Ein Atom besteht im wesentlichen aus 3 Teilen: Protonen (in Animation
rot), Elektronen (in Animation gelb) und Neutronen (in Animation weiß). Protonen und Neutronen bilden zusammen den Atomkern, während
Elektronen diesen Kern in einer Art Ellipse umkreisen, ähnlich wie die Planeten die
Sonne. Da Protonen elektrisch positiv geladen sind und Elektronen negativ
(Elementarladung),
kreisen immer genau so viele Elektronen um den Atomkern, wie in diesem Protonen
enthalten sind (in der Animation war das leider nicht umzusetzen). Neutronen sind elektrisch neutral, so dass sie keinen Einfluss
auf die Elektronen haben.
Die Anzahl der Protonen (Ordnungszahl) im Atomkern bestimmt das Element. Sind also in einem Atomkern 92
Protonen enthalten, handelt es sich um Uran. Sind es jedoch nur 36, handelt es
sich um Krypton .....
Die Anzahl der Neutronen im Atomkern hingegen bestimmt das
Isotop. So gibt es z.B: Uran mit 143 Neutronen (U-235) als auch mit 146
Neutronen (Uran-238). Spricht man von U-235, so steht das U für Uran, und die
235 ist die Massenzahl, also die Summe aus der Anzahl der Neutronen und der Anzahl der Protonen
(143[Neutronrn]+92[Protonen]=235).
Die Größe eines Atoms kann man sich in etwa vorstellen, wenn
man sich einen Wassertropfen ansieht. Dieser besteht aus etwa 6 000 000 000 000
000 000 000 einzelnen Atomen. Der Atomkern nimmt von einem Atom nur 1 / 1 000
000 000 000 000 000 vom Raum des gesamten Atoms ein. Trotzdem ist er fast die ganze Materie des Atoms.
Wäre ein solcher Atomkern so groß wie eine Kirsche, und würde in der Mitte
eines Fußballstadions liegen, wäre die Elektronenumlaufbahn etwa in der
obersten Sitzreihe. Aufgrund der Materienmasse hätte dieser jedoch bei einer
solchen Größe ein Gewicht von 30 000 000 Tonnen, und würde zum Erdmittelpunkt
sinken. Das Gewicht eines Protons oder eines Neutrons ist etwa das 2000 Fache von dem
eines Elektrons
Sämtliche Atome zerfallen mit der Zeit in zwei kleinere Atome,
wobei Radioaktivität entsteht. Jedoch hängt die Dauer bis zum Zerfall von der
Art des Atoms ab. Der Zeitraum, in dem von einer bestimmten Anzahl von Atomen
die Hälfte zerfallen ist, wird Halbwertszeit genannt. Hat man also z.B: 4
Atome, so sind nach der Halbwertszeit 2 zerfallen. Nach der nächsten
Halbwertszeit ist noch ein Atom vorhanden.
Stoff:
Halbwertzeit:
U-235
4.510.000.000
Jahre
Na-22
2.600 Jahre
Co-60
5.300 Jahre
Kr-85
10.600 Jahre
Cs-137
30.000 Jahre
Pb-210
22.000 Jahre
Pu-236
2.700 Jahre
Po-210
138,4 Tage
Ra-214
2,6 Sekunden
Kernspaltung
(Engl.: Fission)
Am 17. Dezember 1938 gelang es Otto Hahn (1879-1968), durch
den Beschuss mit einem langsamen Neutron, einen U-235 Atomkern zu spalten und
Barium zu erzeugen. Jedoch war die erhaltene Masse leichter als die ursprüngliche, da ein Teil der Masse in
Energie umgewandelt worden war
(Wie auch schon Einsteins Relativitätstheorie darlegt: E=mc², was bedeutet,
dass man Masse in Energie umwandeln kann).
Ablauf:
Ein U-235-Atom wird von einem langsamen Neutron getroffen. Das Atom enthält
jetzt 92 Protonen und144 Neutronen, weshalb es sich nun um den Zwischenkern U-236 handelt. U-236
jedoch ist so "instabil (siehe Halbwertszeit)", dass es sofort in zwei
kleinere, "stabilere" Atome zerfällt, wie z.B: Krypton und Barium. Da
diese kleineren Atome beide positiv geladen sind, stoßen sie sich ab. Bei der Kernspaltung lösen sich aus dem Ursprungskern neben
den beiden kleineren Atomen noch 2 bis 3 Neutronen ( bei U-235 durchschnittlich 2,6) heraus,
welche wiederum erneut Atomkerne spalten können. Aus dieser neuen Kernspaltung
gehen wiederum Neutronen hervor, welche andere Kerne spalten können. Diese
Reihe von Kernspaltungen wird Kettenreaktion genannt.
Im Grund genommen ist die Kernspaltung das Umwandeln von einem stabilen Atom in
ein (sehr sehr) instabiles Atom, welches sofort zerfällt.
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Kritische und überkritische Masse
Die kritische Masse ist notwendig um eine Kettenreaktion
aufbauen zu können. Sie stellt sicher, dass die freigesetzten Neutronen auch Kerne spalten,
oder anders gesagt, dass nicht ein Großteil von ihnen durch die Zwischenräume
austritt, ohne einen Kern zu spalten. Die kritische Masse ist die Masse,
bei der die Anzahl der spaltenden Neutronen gleich bleibt. Das bedeutet, dass
während dieser Kettenreaktion durchgehend das gleiche Maß an Energie abgegeben
wird, wie es bei einem Kernreaktor der Fall ist. Damit die Anzahl der Neutronen
steigt, muss dementsprechend eine überkritische Masse beschossen werden. Der
Effekt hiervon ist eine Kettenreaktion, welche immer mehr Energie freisetzt, so
wie dies bei der Atombombe der Fall ist.
Um die (über-) kritische Masse zu erhalten gibt es nun drei Möglichkeiten:
Die erste ist, dass man die Zahl der Atomkerne erhöht, indem man mehr
Spaltmaterial hinzufügt. So erhöht man die Wahrscheinlichkeit, dass ein
Neutron auf seiner Flugbahn einen Atomkern trifft, und diesen spaltet.
Die zweite Möglichkeit ist, dass man sicherstellt, dass die Atomkerne nah genug
aneinander liegen, so dass man also die Dichte erhöht. Da nun auf das selbe
Volumen mehr Atomkerne kommen als zuvor, sind weniger Zwischenräume vorhanden.
So wird wiederum die Wahrscheinlichkeit, dass ein Neutron einen
Atomkern trifft, erhöht.
Die dritte Möglichkeit ist eher eine Ergänzung zu einer der ersten beiden: Die
kritische Masse lässt
sich auch durch Nutzung von Neutronenreflektoren (in der Fachsprache "Tamper"
genannt) erreichen. Diese sind um das Spaltmaterial herum angeordnet. Neutronen,
welche nun die Spaltmasse verlassen würden, prallen gegen den Reflektor, werden
zurückgeworfen, und fliegen so wieder in Richtung Spaltmaterial. So lässt sich
die benötigte Masse, um Kerne zu spalten, minimieren. Allerdings wären wohl die
einzelnen Neutronen erstens zu spät an der Spaltung beteiligt (was bedeutet,
dass die Bombe bis dahin schon hätte hochgehen müssen), da sie einen längeren
Weg zurücklegen müssen, und zweitens hängt die Zahl der reflektierten
Neutronen auch von der Dichte des Reflektors ab.
Die kritische Masse setzt auch eine Obergrenze für den Detonationswert von
Kernspaltungswaffen, da nicht beliebig viel Spaltmaterial hinzugefügt werden
kann, ohne die kritische Masse zu erreichen. Da es aber für die Lagerung einer
Kernwaffe notwendig ist, dass sich das Spaltmaterial im unterkritischen Bereich
befindet, kann mit reinen Kernspaltungswaffen praktisch "nur" ein
Detonationswert von 100kt erreicht werden.
Nuklide
Reflektor
Reflektordicke
in cm
kritische Masse in kg
Uran-235
keiner
49
Uran-235
Beryllium
10
14
Uran-235
natürliches Uran
10
18
Plutonium-239
keiner
12,5
Plutonium-239
Beryllium
5,2
5,4
Plutonium-239
Beryllium
32
2,5
Plutonium-239
natürliches Uran
5
6,4
Plutonium-239
natürliches Uran
24
4,4
Die kritische Masse hängt sowohl von der Atomart (Ordnungszahl und
Isotop) ab, als auch von den Reflektoren
Berechnung der Gesamtzeit der Kettenreaktion:
t = n tm
n = Anzahl der ablaufenden Spaltungszyklen
tm = mittlere Zeit zwischen zwei Spaltungen (= 10^-8
s)
Für die Detonationsenergie q kt (=z) müssen 1,307 * 10^23 * q
Kerne gespalten werden. Bei einem Neutronenvermehrungsfaktor von k=2
und einem einzigen Neutron, welches die Kettenreaktion verursacht gilt
folgende Formel: z= (k^n - 1) : (k - 1) = 2^n - 1 = 2^n
(näherungsweise) => z = 2^n =1,307 * 10^23 * q
n = 76,81 + 3,32 lg q
Plutonium 239
Ein Großteil der heutigen Kernwaffen verwendet kein reines
U-235 mehr. Es ist aufwändig zu filtern, da im natürlichen Uran nur etwa 0,7%
U-235 enthalten sind. Da es nur in geringen Mengen vorhanden ist, ist es auch
teuer. Außerdem
haben die verschiedenen Isotope die gleichen chemischen Reaktionen, so dass der
Trennvorgang mit Hilfe des minimalen Gewichtunterschiedes zwischen den Isotopen
ablaufen muss. Der Rest des natürlichen Urans (also 99,3%) ist U-238, welches sich so
nur durch sehr schnelle Neutronen spalten lässt, sich aber durch langsame
Neutronen in das leicht spaltbare PU-239
(Plutonium 239) umwandeln lässt. Von diesem fallen jährlich 40 000 kg
als Abfallprodukt von Atomkraftwerken an, weitere Mengen werden speziell für die
Kernspaltung in Kernwaffen hergestellt . Ein weiterer Grund für die Sonderstellung des
Plutoniums als Spaltmaterial einer Kernwaffe ist, dass bereits die Inkorporation
von nur einem Mikrogramm für den Menschen enorm schädlich ist, und so fast
immer zu Krebs - ganz besonders Lungenkrebs - führt. Betrachtet man die
Tatsache, dass bis zu 95% des Spaltmaterials einer Kernwaffe bei ihrer
Detonation ungespalten bleibt, und in die Atmosphäre geschleudert wird, sieht
man den "militärischen Vorteil", welcher in der Verwendung von
Plutonium als Spaltmaterial liegt. Als letzten Punkt kann man aufführen, dass
man die Kritische Masse von Plutonium unter "günstigen" Umständen
auf ein Gewicht von nur ca. 4 kg reduzieren kann, was es einfacher macht,
Kernwaffen in großen Mengen zu produzieren, zu transportieren und auch
"notfalls" einzusetzen. Die kritische Masse ist bei Plutonium aufgrund
der bei der Kernspaltung auftretenden Neutronen geringer als bei Uran , da pro
Kernspaltung durchschnittlich 0,3 Neutronen mehr freigesetzt werden.
Langsame Neutronen
Nur langsame Neutronen sind in der Lage, U-235 oder Pu-239 Atomkerne zu spalten,
da eine gewisse "Aufenthaltszeit" des Neutrons im Atomkern notwendig
ist, damit sich ein Zwischenkern bildet, welcher zerfällt. Das Abbremsen von Neutronen lässt sich jedoch nur
durch Reibung erreichen, da sie bei einem Aufprall zwar umgelenkt werden
(abprallen), jedoch
nicht abgebremst. Aus diesem Grund benötigt man einen Moderator wie z.B: Wasser
(H2O), durch welches das Neutron durchdringen kann, hierbei jedoch durch die Reibung gebremst
wird. Sogenanntes "schweres Wasser" wie Deuterium und Tritium eignet
sich auf Grund seiner Dichte besonders gut für diesen Prozess.
Kernfusion (Engl.: Fusion)
Unter enormen Druck und Hitze ist es möglich,
Wasserstoffisotope (wie Deuterium, Tritium oder Lithium) miteinander verschmelzen zu lassen. Wie bei der Kernspaltung
wird auch hierbei die Masse geringer, und Energie gewonnen. So gewinnt sowohl die Sonne
ihre Energie als auch die Wasserstoff-/ und die Neutronenbombe. Die Energieausbeutung ist hierbei
wesentlich größer als bei der Kernspaltung. Bei der Kernfusion wird bei der
selben Masse etwa die
3-fache Energie wie bei der Kernspaltung frei. Der Vorteil gegenüber der Kernspaltung ist, dass es bei der Kernfusion keine kritische Masse gibt, welche
man bei der Lagerung nicht erreichen darf, da die Kernfusion Hitze und Druck zum
Verlauf benötigt.
Momentan ist nur eine Methode bekannt,
durch die man diese Hitze und diesen Druck erreichen kann: eine
Kernspaltungsexplosion. Diese, der Kernfusion zugvorgehende
Explosion ist der Auslöser (in der Fachsprache "Trigger"
genannt) des Fusionsvorgangs.
Aus diesem Grund ist es auch nicht möglich, Kernfusionskraftwerke oder reine
Kernfusionsbomben zu bauen. Bei der Kernfusion tritt im Gegensatz zur
Kernspaltung unmittelbar nur Neutronenstrahlung auf.
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Die Atombombentypen
Plutoniumimplosionsbomben
Das Prinzip der Atombombe ist simpel. Man hat
eine Kugel hochspaltbaren Materials (Plutonium 239), welche durch eine Explosion des
hierum angeordneten Sprengstoffs wie z.B: TNT mit einem Druck von ungefähr
400 kbar zur überkritischen Masse
zusammengepresst wird. Jetzt
erst wird das spaltbare Material mit langsamen Neutronen vom
Initiator (Gemisch aus Be und Po 210) beschossen, welche Atome
treffen und diese spalten wobei im Durchschnitt 2,9
Neutronen entstehen, die wiederum Atome treffen und spalten. Die
Kettenreaktion ist im Gange, und es werden Unmengen an Energie
freigesetzt. Diese ständig zunehmende Energie ist die Grundlage der
Detonation. Sollte das
Spaltmaterial jedoch zu früh von Neutronen zerteilt werden,
so werden nicht genügend Atome gespalten, und die Bombe wird nicht
mehr optimal detonieren können.
Da hier lediglich eine Kernspaltung abläuft, wird diese
Art von Bombe auch Einphasenkernwaffe genannt.
Die Plutoniumimplosionsbombe ist ideal für den Einsatz von
Neuronenreflektoren geeignet, da dieser zusammen mit der Spaltmasse
verdichtet werden kann, und somit für die Neutronen eine undurchlässigere
Schicht darstellt. Dementsprechend befindet sich zwischen Spaltmasse und
konventionellem Sprengstoff eine Reflektorenschicht, welche das Gewicht der
kritischen Masse verringert.
Zu den Zündern: Diese sind am äußeren Rand des konventionellen
Sprengstoffes angeordnet, so dass sich die Druckwelle der konventionellen
Detonation nach innen ausbreitet, und so maximal auf das
Spaltmaterial wirkt.
Rechts: Aufbau einer Implosionsplutoniumbombe. (siehe auch Nagasakibombe)
Uranbomben
Das Bauprinzip einer Uranbombe ist ähnlich.
Auch hier gilt es, im richtigen Moment die kritische Masse zu
erlangen. Hierzu wird durch eine Art Tunnel ein Uranstift
(U235) durch Druck einer Treib- bzw. Sprengladung in den größeren Urankern (ebenfalls U235)
hineingedrückt. Beide Uranmengen ergeben zusammen die überkritische Masse, welche nun mit Neutronen beschossen wird.
Hieraus entseht wiederum eine unkontrollierte Kettenreaktion,
welche Energie freisetzt. Auch hier besteht die
Detonation allein aus einer Kernspaltung, so dass auch diese
Bombe zu den Einphasenkernwaffen zählt.
Der Druck wirkt hier nur von einer Seite aus. Daher wird wesentlich weniger konventioneller Sprengstoff
benötigt, weshalb diese Bomben kleiner sind als
Plutonium-Implosionsbomben.
So kommt es auch, dass die Hiroschimabombe "Little
Boy" kleiner war als die Nagasakibombe "Fat
Man".
Obwohl die Bombe jedoch kleiner ist, enthält sie mehr Spaltmaterial als die
Plutoniumsimplosionsbombe, da sie die überkritische Masse durch Menge
erreicht. Die Uranbombe hat einen entscheidenden Nachteil, welcher sie
militärisch uninteressanter macht als die Plutoniumsimplosionsbombe:
Bei der Lagerung darf ein einzelner Teil des Spaltmaterials niemals so groß
sein wie die kritische Masse. So muss das Spaltmaterial bei größeren
Bomben weiterhin aufgeteilt werden. Bei der Zündung müssten nun sämtliche
Spaltmaterialportionen gleichzeitig die überkritische Masse ergeben, und
das in einem kaum realisierbaren Tempo. Hinzu kommt, dass es ab einer
gewissen Sprengladung nicht mehr möglich ist, die einzelnen Teile aus derselben Entfernung
zuzuführen. Selbst wenn einem dies gelingen würde,
kommt man mit dem Prinzip der Plutoniumsimplosionsbombe günstiger weg. Für
die größten der reinen Kernspaltungsbomben gibt es Kombinationen der beiden
Bauprinzipien, so dass die Überkritische Masse sowohl durch Menge als auch Dichte
gegeben wird. So werden z.B: 2 oder 4 geteilte Kugelfragmente durch
Sprengstoff zusammengeführt und anschließend durch den Restdruck
verdichtet.
Rechts: Aufbau einer Uranbombe. (siehe auch Hiroschimabombe)
Kernsprengsatz für einen
Torpedo
Anhand dieses Typs soll einmal eines der bekannten Sicherheitssysteme einer Kernwaffe
im physikalischem Aufbau beschrieben werden.
Vor dem Torpedoabschuss wird der Sicherheitsstecker
(12) gezogen. Läuft der Torpedo durch das Wasser, wird durch
den Wasserwiderstand das Flügelrad (11) angetrieben. Dieses
Flügelrad dreht den 10-Sicherheitskadmiumzylinder (10) aus
der kugelförmigen Hülle (2), der ein unbeabsichtigtes
vorzeitiges Zusammenkommen der beiden Sprengstoffmengen (4)
zur kritischen Masse verhindert. In Ziehnähe leitet der
Zünder (7) die Zündung der Übertragungslagerung (6) ein.
Diese lässt den herkömmlichen Sprengstoff detonieren,
wodurch die Kernsprengstoffmassen (4) zusammengeschossen
werden. Darauf folgt eine Kerndetonation.
1-Kopfhülle; 2-kugelförmige
Hülle; 3-Neutronenspiegel; 4-Kernsprengstoff, 5-zylindrische
Hülle; 6-Übertragungsladung; 7-Zünder; 8-konventioneller
Sprengstoff; 9-Sicherheitsschiebe;
10-Sicherheitskadmiumzylinder; 11-Flügelrad; 12- Sicherheitsvorstecker
Die Wasserstoffbomben (Thermonukleare Bomben)
Die Wasserstoffbombe ist eine ausgebaute
Atombombe, bei der, um eine stärkere Wirkung zu erzielen, die
eigentliche Detonation mit Hilfe der Kernfusion zustande
kommt. Die Kernfusion erzeugt dreimal soviel Energie wie die
Kernspaltung, was bedeutet, dass man bei der Kernfusion mit der selben Menge
des Kernmaterials die dreifache Wirkung erzielen kann. Um
den Fusionsvorgang jedoch überhaupt erst in Gang setzen zu
können, bedarf es einer enormen Hitze, welche aus einer
Kernspaltung (Trigger) gewonnen wird .Es handelt sich
hierbei um eine gewöhnliche Kernspaltungsbombe, bei welcher durch die
Detonation die erforderliche Hitze und der erforderliche Druck zustande
kommen . Diese Hitze versorgt die
Wasserstoffatome mit soviel kinetischer Energie
(Bewegungsenergie), dass sie aufgrund ihrer Geschwindigkeit
die Abstoßungskräfte der positiv geladenen Kerne des
Fusionsmaterials überwinden können. Sobald der Zünder (Trigger) erst einmal detoniert ist, gelangen
Strahlen, Hitze und Druck in einen Schaumstoffbereich, wo ein Zylinder
implodiert, also durch den Druck der Kernspaltung zusammengepresst wird. Die
Fusionsmaterialien werden erhitzt und zusammengepresst, weshalb diese
miteinander fusionieren. Da hier sowohl eine Kernspaltung als auch eine
Kernfusion stattfindet, zählt die einfache Wasserstoffbombe (auch H-Bombe oder thermonukleare Bombe genannt)
zu den Zweiphasenkernwaffen.
Es gibt je nach verwendetem Fusionsmaterial verschiedene Arten von
Fusionsbomben. Die heute übliche Version der Wasserstoffbombe verwendet
nicht mehr Deuterium und Tritium, sondern Lithiumdeuterid. Diese hat den
Vorteil, dass die Fusionsmaterialien leichter sind, und nicht stark gekühlt
gelagert werden müssen, wie es bei der älteren Mischung der Fall war, da es sich bei
Lithiumdeuterid um einen festen
Stoff handelt.
Zu den Wasserstoffbomben gehört neben der unten erläuterten Abformung der
Neutronenbombe auch noch die sogenannte Dreiphasenkernwaffe oder auch
FFF-Bombe (Fision - Fusion - Fision / Kernspaltung, Kernfusion und
Kernspaltung ). Während die Wasserstoffbombe nun als
"Aufsatz auf " die Atombombe ohnehin schon keine natürliche
Begrenzung mehr in Bezug auf die Detonationsstärke hat, da man beliebig
viel Fusionsmaterial in eine Bombe einbauen kann, erscheint es auf den
ersten Blick unsinnig, große Bomben nach einem anderen Muster zu entwerfen.
Es ist in der Tat auch so, dass die FFF-Bombe für einen noch größeren
Wirkungsgrad nicht notwendig gewesen wäre, jedoch wesentlich billiger herzustellen war, als
massenweise Lithiumdeuterid für die Fusion anzuhäufen. Das Prinzip
der Kernfusion wie wir es eben beschrieben haben, kommt in der FFF-Bombe in
einer etwas anderen Aufbauweise zum Tragen. Bei der FFF-Bombe befindet
sich das Fusionsmaterial, welches ja mittlerweile nicht mehr so lageraufwändig war, um die ursprüngliche Kernspaltungsbombe herum
angeordnet. Bei einer Detonation wirkt nun der Druck von innen nach außen
auf das Fusionsmaterial. Hitze und Druck sind dementsprechend ausreichend
gegeben, so dass es zu einer Kernfusion kommen kann. Wie aber dem
aufmerksamen Leser sicher aufgefallen ist, setzt ja auch die Kernfusion
Neutronen frei. Diese sind deutlich schneller als die Neutronen, welche bei
einer Kernspaltung freiwerden. Aufgrund ihrer höheren Energie sind diese
Neutronen auch fähig U-238 zu spalten. Dieses ist um das Lithiumdeuterid
der Kernfusion angeordnet, und wird von den Neutronen der Kernsynthese
gespalten. Die mögliche dritte Phase einer Kernwaffe ist also wie die erste
Phase wieder eine Spaltung. Der wirtschaftliche Vorteil bei dieser Art einer
großen Mt-Bombe ist, dass man praktisch das natürliche Uran spalten kann,
und so eine enorm billige Spaltmasse erhält. So können auch Bomben mit
gewaltiger Sprengkraft relativ günstig produziert werden, sofern dies
militärisch noch sinnvoll ist. Was eine FFF-Bombe von einer H-Bombe
gleicher Größe unterscheidet ist vor allem, dass bei der FFF-Bombe
deutlich mehr Radioaktivität entsteht.
Rechts: Aufbau einer Wasserstoffbombe
Die Neutronenbomben
Neutronenbomben beruhen auf dem thermonuklearen
Prinzip. Ihr Zweck ist es, die tödliche Strahlung einer
Atombombe zu erreichen, jedoch die Explosion so gering wie
möglich zu halten. Dies hat einzig und allein den
Hintergrund, militärische Einrichtungen von feindlichen
Einheiten zu "säubern", die Einrichtungen selbst
jedoch funktionsfähig zu lassen, um sie für eigene Zwecke
verwenden zu können. "Dank" der Bemühungen in den
60ern und 70ern gelang es den USA, die Sprengkraft auf ca. 1
kt und weniger herunterzudrehen.
Die Neutronen werden von den Stoffen Tritium und Deuterium
abgesondert, welche auch in der Wasserstoffbombe verwendet
werden.
Rechts: Aufbau einer Neutronenbombe der Art W-79
Die Kobaltbomben
Die Kobaltbombe ist eine Kernwaffe, welche mit Hilfe des Elements Kobalt ein großes Gelände für
unabsehbare Zeit verseuchen kann. Der militärische Nutzen
dieser Verseuchung liegt darin, dass niemand in Schutzräumen
überleben könnte, sowie darin, dass ein verseuchtes Gelände
feindlichen Truppen das Passieren unmöglich macht. Die
Nachteile einer solchen Waffe überwiegen jedoch: Ein
hochradioaktiver globaler Fallout, welcher die ganze Erde
verseucht, sobald mehrere dieser Bomben gezündet werden
sollten. "Dr. Seltsam" oder "On the Beach"
befassen sich mit Weltuntergangszenarien durch die
Kobaltbombe. Auf Grund ihrer Auswirkungen erhielt die Bombe
auch den Namen "Doomsdaymachine (Weltvernichtungsmaschine)",
wurde aber auch nie gebaut. Im Kalten Krieg rechneten jedoch
sowohl Ost als auch West im Kriegsfall mit einer raschen
Umsetzung der Pläne für diesen Kernwaffentyp.
Das Prinzip der Atombombe ist simpel. Man hat
eine Kugel hochspaltbaren Materials (Plutonium 239), welche durch eine Explosion des
hierum angeordneten Sprengstoffs wie z.B: TNT mit einem Druck von ungefähr
400 kbar zur überkritischen Masse
zusammengepresst wird. Jetzt
erst wird das spaltbare Material mit langsamen Neutronen vom
Initiator (Gemisch aus Be und Po 210) beschossen, welche Atome
treffen und diese spalten wobei im Durchschnitt 2,9
Neutronen entstehen, die wiederum Atome treffen und spalten. Die
Kettenreaktion ist im Gange, und es werden Unmengen an Energie
freigesetzt. Diese ständig zunehmende Energie ist die Grundlage der
Detonation. Sollte das
Spaltmaterial jedoch zu früh von Neutronen zerteilt werden,
so werden nicht genügend Atome gespalten, und die Bombe wird nicht
mehr optimal detonieren können.
Das Bauprinzip einer Uranbombe ist ähnlich.
Auch hier gilt es, im richtigen Moment die kritische Masse zu
erlangen. Hierzu wird durch eine Art Tunnel ein Uranstift
(U235) durch Druck einer Treib- bzw. Sprengladung in den größeren Urankern (ebenfalls U235)
hineingedrückt. Beide Uranmengen ergeben zusammen die überkritische Masse, welche nun mit Neutronen beschossen wird.
Hieraus entseht wiederum eine unkontrollierte Kettenreaktion,
welche Energie freisetzt. Auch hier besteht die
Detonation allein aus einer Kernspaltung, so dass auch diese
Bombe zu den Einphasenkernwaffen zählt.
Kernsprengsatz für einen
Torpedo
Die Wasserstoffbomben (Thermonukleare Bomben)
Neutronenbomben beruhen auf dem thermonuklearen
Prinzip. Ihr Zweck ist es, die tödliche Strahlung einer
Atombombe zu erreichen, jedoch die Explosion so gering wie
möglich zu halten. Dies hat einzig und allein den
Hintergrund, militärische Einrichtungen von feindlichen
Einheiten zu "säubern", die Einrichtungen selbst
jedoch funktionsfähig zu lassen, um sie für eigene Zwecke
verwenden zu können. "Dank" der Bemühungen in den
60ern und 70ern gelang es den USA, die Sprengkraft auf ca. 1
kt und weniger herunterzudrehen.
