Franse proeven moeten simulatie later mogelijk maken; Fusiebom mag geen sisser zijn

Een van de redenen die de Frans president Chirac aanvoert om een nieuwe reeks kernproeven te laten uitvoeren is het verwerven van voldoende kennis om voortaan de eigenschappen van nieuw ontworpen bommen in het laboratorium te kunnen simuleren.

Zolang er kernbommen bestaan is al gepoogd om met simulaties de gebeurtenissen tijdens een explosie te doorgronden, zowel bij de kernsplijtings- als bij de kernfusiebommen. In de laboratoria in het Amerikaanse Los Alamos, waar in de Tweede Wereldoorlog de eerste kernsplijtingsbom werd gemaakt, berekenden wetenschappers de zogeheten kritische massa van uranium met een rekentechniek die nu als de Monte-Carlo-methode te boek staat.

Later is daar het vakgebied van de moleculaire dynamica uit voortgekomen, waarmee de bewegingen van atomen en moleculen in tijdstapjes van miljardsten van seconden worden uitgerekend. Tegenwoordig bewijzen die computerprogramma's hun nut bij het tot in detail uitrekenen hoe een chemische of enzymatische reactie verloopt.

Bij de kernfusiebommen met een kern van lithium en deuterium worden waarschijnlijk andere rekenprogramma's gebruikt, waarbij niet op atomaire schaal wordt gerekend, maar waarin het ontstaan van schokgolven en de invloed van een dosis gamma- en neutronenstraling in een materiaal met een bepaalde samendrukbaarheid wordt doorgerekend.

Deze kennis wordt gebruikt om het ontwerp van fusiebommen te optimaliseren. In een fusiebom wordt eerst een splijtingsbom van plutonium en uranium (een conventionele splijtingsbom) door een implosie tot ontploffing gebracht. De gammastraling en hitte daaruit 'ontsteekt' de ernaast gelegen fusiebom, waarin energie vrijkomt door samensmelting van lichte kernen.

De kunst bij het bouwen van een fusiebom, waaraan Frankrijk sinds het begin van zijn kernwapenprogramma in 1960 het grootste deel van zijn energie heeft besteed, is om de samendrukkende schokgolf die de conventionele bom ontsteekt zo volledig en homogeen mogelijk te laten aflopen voordat de schokgolf en de stralingsbundel van de ontploffing naar buiten treedt.

Als beide, elkaar tegenwerkende krachten, gedeeltelijk gelijktijdig optreden gaat er materiaal verloren. Is de werking van de bom minder effectief dan kan er zelfs sprake zijn van, wat de bomexperts een 'sisser' noemen. De simulatie kan waarschijnlijk nog worden uitgebreid tot de nucelaire gebeurtenissen tijdens de fusiereactie en de grootschalige schokgolven die daarbij ontstaan.