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Gorleben 2000:   Atomenergie

Atomwaffen

Militärische Sprengkörper, die beim Einsatz große Mengen an nah Atomenergie freisetzen. Die erste Atombombe (oder A-Bombe) wurde am 16.07.1945 auf dem Versuchsgelände bei Alamogordo (New Mexico) getestet. Bis zu diesem Zeitpunkt gab es nur Sprengkörper, die ihre Sprengkraft aus der schnellen Verbrennung oder der Zersetzung chemischer Substanzen entwickelten. Derartige Prozesse setzen nur die Energie der äußersten Elektronen im Atom frei. Die ersten Entwicklungen und Tests liefen in Los Alamos (New Mexico) unter dem Decknamen "Manhattan-Projekt". Es wurde während des 2. Weltkrieges (August 1942) gegründet.
An dem Projekt unter dem militärischen Kommando von Generalmajor Leslie Groves wirkten viele berühmte Wissenschaftler, u.a. nah Enrico Fermi, Richard Feynman, Edward Teller und der Chemiker Harold Urey mit. Wissenschaftlicher Leiter des Projekts war der US-Physiker nah J. Robert Oppenheimer. Nach dem Krieg übernahm die US-Atom-Energie-Kommission die Verantwortung für alle Atomangelegenheiten, einschließlich der Waffenforschung. Es wurden weitere Bombentypen entwickelt, um sich die Energie leichter Elemente, wie z.B. Wasserstoff, zu erschließen. Treibende Kraft bei diesem Bombentyp war der Fusionsprozess, wobei die Kerne der Wasserstoffisotope zu einem schwereren Heliumkern verschmelzen (siehe thermonukleare oder Verschmelzungswaffen weiter unten). Im Ergebnis dieser Waffenforschung wurden Bomben hergestellt, die eine Sprengkraft vom Bruchteil einer Kilotonne (entspricht 1000 Tonnen TNT) bis zu vielen Megatonnen (entspricht einer Million Tonnen TNT) hatten. Auch die Größe der Bombe wurde mit fortschreitender Entwicklung deutlich verringert. Man begann nukleare Artilleriegranaten und kleine Raketen zu bauen, die von tragbaren Granatwerfern im Feld abgeschossen werden können. Obwohl Atombomben ursprünglich als strategische Waffen zur Ausrüstung großer Bomber entwickelt wurden, sind heute Atomwaffen für eine Vielzahl von sowohl strategischen als auch taktischen Anwendungen verfügbar. Heute erforscht man Kernwaffen z.B. in Los Alamos (USA), im Lawrence Livermore Laboratory (Kalifornien) und in Aldermaston (Großbritannien).

Die deutschen Chemiker Otto Hahn und Fritz Straßmann spalteten das Uranatom in zwei nahezu gleiche Teile, indem sie es mit Neutronen beschossen (1938).

Sowohl die Testbombe von Alamogordo als auch die am 09.08.1945 auf nah Nagasaki abgeworfene Bombe waren Implosionsbomben. Jede von ihnen hatte eine Sprengkraft von etwa 20 Kilotonnen TNT.

Unabhängig von der zum Erreichen der superkritischen Anordnung eingesetzten Methode läuft die Kettenreaktion in etwa einer Millionstelsekunde ab und setzt dabei riesige Mengen von Wärmeenergie frei. Die extrem schnelle Abgabe einer sehr großen Energiemenge in einem verhältnismäßig kleinen Raum führt dazu, dass die Temperatur auf mehrere Millionen Grad steigt und alles um das Detonationszentrum zerstört bzw. schmelzen lässt.

 

Detonation von Atombomben

Um Atombomben zur Detonation zu bringen, wurden verschiedene Systeme erfunden. Bei dem einfachsten System wird spaltbares Material auf ein Ziel aus dem gleichen Material geschossen. Beim Zusammentreffen verschmelzen die beiden zu einer superkritischen Anordnung. Die von den USA am 06.08.1945 auf nah Hiroshima abgeworfene Atombombe besaß dieses System. Ihre Sprengkraft entsprach 20 Kilotonnen TNT.

Die daraus entstehende Detonationswelle läuft im Zentrum der Waffe zusammen. Dort befindet sich eine Kugel aus spaltbarem Material. Durch den enormen nach innen gerichteten Druck (Implosion) wird diese Kugel zusammengedrückt. Bei diesem Vorgang erhöht sich die Dichte des Metalls, und eine superkritische Anordnung wird erzeugt. Sowohl die Testbombe von Alamogordo als auch die am 09.08.1945 auf nah Nagasaki abgeworfene Bombe waren Implosionsbomben. Jede von ihnen hatte eine Sprengkraft von etwa 20 Kilotonnen TNT.

Unabhängig von der zum Erreichen der superkritischen Anordnung eingesetzten Methode läuft die Kettenreaktion in etwa einer Millionstelsekunde ab und setzt dabei riesige Mengen von Wärmeenergie frei. Die extrem schnelle Abgabe einer sehr großen Energiemenge in einem verhältnismäßig kleinen Raum führt dazu, dass die Temperatur auf mehrere Millionen Grad steigt.

 

Thermonukleare Tests

 Nach Abschluss der Entwicklung im Frühjahr 1951 wurde auf dem US-Testgelände Eniwetok (Marshall-Inseln) am 01.11.1952 ein großangelegter erfolgreicher Test mit einer Verschmelzungswaffe durchgeführt. Bei diesem Test mit dem Namen Mike wurde eine Explosion erzeugt, deren Stärke mehreren Millionen Tonnen TNT (das sind mehrere Megatonnen) entsprach. Viele Jahre früher als erwartet, brachte die damalige Sowjetunion im August 1953 eine thermonukleare Waffe im Megatonnenbereich zur Detonation. Am 01.03.1954 testeten die Vereinigten Staaten eine Fusionsbombe mit einer Sprengkraft von 15 Megatonnen. Laut Schätzungen erzeugte sie einen glühenden Feuerball mit mehr als 4,8 Kilometer Durchmesser.

Die Explosion vom März 1954 führte weltweit zur Möglichkeit, mit Hilfe des radioaktiven Niederschlages die Größe und Stärke einer Bombe zu analysieren. Etwas von dem radioaktiven Abfall fiel auf ein japanisches Schiff mit dem Namen Glücklicher Drache, das etwa 160 Kilometer vom Testgelände entfernt auf Thunfischfang war. Japanische Wissenschaftler untersuchten später den radioaktiven Staub. Aus den Ergebnissen wurde deutlich, dass der Niederschlag, der auf den Glücklichen Drachen gefallen war, von einer Bombe herrührte, die wesentlich stärker war als nur eine herkömmliche H-Bombe.

 

Spaltungs-Verschmelzungs-Spaltungs-Bombe

Die thermonukleare Bombe, die 1954 explodierte, war eine Dreistufenwaffe. Die erste Stufe bestand aus einer A-Bombe, die den Zünder darstellte. In der zweiten Stufe oder H-Bomben-Abschnitt, wurden Deuterium und Tritium innerhalb der Bombe verschmolzen. Bei diesem Vorgang bildeten sich Helium und Neutronen mit hoher Energie. Die dritte Stufe ergab sich aus dem Aufprall dieser Hochgeschwindigkeitsneutronen auf die äußere Hülle der Bombe.

Das Schadensausmaß hängt vom TNT-Vergleichswert der Explosion, von der Höhe, in der die Bombe explodiert (auch Bersthöhe), und von der Entfernung des betroffenen Bauwerkes vom Nullpunkt ab - das ist der Punkt unmittelbar unter der Bombe. Bei der nah Hiroshima- und nah Nagasaki -Bombe betrug die Bersthöhe zwischen 500 und 600 Meter. Der TNT-Vergleichswert lag bei der nah Hiroshima-Bombe bei 13,5 Kilotonnen. Die nah Nagasaki -Bombe hatte eine Sprengkraft von 20 Kilotonnen TNT. Wenn der TNT-Vergleichswert höher gewesen wäre, hätten die amerikanischen Militärs eine höhere Bersthöhe ausgewählt. Neben den enormen Zerstörungen verursachten beide Bomben Hunderttausende von Toten und Verletzten. Noch heute sterben viele Menschen an den Folgen der Bomben.

Die Radioaktivität im verstrahlten Gelände nimmt innerhalb der ersten 24 Stunden stark ab. Nach etwa einer Woche kann sie bis unter einen lebensbedrohlichen Wert absinken.

Der radioaktive Niederschlag (Fallout) schwebt langsam zu Boden und kann je nach Dauer der Schwebzeit mehr oder minder starke Verstrahlungen verursachen. Es gibt zwei verschiedene Arten des radioaktiven Niederschlages, den frühen und den verzögerten. Findet eine nukleare Explosion nahe der Oberfläche statt, wird Erde oder Wasser in eine pilzförmige Wolke gesogen und mit den Überresten der radioaktiven Waffe verseucht. Das verseuchte Material beginnt innerhalb weniger Minuten herabzufallen, was bis zu 24 Stunden fortdauern kann. Dadurch kann ein Gebiet bis zu Tausenden von Quadratkilometern von der Explosionsstelle entfernt in Mitleidenschaft gezogen werden. Bei Explosionen in großer Höhe gibt es keinen frühen Niederschlag. Wird eine Bombe weit über der Oberfläche gezündet, steigt der radioaktive Abfall in der pilzförmigen Wolke in große Höhen und fällt allmählich über einem großen Gebiet nieder.

Klimatische Auswirkungen

Neben den durch die Druckwelle und die Strahlung einzelner Bomben verursachten Schäden könnte ein großflächiger Einsatz nuklearer Waffen durch mehrere Staaten wahrscheinlich katastrophale Auswirkungen auf das globale Klima haben. Diese Möglichkeit, die in einem im Dezember 1983 von einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern veröffentlichten Papier vorgebracht wurde, ist als Theorie vom "Nuklearen Winter" bekannt geworden. Nach Meinung der Wissenschaftler würde die Explosion von nicht einmal der Hälfte aller Sprengköpfe der Vereinigten Staaten und Rußlands enorme Mengen an Staub und Rauch in die Atmosphäre wirbeln. Diese Menge würde ausreichen, um der Erde für mehrere Monate das Sonnenlicht zu nehmen, ein Frostklima wäre die Folge. Besonders auf der nördlichen Halbkugel käme es zum Absterben der Pflanzenwelt. Auch die Ozonschicht wäre betroffen, was zu weiteren Schäden infolge der ultravioletten Strahlung der Sonne führen würde. 1985 veröffentlichte das US-Verteidigungsministerium einen Bericht, der die Theorie des Nuklearen Winters bestätigte.



oben Autoren: Klasse 11-1 und Alfred Blohm, Web: Kai Lahmann Datum: Mai 98 Letzte Änderung am 29. Juli 2004
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