rfr · GV0WRFR22 · 2008-06-01 00:00:00 — offentliga utfrågning om kärnvapen och radiologiska hot Riksdagstryckeriet, , 2008 beslutade att ta initiativ till en offentlig utfrågning om ämnet kärnvapen och radiologiska hot. Utfrågningen ägde rum och direktsändes även i SVT. Syftet med utfrågningen var att belysa aktuella frågeställningar som: Finns det ett reellt kärnvapenhot och vilka stater är möjliga aktörer? Kan kärnladdningar användas i andra syften och av andra aktörer? Frågeställningar om radiologiska källor och möjligheten att använda sådana i terrorsyfte diskuterades också och även de risker för olyckor som radiologiska källor kan ge upphov till. Vid utfrågningen deltog institutionschefen , förste forskare och laborator från (). Vidare deltog ambassadör från och tf. avdelningschefen från (). Utfrågningen dokumenterades i stenografiska upptagningar. Utskottet bedömer att vad som framfördes under utfrågningen är av allmänt intresse och därför bör göras tillgängligt för en vidare krets. Därför publiceras här en utskrift från utfrågningen tillsammans med det bildmaterial som förevisades. Stenografisk utskrift från försvarsutskottets offentliga utfrågning om kärnvapen och radiologiska hot ................. Inledning av försvarsutskottets ordförande .................. Vad är ett kärnvapen?.............................................................................. Kärnbränslecykeln och produktion av fissilt material ........................... Kärnvapenspridning, motverkande åtgärder och kärnvapenhotet ... Bilaga Bilder från utfrågning ...................................................................... (), ordf. (), vice ordf. () () () () () () () () () () () () () () Vad är ett kärnvapen? Kärnvapenspridning, motverkande åtgärder Offentlig utfrågning om kärnvapen och radiologiska hot Stenografisk utskrift från försvarsutskottets offentliga utfrågning om kärnvapen och radiologiska hot Ordförande under utfrågningen var (). Bilder som visades under utfrågningen finns som bilaga. Inledning av försvarsutskottets ordförande Ordföranden: morgon! Jag vill hälsa välkommen till försvarsutskottets offentliga utfrågning om kärnvapen och radiologiska hot. Ett speciellt välkommen riktar jag till de föredragande: , , och , som ska föredra viktiga frågor för oss i försvarsutskottet så att vi ska kunna inhämta kunskap. Utfrågningen syftar till att besvara frågan om det finns ett reellt kärnvapenhot eller vilka stater som är möjliga aktörer. Även frågan huruvida kärnladdningar kan användas i andra syften och av andra aktörer kommer att belysas. Likaså kommer frågeställningar om radiologiska källor som kan användas i terrorsyfte eller ge upphov till spridning vid olyckor att diskuteras. Vi i försvarsutskott har tagit initiativet till denna offentliga utfrågning i ämnet för att belysa de aktuella frågeställningarna. Jag lämnar nu ordet till från . Vad är ett kärnvapen? , (): Det är mycket glädjande att försvarsutskottet har tagit initiativ till utfrågningen. Vi som arbetar med de här frågorna på FOI tycker naturligtvis att det är viktigt att de lyfts fram på det här viset. Det kan vara värt att tillägga att vår verksamhet kan bedrivas tack vare att och andra uppdragsgivare har bedömt de här frågorna som viktiga inom överskådlig tid. I det första passet tänkte jag försöka besvara frågan: Vad är kärnvapen? Jag tänkte dela upp det i tre delar. Först kommer jag att lite grann diskutera principerna för kärnladdningar. Sedan kommer jag att prata om kärnvapen och deras verkan. Slutligen kommer jag att gå in på kärnbränslecykeln och produktionen av fossilt material. 2007/08:RFR22 OFFENTLIG UTFRÅGNING OM KÄRNVAPEN OCH RADIOLOGISKA HOT Om vi börjar med kärnladdningarna kan vi ställa frågan: Varifrån kommer energin i de här vapnen egentligen? Om man tänker sig vanligt explosivämne kan man notera att det är kemiska reaktioner som frigör energi. Det finns molekyler som reagerar och bildar mer stabila molekyler. I ett kärnvapen handlar det däremot om reaktioner i atomkärnor. Atomkärnor reagerar och bildar mer stabila atomkärnor, varvid energi frigörs. Mängden energi skiljer sig väsentligt mellan vanligt explosivämne och kärnladdningar. Det framgår väldigt tydligt när man tittar på enheten för laddningsstyrka, alltså det sätt man anger styrkan hos ett kärnvapen. Där räknar man i kiloton. Det innebär tusen ton vanligt explosivämne i styrka. Det är den typen av storleksordningar som hanteras här. Man pratar även om megaton som alltså motsvarar explosivämne. Man kan i runda tal säga att av plutonium går det att få ut ungefär 10 kiloton energi. Då inser ni att det är enorma mängder energi det handlar om här. Den största kärnladdning som har provats var på 50 megaton. Det är alltså enorma mängder energi det handlar om. Det finns två huvudprinciper för att få ut den här energin ur atomkärnorna. Den ena är fission. Det innebär att en tung kärna klyvs, och efter visst sönderfall bildas två mer stabila atomkärnor. Den andra principen är fusion. Där slås två lätta kärnor ihop som därmed kan bilda en tyngre kärna som är stabil. Fusion är betydligt svårare att få till stånd. Man behöver i princip ha en kärnladdning för att få i gång den processen. För att skapa laddningar med megatonstyrka, alltså riktigt stora laddningar, krävs det fusion. Men jag tänker inte säga så mycket mer om just fusion utan mer hålla mig till fission. Fissionen kommer i gång genom att en neutron kolliderar med kärnan. På den bild jag visar kan ni se att det från vänster kommer in en partikel som kolliderar med kärnan. Den kommer att bli instabil, varvid den sönderfaller. I sönderfallet bildas ett par nya neutroner. Under rätt betingelser kan de neutronerna sätta i gång en kedjereaktion, det vill säga de här neutronerna bildar nya fissioner och man får så att säga ett förlopp som fortsätter och frigör enorma mängder energi. Längre fram kommer vi in på vilka kärnor det är som kan vara lämpliga som sådant här fissilt material. För att kedjereaktionen verkligen ska komma i gång krävs det att en del av de här neutronerna verkligen orsakar nya fissioner, annars kommer reaktionen att dö ut. Är det så att mängden material är för liten kommer väldigt många av neutronerna att hinna försvinna ut ur materialet och orsakar inte en ny fission. Då kommer inte kedjereaktionen till stånd, och då talar man om att materialet är underkritiskt. Har man en tillräckligt stor mängd material kan man i stället få antalet fissioner att växa lavinartat. Det är då man får det explosiva förlopp som utnyttjas just i kärnvapen. Då säger man att materialet är överkritiskt, att den kritiska massan för ett material är den mängd som krävs för att man ska kunna komma till den här kritiska punkten. Materialets form är också avgörande för kriticiteten. Man kan säga att den effektivaste formen är att samla materialet i ett klot. Om man i stället väljer OFFENTLIG UTFRÅGNING OM KÄRNVAPEN OCH RADIOLOGISKA HOT 2007/08:RFR22 att platta ut materialet eller dela upp det i två stycken bitar kan det bli en underkritisk konfiguration som sedan blir kritisk när man slår ihop de här delarna till ett klot igen. De principerna kan man också utnyttja i själva kärnladdningarna. Sedan är det också så att man kan få en underkritisk mängd material att bli kritisk genom att komprimera den. Då kommer atomkärnorna lite närmare varandra, vilket gör att neutronerna har lättare att stöta på en atomkärna, och kedjan kan komma i gång. Vilka material är det då som fungerar i det här sammanhanget? Vilka är de fissila material som man har till hands? För att ett fissilt material ska komma i fråga måste det kunna upprätthålla en så effektiv kedjereaktion som möjligt. Det handlar bland annat lite grann om att man vill utnyttja neutronerna så bra som möjligt för att få i gång nya fissioner. Det där är olika för olika material. Det är bara vissa som uppfyller det kriteriet, kan man säga. Sedan finns det en praktisk aspekt i det här. Man måste kunna framställa materialet i större mängd. Jag kan säga att om man väger in båda de kraven är det egentligen tre kandidater kvar. Det är uran-235 (235U), plutonium-239 (239Pu) och även uran-233 (233U). Mutationen här är att bokstavskombinationen betecknar ett kemiskt ämne och att numret är antalet partiklar i kärnan. Det är de tre isotoper som man mest brukar beakta i de här sammanhangen. Övriga fissila material skulle vara för opraktiska eller för kostsamma att över huvud taget ta fram. Om vi skulle försöka göra oss en fissionsladdning vill vi utgå från en underkritisk konfiguration. Man kan inte ha någonting som är kritiskt från början. Anledningen till det är att det finns neutroner runtomkring oss . När vi väl har den underkritiska konfigurationen vill vi snabbt föra samman den till att bilda en så kraftigt överkritisk konfiguration som det nu är möjligt. Det här måste gå snabbt, och det beror just på de neutroner som finns runtomkring oss . Genom min handflata tränger i medeltal en neutron . De neutronerna är då av kosmiskt ursprung. Är man uppe och flyger på vanlig flyghöjd är det hundra gånger fler neutroner just för att man så att säga är närmare ursprunget. Men det finns neutroner runtomkring oss . De skulle naturligtvis kunna sätta i gång den här processen om det fanns en mängd överkritiskt material, så det här måste gå snabbt. Ett sätt att göra detta på är det man brukar kalla för kanonprincipen. Då har man utgått från att materialet delas upp i två delar. Sedan är det tänkt att man genom att detonera vanligt explosivämne ska skjuta ihop de här delarna snabbt. Det är ungefär som en kanon som skjuter in den lilla biten i den större. Väl där kommer konfigurationen att vara överkritisk, och just när det här är på plats gäller det att vi också har sett till att ha neutroner i stor mängd. Vi vill ju vara säkra på att det finns neutroner på plats. Vi kan inte lita på den naturliga bakgrunden riktigt. Vi vill verkligen att det ska sätta i gång. Någon form av neutronkälla får vi se till att ha där som slås på. Det är ett sätt att göra det här på. 2007/08:RFR22 OFFENTLIG UTFRÅGNING OM KÄRNVAPEN OCH RADIOLOGISKA HOT Ett annat problem med fissilt material kan man säga är att vissa typer av radioaktiva ämnen avger neutroner. Det här blir ett bekymmer främst om man tänker sig att man vill använda plutonium. Det är nämligen så att det plutonium som har framställts delvis innehåller varianten plutonium-239, som vi nämnde förut, men det kommer också att innehålla en variant av plutonium som heter 240. Den har den benägenheten att den avger neutroner spontant. Det betyder att om vi skulle försöka utnyttja kanonprincipen med plutonium skulle de neutronerna tända laddningen lite för . Det skulle inte ge en så effektiv laddning som vi är ute efter. En annan variant för att lösa problemet är så kallad implosionsladdning. Vi använder fortfarande explosivämne för ihopförandet. Men här utgår vi från ett klot av material i mitten som är underkritiskt eller ännu hellre ett skal. När man sedan detonerar explosivämnet trycks det ihop, imploderar mot centrum, och blir överkritiskt. Det går mycket fortare än den tidigare varianten. Här kan man faktiskt även lyckas med plutonium. Jag tänkte inte säga så mycket mer om principerna för fissionsladdningar. Är det några spontana frågor i det här läget kan det kanske vara ett bra tillfälle att ta upp dem . (): Jag har en mycket kort fråga. Du nämnde att det egentligen fanns tre kandidater, med hänsyn tagen till de egenskaper som de olika ämnena har, som man kan använda i de här sammanhangen. Kan ny teknik skapa flera kandidater på materialsidan? , (): Med de isotoper eller de typer av material som man har att göra med kan jag tänka mig att det skulle kunna lyckas att ta fram nya typer av material. De är visserligen fissila, men problemet med dem är att de brukar vara så instabila att de i princip hinner sönderfalla innan du har lyckats sammanfoga laddningen. Det är väl en begränsning. Andra typer är oftast väldigt instabila och opraktiska av det skälet. Det är möjligt att det skulle kunna finnas teknisk utveckling som skulle kunna göra vissa ämnen möjliga att använda, men det är inget som jag känner spontant att jag kan lyfta fram. Jag tänkte fortsätta med att prata lite grann om kärnvapen och verkan. När vi har en kärnladdning är vi inte riktigt klara. För att den ska fungera som ett vapen måste det också vara praktiskt möjligt att använda den. Några viktiga utgångspunkter har jag listat. Den första är att man naturligtvis vill att laddningarna ska ha en säker och förutsebar funktion. Det ska inte vara så att de detonerar om man råkar tappa dem, utan de ska vara säkra på det sättet. Den styrka som man får ut av laddningarna ska också vara ganska förutsebar. Man vill inte att det ska variera med en faktor 2 från gång till gång, utan det ska vara en ganska väl definierad styrka på dem. Det är ett problem. OFFENTLIG UTFRÅGNING OM KÄRNVAPEN OCH RADIOLOGISKA HOT 2007/08:RFR22 Den andra utgångspunkten är att laddningen måste vara kompatibel med tänkbara vapenbärare. Storleken och vikten på laddningen måste vara sådan att man kan få med den på sin ballistiska robot eller i sitt flygplan. Det sätter också begränsningar. Omvänt måste laddningen tåla de påfrestningar som den utsätts för när den är sammanlänkad med en viss vapenbärare. När till exempel en ballistisk robot startar blir det en väldigt kraftig acceleration. Det måste laddningen kunna klara av för att det ska vara ett fungerande vapen. Den tredje punkten, att den ska vara skyddad mot oauktoriserad användning, är ett dilemma. En beslutsfattare vill naturligtvis att ett beslut om användning ska leda till att det verkligen fungerar som det är tänkt som ett försök att oauktoriserat använda vapnet måste vara omöjligt. Det har man löst på många olika sätt, bland annat med avancerade kodsystem, som ni säkert har hört talas om. Det är till och med så att laddningen i fredstid har delats upp så att olika delar förvaras hos olika myndigheter. Jag tror att det är en lösning som använder sig av. Laddningar och delar till laddningar är fördelade på olika myndigheter. Om kärnladdningars verkan kan man säga att de är upphov till ett antal olika verkansformer. Vilka av de här formerna som dominerar i ett visst läge beror framför allt på laddningsstyrkan, men även på andra omständigheter. Som för vanliga explosioner har man en stötvåg. Den ger tryckskador och även skador från splitter och kringflygande föremål. Jag kan också nämna att just i en stadsmiljö är ett stort problem alla dessa glasrutor som vi omger oss med. Det kan bli väldiga splitterskador inom stora avstånd på människor som utsätts för en stötvåg. De extrema temperaturer som uppstår i kärnreaktionerna ger upphov till en väldigt intensiv värmestrålning från det här vapnet. Det är någonting som man inte alls har på samma sätt i vanliga explosivämnen. Det kan orsaka brännskador på en oskyddad människa och även ge upphov till bränder inom stora områden. I samband med de kärnreaktioner som är ursprunget till energin avges det också så kallad joniserande initialstrålning. När det gäller verkan är de viktigaste typerna av strålning neutroner och gammafotoner. De produkter som uppstår i fissionen är oftast väldigt radioaktiva. Det betyder att det kommer att finnas en kvarvarande strålning från materialet. Har explosionen skett nära markytan blir det lokalt nedfall i närområdet, det vill säga det blir nedfall i vindriktningen och runt omkring. Sker explosionen på högre höjd förs i stället materialet upp i atmosfären och sprids mer globalt. Slutligen finns det någonting som heter elektromagnetisk puls, EMP som det oftast förkortas. Den verkar inte mot människa, kan man säga, däremot mot alla dessa elektroniska system som vi omger oss med. De påverkas av detta. Och även ledningsnät, som vårt kraftledningsnät, kan påverkas. Räckvidden är ganska stor. Utlöser man en explosion på mycket hög höjd kan man få den elektromagnetiska pulsen att i princip beröra en hel kontinent. Det är alltså en väldigt vittomfattande räckvidd för den typen av verkan. 2007/08:RFR22 OFFENTLIG UTFRÅGNING OM KÄRNVAPEN OCH RADIOLOGISKA HOT Jag tänkte exemplifiera verkan med några bilder. Jag har lagt in cirklar på en karta. De representerar då olika verkansformer. I det här fallet är det en laddning på 1 kiloton som detonerar ovanför den byggnad vi befinner oss i. Den innersta cirkeln är stötvågsverkan, den mellersta är verkan från värmestrålning och den som dominerar i det här fallet, den yttersta, vita cirkeln, är verkan från den joniserande initialstrålningen. Radien på den cirkeln är i det här fallet. Att initialstrålningen dominerar är väldigt karaktäristiskt för låg laddningsstyrka. 1 kiloton är att betrakta som lågt i de här sammanhangen. Det är ganska karaktäristiskt att det är initialstrålningen som dominerar verkan. Om vi ökar laddningsstyrkan med en faktor 1000 till 1 megaton ökar naturligtvis radierna. Det är inte så att de ökar med en faktor 1000, men det är illa nog ändå, kan man säga. Återigen är det så att den vita, nu den innersta cirkeln är verkan från initialstrålningen, den mellersta är stötvågsverkan och det som dominerar i det här fallet är i stället värmestrålningen. Den yttersta cirkeln har en radie på . Jag utgår från samma punkt. Det är karakteristiskt för de höga laddningsstyrkorna att de ger väldigt mycket värmestrålning. Den verkan dominerar för de stora laddningsstyrkorna. Det var det jag tänkte säga om kärnvapen och verkan. Vi kan väl göra ett litet avbrott för eventuella frågor här också. (): Man beskriver alltid att man skickar kärnladdningar från luften. Kan man ha kärnladdningar på marken, typ minor, som går uppåt i stället, eller måste de komma från luften för att ha effekt? Om man skjuter ned ett flygplan som man misstänker är på väg med en kärnvapenladdning, kommer laddningen att explodera bara av att flygplanet faller till marken eller blir själva kärnvapenladdningen liggande? , (): Jag börjar med frågan om markdetonation. I princip kan man välja att detonera ett kärnvapen på marken också. Det har även talats väldigt mycket från amerikanskt håll nu om vapen som dessutom ska tränga ned en bit i marken för att ytterligare öka verkan mot underjordiska anläggningar. Anledningen till att jag har tittat på luftexplosioner är att verkan är som störst uppe på en viss höjd. Man kan säga att man har en optimerad höjd för att få så stor verkan som möjligt. Det är det jag har utgått från. Jag har liksom tagit värsta scenariot. Man kan säga att ett problem med markexplosioner är just den kvarvarande strålningen. Det lokala nedfallet blir betydligt mer omfattande om laddningen exploderar vid markytan. Den andra frågan har lite grann att göra med det jag sade i början om säkerhet. Man vill ju att vapnet inte ska explodera om till exempel ett flygplan störtar. Det där jobbade de väldigt mycket med inom de etablerade kärnvapenmakterna när de hade kommit en bit i sina program. Då insåg de att de hade löst problemet med att få vapnen att fungera. ville de se till att de bara fungerade när de hade tänkt att de skulle fungera. Man brukar prata om någonting som kallas för one-point-safety. Det har lite grann att göra med implosionsvarianten. Den måste tända över hela ytan , runtom, för OFFENTLIG UTFRÅGNING OM KÄRNVAPEN OCH RADIOLOGISKA HOT 2007/08:RFR22 att det ska bli symmetri. Tänder det på en punkt är det inte säkert att det fungerar. Det förvissade man sig i kärnvapenstaterna väldigt mycket om med hjälp av kärnvapenprov . Där såg de just det här som viktigt. Det har ju hänt olyckor där man har tappat kärnvapen. Explosivämnet exploderar visserligen ofta av sådana påfrestningar, men i och med att det inte exploderar symmetriskt har kärnreaktionen inte kommit i gång, och det är väldigt viktigt i sammanhanget. (): Ordförande! Bara för att få en komplett bild av detta, hur pass stor är en bomb på 1 kiloton och en på 1 megaton? (): Herr ordförande! Med den här bilden och den tidigare bilden över huset som vi sitter i nu känns det som om den naturliga följdfrågan blir: Vilken effekt har en sådan här kärnvapenexplosion för miljön och för människorna, och framöver kan man se de här effekterna? (): Jag har en komplettering till fråga. Hur stora var Nagasaki- och Hiroshimabomberna i förhållande till den här bilden? Vilken storlek skulle maxbomben på 50 megaton ha, placerad i ? , (): Om vi börjar med den fysiska storleken kan jag säga att de första laddningarna var ganska klumpiga saker. Man hade svårt att få med dem på sina flygplan i början. Men utvecklingen gick väldigt fort, så vi kan säga att en 1-megatonsladdning utan problem skulle kunna ligga framför oss här som en ganska smäcker flygbomb helt enkelt. Det säger också en del om de mindre laddningsstyrkorna. Dem har man lyckats få ned i storlek så att en 1-kilotonsladdning kan skickas i väg i en artilleripjäs. Utvecklingen att få ned storleken på laddningarna gick ganska fort, kan man säga. Jag anknyter där till den sista frågan också, om storleken på de första vapnen. Explosionsstyrkan tror jag att du var ute efter. var på 15 kiloton i styrka. Nagasakibomben var på 20 kiloton. Det var den storleken man fick i de första typerna av laddningar. Jag vågar inte riktigt svara på vilken verkansradie det skulle bli. Jag tror att det var det du var inne på med frågan om 50-megatonsbomben. Men det handlar om att utöka skalan för radierna ytterligare, dock inte med en faktor 50 mot det vi ser här. Den vidgar sig inte så kraftigt. Man kanske skulle kunna tänka sig, med ett snabbt överslag, att man skulle få verkansradien att bli större, det vill säga att man mellan tummen och pekfingret skulle få en verkan ut mot från nollpunkten med till exempel brandeffekten. Slutligen var det frågan om miljö och påverkan på människa. Man kan säga att det är den kvarvarande strålningen som påverkar efter att det här har skett, och oavsett var laddningen sker förs det in radioaktiva ämnen i biosfären. Hur mycket som kommer lokalt beror på vilken höjd som explosionen sker på. Är man nere på lägre höjder kommer man att få ett lokalt nedfall, som ger enorma problem i närområdet, framför allt i vindriktningen. 2007/08:RFR22 OFFENTLIG UTFRÅGNING OM KÄRNVAPEN OCH RADIOLOGISKA HOT på höga höjder sprids det ut globalt, vilket ger en förhöjd bakgrundsstrålning för oss alla. Det är väl så man kan se på det. Ordföranden: Det känns som att vi har fått svar på frågorna. Vi går vidare. Kärnbränslecykeln och produktion av fissilt material , (): Då går jag in på min tredje bit, som handlar om kärnbränslecykeln och produktion av fissilt material. Jag tänkte börja med att titta närmare på de typer av material som kan vara aktuella. När det gäller uran-235, om man tittar på den vanliga berggrunden, är den genomsnittliga mängden uranmalm i jordskorpan ungefär per ton berg. En god fyndighet kan vara upp till per ton. De bästa fyndigheterna i ligger på den mängden uran. Den här uranmalmen innehåller i själva verket bara en liten andel av uran- 235, som vi är intresserade av. Det är alltså i uranet som är av den intressanta typen. För att kunna använda det måste man anrika det, som det kallas, alltså öka andelen av uran-235 i materialet. Man vill i vapensammanhang upp till . Man brukar tala om vapenuran, och det ligger en bit . Jag har också angett en kritisk massa för uran-235. Om man har en mängd uran-235 som är runt är man i regionen för en kritisk massa. Det är en stor mängd av uran-235, . Det kan vara bra att få en uppfattning om hur mycket material det handlar om. När det gäller plutonium-239, som var den andra kandidaten vi pratade om, förekommer det inte naturligt. Det finns inte ute i naturen att bryta. Det måste framställas på konstgjord väg. Det gör man genom att i särskilda reaktorer bestråla en uranvariant som heter uran-238 med neutroner, och i slutändan kommer man att få plutonium-239. Här har man då ett problem. Jag nämnde förut plutonium-240, för det kommer också att bildas i den här framställningsprocessen.