Kernenergie is energie die vrijkomt in de vorm van warmte en straling, als zware atoomkernen (bijvoorbeeld van uranium en plutonium) uiteenvallen in lichtere, of als lichtere atoomkernen (zoals van waterstof) samensmelten tot zwaardere. In het eerste geval is er sprake van kernsplijting, in het tweede van kernfusie.
Kernsplijting wordt al aangewend als energiebron om stroom op te wekken. Ook worden er radioactieve stoffen mee gemaakt waarmee kankerpatiënten worden behandeld. Hoewel al enkele experimentele kernfusiereactoren worden beproefd of gebouwd, is kernfusie voor stroomopwekking nog niet beschikbaar.
Daarnaast worden de splijtstoffen uranium en plutonium, en ook waterstof, gebruikt om er kernwapens mee te maken. Dat is op grote schaal gebeurd, het eerst in de Verenigde Staten, vervolgens in de Sovjet-Unie en daarna in steeds meer andere landen. Inmiddels liggen er wereldwijd tienduizenden kernwapens opgeslagen, genoeg om de wereld meer dan één keer te vernietigen.
Kernwapens zijn er in twee soorten:
- De splijtingsbom. Die bevat uranium of plutonium en gaat af als dit materiaal door het ontploffen van springladingen heel sterk wordt samengeperst. In de splijtstof ontstaat dan een kettingreactie van atoomsplijtingen, die zich in miljoensten van een seconde voltrekt. Daarbij ontstaat een temperatuur van vele miljoenen graden en een druk van miljoenen bar (één bar = 1013 hectopascal). Een splijtingsbom produceert evenveel explosieve kracht op als duizenden tonnen gewone springstof, zoals TNT. De explosieve kracht van een splijtingsbom wordt daarom uitgedrukt in kilotonnen TNT.
- De waterstofbom, of H-bom. Die bevat zowel splijtstof als waterstof om er een explosie mee op te wekken. Eerst ontploft de splijtstof net zoals dat in een splijtingsbom gebeurt. Door de hitte en druk die hierdoor worden opgewekt, fuseert de waterstof in de bom, waarbij nog veel meer hitte en druk worden opgewekt. Kernfusie van waterstof levert per kilo waterstof veel meer energie op dan kernsplijting per kilo splijtstof. Een waterstofbom kan daardoor evenveel explosieve kracht opwekken als honderdduizenden of zelfs miljoenen tonnen gewone springstof. De explosieve kracht van een waterstofbom wordt daarom uitgedrukt in megatonnen TNT.
Vergelijk dat eens met Tall Boy, een bom met vier ton sprongstof erin, die tijdens de Tweede Wereldoorlog door geallieerde vliegtuigen werd afgeworpen. Het was toen een van de zwaarste bommen die in deze oorlog werden ingezet. De splijtingsbom die op Hiroshima werd afgeworpen had een kracht van 15 kiloton TNT, oftewel van 3750 Tall Boys. De eerste waterstofbom, die de VS in 1952 tot ontploffing bracht, had een explosieve kracht die overeenkwam met die van 10 megaton TNT oftewel van 2.500.000 Tall Boys.
‘Fat man’, de splijtingsbom die op 9 augustus 1945 Hiroshima trof
Daar komt nog bij dat er bij de ontploffing van een kernwapen radioactieve straling vrijkomt, die in hoge doses mensen ziek maakt of zelfs doodt. Vooral als de bom op of vlak boven de grond ontploft ontstaan er ook stoffen die met radioactieve straling besmet zijn en die door de wind over grote afstanden worden verspreid en elders op de grond terechtkomen als fall-out. Daardoor raken ook in gebieden die tientallen of zelfs honderden kilometers van de plek afliggen, waar een kernwapen is ontploft, de bodem en het water radioactief vervuild, met alle gevaren voor de volksgezondheid van dien.