heTmingunartíma
og eyðast fljótt, en nokkur
þeirra hafa alllangan helming
unartíma og eyðast fljótt, en
nokkur þeirra hafa alllangan
helmingunartíma og geta enzt
svo öldum skiptir. Má þar
einkum nefna strontíum-90
með helmingunartímann 28 ár
og cesíum-137 með helming-
unartímann 30 ár. f byrjun
kemur mestur hluti geislunar
innar frá efnum með stuttan
helmingunartíma, en þau
hverfa fljótt, og önnur með
Tengri helmingunartíma taka
við.
Einni mínútu eftir spreng-
ingu 20 kílótonna sprengju er
talið, að geislun hinna geisla-
virku efna sé álíka mikil eins
og frá milljón tonnum af radi
um. Einum sólarhring eftir
sprenginguna er geislunin
10.000 sinnum minni, jafngild
ir 100 tonnum af radíum. Að
ári Tiðnu hefur aftur dregið
1000 sinnum úr geisluninni. Á
þessu tímabili má yfirleitt
reikna með að sjálfkrafa eyð-
ing hinna geislavirku efna
minnki geislunina tífalt í hvert
sinn sem tíminn frá sprenging
unni sjöfaldast.
í vetnissprengjum er afl-
gjafinn þungt vetni. Tveir
þungir vetniskjarnar renna
saman í einn, og myndast við
þessa kjarnabreytingu aðeins
eitt geislavirkt efni, þríþungt
efni, öðru nafni tritíum. Auk
þeirra geislavirku efna, sem
myndast í sjálfri sprenging-
unni, myndast einnig geisla-
virk efni í umhverfi sprengj-
unnar, fyrir áhrif nevtróna,
sem hún sendir frá sér. Nev-
trónur eru kjarnaagnir án raf
hleðslu, sem hafa þann eigin-
leika að geta sameinað hvaða
atómkjama sem er, en við
það myndast í flest.um tilfell-,
um geislavirk efni. Allar
kjarnorkusprengjur senda frá
sér mikið magn af nevtrónum,
þó á það sérstaklega við um
vetnissprengjur. Geislavirk
efni, sem sérkenna vetnis-
sprengjui’, eru því fyrst og
fremst tritíum og auk þess
kolefni-14, ef_ sprengingin fer
fram í lofti. Úraníum- og plút-
oníumsprengingum fylgja hins
vegar alltaf efni svo sem stron
tíum-90 og cesíum-137, sem áð-
ur er getið.
Enn hefur ekki, svo vitað
sé, verið sprengd nein
sprengja, sem fengi orku sína
eingöngu frá samruna léttra
atómkjarna. Sprengingunni er
yfirleitt komið af stað með
klofnunarsprengju, AUt fram
til ársins 1961 var talið, að
um helmingur af afli allra
stórra sprengna (þ.e. mega-
tonn eða meira), stafaði frá
kjarnklofnun, en hinn helm-
ingurinn frá samruna þungra
vetniskjarna. í hinum miklu
sprengingum Rússa sl. haust,
var þó hlutfallið annað, og hef
ur Kjarnorkunefnd Bandaríkj-
anna áætlað, að aðeins 20%
sprengiafisins hafi stafað frá
kjarnklofnun, en 80% frá
samruna.
Talið er, að alls hafi nú ver
ið sprengdar kjarnorkusprengj
ur, sem hvað orku snertir,
jafngilda 290 megatonnum af
trinitrotoluoi, þar af 120 mega
tonn sl. haust og 80 megatonn
á árunum 1957 og 1958. Af
kjarnklofnun stafa 50 mega-
tonn fram til ársins 1957, 40
megatonn á árunum 1957 og
1958, og 20 mégatonn frá sl.
hausti, eða alls 115 megatonn,
sem samsvara því, að 6—7
tonn af geislavirkuin efnum
hafi myndazt við klofnun
þungra atómkjarna.
Dreifing hinna geislavirku
efna frá kjarnorkusprenging-
um er mjög undir því komin,
hvar sprengingin fer fram. Sé
sprengt neðan jarðar, sitja hin
geislavirku efni kýrr á
sprengjustaðnum, a.m.k. ef
sprengingin fer fram það
djúpt niðri, að hún nái ekki
að kasta af sér jarðlögum
þeim, sem yfir liggja. Við
sprenginguna bráðnar bergið,
og er það storknar aftur, mynd
ast gler, sem geymir í sér hin
geislavirku efni. Á yfirborð-
inu gætir geislunar lítt eða
ekki.
Ef sprengingin er gerð neð
ansjávar, lendir mikill hTuti
hinna geislavirku efna í vat.i-
inu og berst með straumum
sjávarins frá sprengjustaðn-
um. Úbbreiðsla hinna geisla-
virku efna gefur þá mjög góða
hugmynd um sjávarstraumana.
f upphafi eru hin geislavirku
efni í þunnu yfirborðslagi á
takmörkuðu svæði, en óreglu-
legir straumar í yfirborði sjáv
ar valda því, að svæðið stækk-
ar stöðugt. Mælingar jap-
anskra og bandarískra vísinda
manna á útbreiðslu geisla-
virkra efna' í Kyrrahafi, eftir
neðanjarðarsprengingu Banda-
ríkjamanna við Bikini eyju
vorið 1954, leiddu í ljós, að
tveim mánuðum eftir spreng-
inguna var þvermál svæðis
þess, sem.hin geisTavirku efni
höfðu dreifzt um, 1800 km.,
og gætti þeirra niður á 100
m. dýpi. Ári eftir sprenging-
una var svæðið orðið um 5000
km. í þvermál og þykkt lags-
ins 600 m.
Fari sprengingin fram
skammt fyrir ofan yfirborð
jarðar, getur þyrlazt upp mik
ið magn af ryki, sem orðið hef
ur meira og minna geislavirkt
vegna nevtrónuverkana og
sogast upp í gufuhvolfið á-
samt öðrum geislavirkum efn-
um frá sprengingunni. Hin
geislavirku efni eru flest í eðli
sínu föst efni og sitja í ryk-
kornum, og hefur ryk þetta
allt saman verið nefnt geisla-
ryk. Stærri rykkornin falla
fljótt til jarðar, en dreifast
undan vindi á sama hátt og
aska frá eldgosi. Þannig mynd-
ast á nokkrum klukkustundum
eða örfáum dægrum aflangt
svæði, þakið lagi af hinu gróf
asta geislaryki. Ef vindur er
sterkur og um stóra sprengju
að ræða, getur svæði þetta •
orðið mörg hundruð kílómetr-
ar á lengd og breiddin er
venjulega nokkrir tugir kíló-
metra.
Hinar smærri rykagnir geta
haldizt mjög lengi svífandi í
loftinu og fylgja þá hreyfing-
um Toftsins. Þannig geta þær
komizt marga hringi í kring-
um jörðina. f nánd við mið-
baug berst rykið yfirleitt í
vestlæga stefnu, en til aust-
urs nær heimsskautunum. Um
ferðartíminn hefur verið frá
viku upp í tvo mánuði.
Háttalag ryksins er mis-
munandi eftir því hvort það
er í tróposferunni eða í strat
osferunni. Rykið í tróposfer-
unni berst tiltölulega fljótt til
jarðar, aðallega með úrkom-
um, þannig að helmingur þess
ryks, sem fyrir er, skolast til
jarðar á nokkrum vikum.
Sé sprengingin gerð mjög
hátt í lofti, sogast ekkert ryk
upp frá yfirborði jarðar og
getur þá svo farið, að um ekk
ert staðbundið úrfall sé að
ræfta, þar sem rykagnir þær.
sem myndast úr efni og um-
búðum sprengjunnar sjálfrar.
eru yfirleitt mjög smáar. Því
sterkari sem sprengjan er, því
hærra upp berst rykið, sem
Framhald á 15. síðu
4
T í M I N N, fimmtudagur 12. apríl 1962.