Suured paugud läbi aegade
Veiko Tamm
04.02.2018

Peale Nõukogude Liidu lagunemist ja külma sõja lõppu tundus saabuvat rahuaeg, kuid rõõmustada oli ennatlik – taas näitab Venemaa oma sõjakaid ambitsioone, olles justkui NATO rünnakuohu all, ning Korea poolsaarelt ähvardab Kim USAd suisa tuumarünnakutega.

Viimasepäeva Kell (Doomsday Clock), mida tuntud tuumateadlased peavad veebilehel http://thebulletin.org/timeline ja mis loodi 1947. aastal, pole sümboolsele südaööle nii lähedal kui praegu olnud peale 1953. aastat. Kui külma sõja lõpp liigutas osutid tagasi 17 minuti kaugusele südaööst, siis praegu jätavad nad sinna aega vaid 2,5 minutit. Sellisel foonil vaatame veidike ajalukku, kuidas inimkond on endale jubedad hävitusvahendid saanud ja millised on suurimad inimtekkelised plahvatused ajaloos. Alustuseks aga räägime paukude mõõtmise ühikutest. Energia ühikuks SI-süsteemis on džaul (J). Tavainimesele arusaadavamateks on kalor, kus toiduenergeetikast on tuntud 1 cal = 4,184 J ja 1 kcal = 4184 J, aga energia puhul on rahvusvaheliselt kokku lepitud, et 1 cal = 4,1868 J ja 1 kcal = 4186,8 J. Elektrienergia tarbijaid kõnetaks kilovatt-tund: 1 kWh = 3,6 MJ. Kui me aga räägime lõhkeainete ja pommide energiast, siis on tinglikuks ühikuks võetud TNT ehk trinitrotolueeni plahvatusenergia. See sõltub loomulikult oludest ja nii on kokkuleppeliselt võetud 1 tonni TNT võimsuseks 4,1868 GJ. Tuumarelvade puhul kasutatakse sellest tuhat korda suuremat kilotonni (kt) – 4,1868 TJ – ning megatonni (Mt) – 4,1868 PJ ehk siis üle nelja tuhande triljoni džauli. Paugutegijate kirju pere Oma olemuselt jagunevad lõhkeained kaheks: paiskavad lõhkeained (must ja suitsuta püssirohi, mitmed tahked raketikütused jne), milles põlemisfrondi liikumiskiirus jääb alla helikiirusele antud keskkonnas (üldjuhul väiksem kui 1 km/s), ning brisantsed lõhkeained (dünamiit, TNT, pikriinhape, C-4 jpt), milles toimub detonatsioon ja frondi kiirus ületab oluliselt helikiirust – 4–10,3 km/s. Esimesed leiavad tänapäeval kasutust tulirelvade paisklaengutes ja rakettmootorites, teised aga ongi need pommide alustalad. Lõhkeainete ajalugu ulatub tuhande aasta taha ja nagu paljude oluliste leiutiste puhul, pärineb ka must püssirohi Hiinast. Umbes IX sajandist. Ajaloolisi märkmeid leiab XI sajandist Songi dünastia aegsest Wujing Zongyao teosest aastast 1040. Hiinlastelt eksportisid selle oskuse lääne poole araablastele mongolid ja sealt edasi jõudis see Euroopasse. Lustakad legendid püssirohu leiutajast munk Berthold Schwartzist XIV sajandi lõpus ei pea aga paika – juba 1267. aastal kirjeldas kuulus inglise alkeemik Roger Bacon oma „Opus Maiuse“ nimelises teoses musta püssirohtu ja andis selle valmistamise retsepte. Teine kõva alkeemik Albertus Magnus kirjutas temast raamatus „De Mirabilibus Mundi“ aastal 1280. Sõjandusse ilmusid kahurid ja tulirelvad aga XIV sajandil ning huvitava faktina tasub mainimist, et vanim säilinud tulirelv on leitud meie Otepäält ja pärineb aastast 1396. „Päris“ lõhkeainete avastamiseni kulus aga veel pea pool aastatuhandet – esimeseks pääsukeseks siin vallas oli 1847. aastal loodud nitroglütseriin (NG), millele järgnesid tuntumatest TNT aastal 1863 ja 2,4,6-trinitrofenool ehk pikriinhape, mille plahvatusomadus tõestati aastal 1873. NG oli äärmiselt tundlik põrutuste ja tule suhtes ning tõi kaasa palju ohvreid. Suureks hüppeks ohutuse poole oli Rootsi leiduri ja töösturi Alfred Nobeli 1867. aastal NG „taltsutamine“ dünamiidiks – ta avastas, et diatomiit (pulberkivim, ränihiib) suudab endasse imada suurel hulgal NG-d, muutes selle suhteliselt tundetuks. Selle plahvatama panekuks oli vajalik kasutada tundliku lõhkeainega (paukelavhõbe, pliiasiid vm) täidetud kapslit ehk nn detonaatorit. Nobel nägi hiljem, millise džinni oli ta pudelist välja lasknud ning püüdes kuidagigi heastada oma tegu, pärandas kogu oma varanduse Nobeli fondile. Fondi intressidest koguneva rahaga autasustatakse igal aastal erinevate teadus- ja kultuurialade silmapaistvamaid esindajaid Nobeli auhindadega. Dünamiidi valmistamine oli aga ikkagi väga ohtlik ja laia kasutuse leidis hoopis 2,4,6-trinitrotolueen (TNT, trotüül, tool), mis sai peamiseks (lennuki)pommide, mürskude, miinide ja muude sõjanduslike vahendite lõhkeaineks läbi kahe maailmasõja. TNT on tänini laialt kasutusel seoses odava ja ohutu tootmisega ja seetõttu saigi just tema teiste pauguvahendite (sh tuumalaengud) plahvatusvõimsuste hindamisel aluseks. Pikriinhape, mida ka miinikollaseks kutsuti, on ise plahvatusvõimeline, kuid tema baasil loodi palju erinevaid tugevaid lõhkeaineid (meliniit, lüdiit, dunniit jt). Keemia areng lubas hakata leiutama aina võimsamaid lõhkeaineid, millest üks tuntuim on nitramiinide hulka kuuluv 1,3,5-trinitroperhüdro-1,3,5-triazine (RDX, heksogeen, tsükloniit). See on igale löömafilmide sõbrale tuttav kui C-4 (lisanditega plastiklõhkeaine). Samuti on levinud pentaerüthritol tetranitraat (PETN, TEN), mis koos RDX-iga kuulub sellisesse tuntud plastiklõhkeainesse nagu Semtex. Nende kahe võimsuse suhtarv TNT suhtes on 1,6 ja 1,66. Võimsaimaks (1,7 TNT, detonatsioonikiirus 9,1 km/s) siin peres on octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocan (HMX, oktogeen). Kõige võimsamaks keemiliseks ühendiks on utoopilise koostisega oktanitrokubaan C8(NO2)8 – 2,38 TNT, detonatsioonikiirusega 10,1 km/s, kuid selle gramm maksab kullast rohkem. Tööstuslike lõhkeainete hulgas ei saa mööda minna ammooniumnitraadist NH4NO3, mis on aga üks tuim tükk ja selle plahvatama panekuks on vaja lausa kaheastmelist detonaatorit, mil lisaks initsieerivale ollusele vaja paras ports tetrüüli vms. Kui aga see mingi kütteõliga (diiselkütus, masuut jne) läbi immutada ning veel alumiiniumpuudrit lisada, suureneb jõud oluliselt (kuni 0,94 TNT). Selliseid segusid tuntakse nimede ammonaal, ammoniit ja üldisemalt ANFO (Ammonium Nitrate/Fuel Oil) all ning nad on peamised kaevandustes, karjäärides jm kasutatavateks laenguteks tänu odavale hinnale ja suhtelisele ohutusele. Üheks „ohutuks“ tööstuslike lõhkeainete liigiks on ka oksülikviidid, milles mingi põlev tahke kütus (nt puidujahu, saepuru jne) immutatakse läbi vedela hapnikuga. Kui miskipärast detonaator ei toimi, tuleb vaid veidi oodata ja kui hapnik on aurustunud, on ta täiesti ohutu vea parandamiseks ja valmis uueks „niisutuseks“. Võimsaimateks mittetuumapommideks on termobaarilised ehk nn vaakumpommid, mille esmakatsetus toimus USAs 2003. aasta märtsis. GBU-43/B Massive Ordnance Air Blast (MOAB ehk sellest lühendist tulenevalt kutsutud ka kui „Mother of All Bombs“, kõigi pommide ema) on üle 9 meetri pikk ja kaalub 9,8 tonni ning sisaldab 8,5 tonni lõhkeainesegu H-6 (RDX, TNT, alumiiniumpuudri segu) ning selle efektiivsus oli 11 tonni TNT. Eelmise aasta aprillis toimus Afganistanis Nangarhari provintsis MOAB-i esimene ja seni ainus sõjaline kasutus ISIS-e vastu. Ega venelasedki tühjade kätega tahtnud jääda – nemad konstrueerisid vastuseks oma termobaarilise pommi Авиационная вакуумная бомба повышенной мощности (АВБПМ), mida hakati analoogia põhjal kutsuma FOAB („Father of All Bombs“, kõigi pommide isa). FOAB kaalub vaid 7,1 tonni, kuid plahvatuse võimsus võrdub 44 tonni TNT-ga ehk tegemist on maailma võimsaima mittetuumapommiga. Kuid tänu lõhkemisel tekkivale üle kahe korra kõrgemale temperatuurile kui MOAB-i puhul annab see suurema lööklaine ja purustusraadius on samuti kaks korda suurem (300 m vs MOAB-i 150 m). Praktikas teda siiani kasutatud veel pole. Need on mõeldud asendama pisemaid taktikalisi tuumarelvi. Suured paugud ajaloos Esimese suure matsu ajaloos tegi 1585. aastal hispaanlaste poolt Antverpeni piiramisel hollandlaste tähtsa silla suunas teele saadetud Hellburneri nimeline laev, mille laadungiks oli 4 tonni püssirohu ja kivide segu ning mis ainsa kõmakaga aitas vanajumala jutule üle 800 hispaania sõduri. Selle kohta kirjutatud kroonikas nimetatakse esmakordselt sellist asja massihävitusrelvaks. Suurt mürtsu planeeriti ka XVII sajandi alguses Inglismaal, kui katoliiklikud mässajad planeerisid atentaati kuningas James I–sele sooviga taastada katoliiklik kuningavõim. Selleks veeti kõrvalmajast kaevatud tunneli kaudu Lordide Koja alla 36 tünni püssirohtu. Üheks liidriks selles ettevõtmises oli Guy (Guido) Fawkes. Üritus ebaõnnestus anonüümse koputaja kirja tõttu, läbiotsimisel leiti lõhkeaine ja arreteeriti seda valvanud Hawkes, kes peale piinamisel saadud tunnistusi hukati. Temast on kaasajal saanud (eriti peale filmi V for Vendetta) anarhistlike liikumiste ikoon ning tema maski alt on postitanud kõik oma sõnumid kuulus maailmavõimude sepitsuste vastane häkkerigrupeering Anonymous. Järgmise suure paugu reaalsuses põhjustas aastal 1654 praeguse Hollandi lõunaosas Delfti linnas tulekahjus õhku lennanud 40tonnise varuga püssirohukelder, mis tegi suurema osa tollasest linnast maatasa. Lähemast ajaloost jääb võimsaimaks tuumarelva eelseks pauguks Halifaxis toimunud katastroof. Selles Kanada Nova Scotia sadamalinnas põrkusid 6. detsembril 1917 väiksel kiirusel kokku prantslaste alus SS Mont-Blanc, mille pardal oli üle 2000 tonni TNTd ja pikriinhapet, ning norrakate SS Imo. Puhkenud tulekahju ei suudetud kontrolli alla saada ning 20 minutit hiljem toimus plahvatus, mille võimsust hinnatakse 2,9 kilotonnile (viiendik Hiroshima tuumapommi), mille tulemusena hukkus üle 2000 ja vigastada sai üle 9000 inimese. Pärast Teist maailmasõda toimunud plahvatustest võiks nimetada Texas Citys juhtunut, kui 1947. aastal tekkis tulekahju (taas) 2200 tonnise ammooniumnitraadi laadungiga prantslaste laeval SS Grand Camp. Plahvatuse võimsust hinnatakse 2,7–3,2 kilotonnile. Uusima katastroofina võib mainida aasta 2011 õnnetust Küprosel asuvas Evangelos Floraki mereväebaasis. 2009. aastal võttis Küpros rajalt maha Küprose lipu all reisinud Vene omanduses olnud kaubalaeva Montšegorsk, mis vedas Iraanist Süüriasse suurt laskemoonalaadungit. Konfiskeeritud laadung – 98 konteinerit – ladustati baasi lahtise taeva alla ning kartes reaktsioone Süüria poolt, keelduti laadungi kahjutuks tegemise võimalusest, mida pakkusid USA, UK või Saksamaa. Ja nii sündiski kaks ja pool aastat hiljem iseeneslik põleng ning kogu kupatus lendas taeva poole hinnanguliselt 2–3,2 kilotonnise võimsusega. Hukkunuid oli küll ainult 13, ent raskelt sai kannatada Küprose suurim Vasilikose elektrijaam, mis andis poole riigile vajalikust elektrienergiast. Kahju 2,83 miljardit eurot oli üle 11% riigi SKP-st. Sõjaväelaste paugud Ka sõjaväelased tegid suuri pauke. Pärast Teist maailmasõda sai elanikest tühjendatud Saksa Heligolandi saareke Briti lennuväe polügooniks. 18. aprillil 1947 sooritas Inglise armee seal toonase suurima mittetuumapaugu – kokku tassiti 6700 tonni lõhkeainet ning lasti see 3,2kilotonnise võimsusega laadung vastu taevast – tuntud kui „Big Bang“ ehk „British Bang“. Püsis see rekord pea nelikümmend aastat. Alles 1985. aastal viidi United States Defense Nuclear Agency poolt White Sandsi baasis New Mexico osariigis läbi suurima plahvatuse katsetus mittetuumarelvadega. Minor Scale (mis irooniline nimi) katse käigus kuhjati kokku 4744 tonni ANFO-t ja põmaka võimsuseks saadi 4,2 kilotonni. Vastustes ajakirjandusele kommenteeriti, et see jääb suurimaks testiks ning Major Scale’i neil plaanis ei ole. Nii ka jäi, katset korrati kaks aastat hiljem, kuid lõhati „vaid“ 4685 tonni ANFO-t võimsusega 3,9 kt. Suurima koguse lõhkeainet summaarselt aga kasutas ühe objekti puhul Nõukogude Liit Kasahstanis asuvas Medeos rusuvooludevastase tammi ehitamisel – 1966. aastal lõhati seal 1800 ja 3600 tonni ning 1967. aastal veel 3900 tonni ammooniumnitraadil baseeruvat lõhkeainet. Kokku kasutati lõhkeainet summas rohkem, ent eraldi mürakate võimsus jäi alla White Sandsi katsete omale. Ka kosmose vallas on õnnetuste käigus võimsaid pauke tehtud ning suurimaks oli 1969. aastal stardiplatvormil plahvatanud kanderaketi N1oma, millel oli pardal 680 tonni petrooleumit ja 1780 tonni vedelat hapnikku. Selle paugu koguvõimsus oleks olnud pea 7 kilotonni, kuid et 85% pritsis lihtsalt laiali, siis jäi võimsuseks hinnanguliselt 1 kilotonn. Looduse vastu ei saa Kui vaadata looduslikke võimsusi, siis siin jääb inimene ka koos tuumarelvadega ikka oluliselt alla. Looduslike paukude hinnangutes kasutatakse juba tuttavaid kilo-, mega- ja suuremaid tonne. Hiroshima ja Nagasaki tuumapommid olid vastavalt 15 ja 20 kt, võimsaim termotuumapomm Tsar Bomba 50 Mt. Terves Teises maailmasõjas vallandatud plahvatuste energia oli kokku vaid tühised 3 Mt. Kogu maailmas tuumariikide poolt läbi viidud katsetuste võimsuse summa on 540 Mt. 1980. aastal toimunud St Helena vulkaanipurske energia oli 24 Mt ja lähiajaloo suurima vulkaanipurske energia oli tervelt 200 Mt. Purse toimus aastal 1883, mil lendas õhku Indoneesias asuv Krakatau (Krakatoa) vulkaan. Troopiline tsüklon toodab minutis 8,6 Mt energiat ning ühes minutis maale saabuv päikeseenergia on 62,5 Gt. Hiigeltsunami ja palju ohvreid toonud India ookeani Megathrusti maavärina võimsust 2004. aastal hinnatakse 9,56 Gt peale. Kaugest ajaloost meil otseseid andmeid supervulkaanide võimsuse kohta ei ole, kuid näiteks Yellowstone’i supervulkaani viimase purske (toimus u 630 000 aastat tagasi) võimsust hindavad teadlased 875 Gt peale. Meteoorid ja boliidid pommitavad meid pidevalt ja võimsust neil jagub: juba 7meetrise läbimõõduga taevakeha pahvatus ulatub 16 kt-ni, 30 m annab juba 1,3 Mt, 100 m 47 Mt, 300 m 1,27 Gt ja kilomeetrise läbimõõduga taevakülalise pauk vallandab 47 Gt energiat. Kõige energeetilisemaks sündmuseks Maa teadaolevas ajaloos hindavad teadlased umbes 60-66 miljonit aastat tagasi Yucatani poolsaarel Chicxulubis toimunud kokkupõrget 10–15 km läbimõõduga asteroidiga, milline sündmus põhjustas umbes 75% looma- ja taimeliikide väljasuremise (sh dinosaurused). Selle paugu TNT ekvivalent oli umbes 100 Tt (1x1014) ehk arusaadavamalt sada miljonit megatonni. Aga see pole midagi, kui pilgu taeva poole pöörame. Energia, mida Päike kiirgab ühes päevas maailmaruumi, on 7,89 x 1015 Mt. Ühe 1a-klassi supernoova plahvatuse energia on 2,4–4,8 x 1028 Mt ehk 240–480 miljardit yotatonni. !!! Sellise paugu korraldamiseks tavalõhkeainega oleks vaja triljon Maa massi TNT-d! Kõige võimsama senini registreeritud supernoova energia oli ligi 5 x 1030 Mt. Suurimaks teadlaste poolt registreeritud pauguks Universumis oli kahe musta augu kokkupõrge – 1,3 x 1032 Mt, mil esmakordselt registreeriti gravitatsioonilained.

Sarnased artiklid