Statliga medier i Nordkorea i slutet av augusti hävdade att landets ledare Kim Jong-un nyligen genomförde ett ”perfekt” test av en vätebomb vid en kärnvapenprovplats i Punggye-ri. Sedan det här första testet har Sydkorea varnat för att dess granne verkar rusta för fler missiluppskjutningar och möjligen lanseringen av en interkontinental ballistisk missil.
Den rapporterade vätebombrättegången markerade det sjätte testet av Kim Jong-un under de senaste åren och fördömdes av världens ledare såväl som av FN.
Vätebomber sägs vara 1 000 gånger kraftfullare än de atombomber som släpptes under andra världskriget och representerar en betydande upptrappning i Nordkoreas kärnkraftsplaner – men hur fungerar de?
Vad är en vätebomb?
En vätebomb är vad som kallas en termonukleär bomb. Det klassas som ett andra generationens kärnvapen eftersom det använder de processer som ses i atombomber och utvecklar dem för att göra en mer kraftfull detonation.
I synnerhet använder den klyvningskedjereaktionen som ses i en atombomb för att bombardera en fusionsbomb med energi som resulterar i en förödande explosion.
Ordboksdefinitionen av en vätebomb är ”en oerhört kraftfull bomb vars destruktiva kraft kommer från det snabba frigörandet av energi under kärnfusionen av isotoper av väte (deuterium och tritium), med en atombomb som utlösare.”
LÄS NÄSTA: Kärnklyvning kontra kärnfusion
USA var det första landet som utvecklade kärnvapen, följt av Ryssland 1949. Det första termonukleära testet, kodnamnet Ivy Mike, detonerade den 1 november 1952 på ön Elugelab i Enewetak-atollen, i Stilla havet, som en del av Operation Ivy.
Det markerade den första fullskaliga enheten som skapade en explosion med hjälp av kärnfusion. Du kan läsa mer om skillnaderna mellan kärnklyvning och kärnfusion i vår kärnenergiförklaring.
Hur fungerar en vätebomb?
Alla kärnvapen använder en process som kallas kärnklyvning för att generera den energi som behövs för deras explosioner. Tidiga vapen, inklusive Little Boy som släpptes på Hiroshima, skapade den kritiska massan som behövdes för att kickstarta en fissionsreaktion genom att avfyra en ihålig uran-235 cylinder mot ett mål tillverkat av samma material.
Denna teknik skapar en explosion som först imploderar på sig själv och tvingar samman atomer. Neutroner används sedan för att skapa en kedjereaktion som leder till den yttre atomexplosionen.
Vätebomber tar saker ett steg längre och använder en process som kallas kärnfusion för att tvinga samman atomerna, liknande den extrema process som driver vår sol. För att skapa en fusionsreaktion behöver du en enorm mängd energi, och i vätebomber kommer detta från en fissionsreaktion vilket innebär att en vätebomb i praktiken är en fusionsbomb och en fissionsbomb rullad till en.
Fusion äger rum när kärnorna i två atomer kombineras för att bilda en enda tyngre atom. Vid extremt höga temperaturer smälter kärnorna i väteisotoperna deuterium och tritium ihop relativt lätt (jämfört med andra isotoper) för att frigöra energi.
LÄS NÄSTA: Kärnvapenkrigskarta avslöjar om du skulle överleva en atombomb
Fissionsbomben släpper ut en explosion av kraftfull strålning, med hjälp av fissionsmetoden, och denna strålning riktas sedan mot fusionsbomben. Energin från denna strålning räcker för att utlösa den kedjereaktion som behövs för att atomer ska smälta inuti fusionsbomben. När atomerna smälter samman genererar de mer energi vilket utlöser den andra av de två bomberna och leder till en kraftigare explosion.
Det finns dock problem med dessa former av bomber. De bränslen som behövs för att fusion ska kunna ske är svåra att lagra, i synnerhet tritium har en kort halveringstid. För det andra måste bränsle inuti bomben fyllas på regelbundet. För att övervinna dessa problem använder forskare litiumdeuterat, som är lättare att lagra eftersom det inte sönderfaller vid rumstemperatur, som det huvudsakliga termonukleära materialet. Klyvningsdelen av reaktionen hjälper dessutom till att producera tritium från litium och röntgenstrålningen som produceras i klyvningsreaktionen skapar de höga temperaturer som behövs för att kickstarta fusion.
Alla moderna termonukleära vapen i USA, specifikt, använder vad som är känt som Teller–Ulam-konfiguration efter forskare Edward Teller och Stanislaw Ulam.
Vad är skillnaden mellan en vätebomb och en atombomb?
Atombomber använder kärnklyvning som delar upp kärnorna av plutonium och/eller uran till mindre atomer. När neutroner, eller neutrala partiklar, av dessa atomer delas, träffar de kärnorna i andra närliggande atomer, vilket i sin tur får dem att delas. Detta genererar en kedjereaktion som frigör enorma mängder energi. De är också typiskt stora enheter – Fat Man-atombomben som släpptes på Nagasaki 1945 vägde cirka 4 700 kilo.
LÄS NÄSTA: En guide till Kim Jong-uns kärnvapen
Som förklarat ovan använder vätebomber däremot en liknande klyvningsteknik för att skapa den initiala kedjereaktionen för att tillhandahålla det ”bränsle” som behövs för att generera den andra kedjereaktionen och få fusionsbomben att explodera. Forskare arbetar för att göra vätebomber tillräckligt små för att sitta på kärnvapenmissiler.
Atombomberna som släpptes över Hiroshima och Nagasaki exploderade med en avkastning på cirka 15 respektive 20 kiloton TNT, enligt Union of Concerned Scientists. Under Ivy Mikes vätebombtest var denna avkastning närmare 10 000 kiloton TNT.
Bilder: Wikimedia/Reuters
