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Die Zar-Bombe (Zarenbombe; russisch Царь-бомба, Tsar Bomba), ist die stärkste jemals gezündete Wasserstoffbombe. Die Detonation gilt als größte vom Menschen jemals verursachte Explosion überhaupt.
Die Bombe trug die Testnummer 130 und wurde am 30. Oktober 1961 um 11:32 Uhr Moskauer Zeit gezündet. Die Sprengung fand auf dem Testgelände in der Mitjuschikabucht auf der Insel Nowaja Semlja statt. Die Bombe wurde von einem Bomber in über 10.000 m Höhe abgeworfen und durch einen Fallschirm abgebremst, um dem Flugzeug ausreichend Zeit zu geben, das Testgebiet zu verlassen. Die Explosion fand in einer Höhe von ca. 4.000 m statt. Der Feuerball tangierte den Erdboden, der Atompilz erreichte kurzfristig eine Höhe von ca. 64 Kilometern; die stabile Endhöhe dürfte zwischen 40 und 50 Kilometern betragen haben.
Die Sprengkraft der Bombe betrug – je nach Quelle – 50 bis 60 Megatonnen TNT-Äquivalent und war damit mehr als 3000 mal stärker als die Hiroshima-Bombe Little Boy, deren Sprengkraft auf etwa 15 Kilotonnen geschätzt wird. Sie war auch etwa vier- bis fünf mal stärker als die Castle-Bravo-Bombe der Amerikaner, welche deren wirkungsvollster Atomtest war.
Die "Zar-Bombe" war ursprünglich sogar für eine Sprengkraft von 100 bis 150 Megatonnen konzipiert, verlor aber durch den Verzicht auf einen Mantel aus spaltbarem Material ihre letzte Fissionsstufe und damit mindestens 50% dieses ursprünglichen Vernichtungspotentials. Der für den radioaktiven Fallout wesentlich verantwortliche Fissionsanteil betrug somit nur noch 3%, der Rest der Energie wurde durch vergleichsweise Fallout-arme Kernfusion erzeugt. Dadurch wurde diese Bombe zu der saubersten jemals eingesetzten Atombombe, gemessen an ihrer Sprengkraft. Ein Test der vollständigen Version hätte die weltweite radioaktive Belastung durch Atomtests um ca. 25% erhöht. Die Bombe wog 27 Tonnen, war 8 Meter lang und zwei Meter breit und entfaltete eine solche Vernichtungskraft, dass ihr Konstrukteur Andrej Sacharow darüber zum Dissidenten wurde. Militärisch war diese Bombe u.a. aufgrund ihres hohen Gewichts jedoch unbrauchbar und als reine Machtdemonstration im Zuge des Kalten Krieges konzipiert.
Die größte Herausforderung bei der Konstruktion dieser Bombe war die Herstellung eines Fallschirms, welcher die 27 Tonnen schwere Bombe nach dem Abwurf trug. Die Bombe wurde innerhalb von nur 14 Wochen entwickelt und gebaut, nachdem Nikita Chruschtschow das Projekt am 10. Juli 1961 abgesegnet hatte.