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Kernwaffe

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Modell der Fat-Man Bombe

1:1-Modell der über Nagasaki abgeworfenen
Bombe im Bradbury Science Museum,
Los Alamos (20 kt Sprengkraft)
(siehe Copyrighthinweis)

Modell der Little-Boy Bombe
1:1-Modell der über Hiroshima abge-
worfenen Bombe im Bradbury Science
Museum, Los Alamos (13 kt Sprengkraft)
(siehe Copyrighthinweis)


Zu den Atomwaffen, auch Kernwaffen genannt, gehören alle Waffen, die ihre Explosionsenergie durch Kernspaltung oder Kernfusion gewinnen. Sie gehören zu den ABC-Waffen.


Strategische Atomwaffen

Strategische Atomwaffen sind Atomwaffen mit großer Sprengkraft, die nicht auf dem Gefechtsfeld eingesetzt werden, sondern Ziele im gegnerischen Hinterland zerstören sollen, wie z.B. ganze Städte oder Silos von Interkontinentalraketen. Ihre Sprengkraft reicht vom Kilotonnenbereich bis zu etwa 25 Megatonnen TNT bei der Wasserstoffbombe. Die bisher größte Wasserstoffbombe wurde Anfang der 60er Jahre in der Sowjetunion gezündet. Sie hatte eine Sprengkraft von 60.000.000 t (60 Megatonnen) TNT. Zum Vergleich: die Hiroshimabombe hatte eine Sprengkraft von 13.000 t (13 Kilotonnen) TNT.


Strategische Atomwaffen sind

  • Seegestützte Raketen, die von U-Booten gestartet werden


Taktische Atomwaffen

Taktische Atomwaffen, auch atomare oder nukleare Gefechtsfeldwaffen genannt, werden ähnlich wie konventionelle Waffen gezielt gegen gegnerische Verbände oder Einheiten eingesetzt, besitzen aber eine höhere Sprengkraft. Ihre Sprengkraft ist aber für Atomwaffen vergleichsweise niedrig und entspricht der Energie von einigen zehn bis einigen hundert Kilotonnen TNT.


Taktische Atomwaffen gibt oder gab es als

  • Raketen zur U-Boot-Abwehr
  • Taktische Raketen kurzer Reichweite (z.B. "Lance", "Honest John")

Diskutiert wurden daneben auch

  • Atomminen
  • Im Weltraum stationierte Atombomben
  • Torpedos zur U-Boot-Abwehr

Konstruktionsprinzip von Atomsprengköpfen

Das Nuklearmaterial (waffenfähiges Plutonium, angereichertes Uran) zerfällt spontan und setzt dabei Neutronen frei, die den Zerfall weiterer Atome und damit die expotentielle Verstärkung des Prozesses auslösen. Eine klassische Atombombe wird im wesentlichen so gebaut, dass zum beabsichtigten Zeitpunkt mehrere Teile des spaltbaren Materials zusammen kommen, sodass sie gemeinsam die kritische Masse überschreiten, jedes Teil für sich allein jedoch die kritische Masse unterschreitet. So lassen sich an den inneren Enden eine Stahlzylinders zwei Halbkugeln des spaltbaren Materials positionieren, deren flache Seite nach innen zeigt. Jeweils zwischen der runden Seite einer Halbkugel und der Innenwand des Stahlzylinders befindliche konventionelle Sprengsätze lassen bei Zündung der Atombombe die Halbkugeln aufeinander rasen, die sich zu einer Vollkugel vereinigen. Diese überschreitet die notwendige kritische Masse und bringt die nukleare Kettenreaktion in Gang.

Die Uran-Bombe, die über Hiroschima abgeworfen wurde, war so konstruiert. Die Bauweise galt als so sicher, dass auf eine vorausgehende Testzündung verzichtet wurde.

Eine andere Bauweise ist die Implosionsbombe, die über Nagasaki abgeworfen wurde. Dabei befindet sich in der Mitte das spaltbare Material (i.A. Plutonium) als Hohlkugel und deshalb nicht-kritische Masse. Um das spaltbare Material herum befinden sich mehrere Schichten hochexplosiven Sprengstoffs. Bei der Zündung richtet sich die Explosionsenergie ins Zentrum der Kugel und komprimiert das spaltbare Material so stark, dass die Masse kritisch wird. Diese Bauweise gilt als wirkungsvoller, ist allerdings auch technisch wesentlich anspruchsvoller, daher wurde sie vorab in Nevada getestet ("Trinity-Test", siehe unten).


Thermonukleare Bombe

Bei Kernfusionswaffen (Wasserstoffbomben) dient ein herkömmlicher Atomsprengsatz (Fissionssprengsatz) als Zündsatz (primärer Sprengsatz). Dieser primäre Sprengsatz zündet durch hohe Temperatur und Druck den sekundären Fusionssprengsatz. Dabei werden die Elemente Deuterium und Tritium zu Elementen mit höherem Atomgewicht verschmolzen. Dabei reflektiert ein massiver Stahlzylinder die Strahlungsenergie der Explosion des Atomsprengsatzes auf den sekundären Fusionssprengsatz (Teller-Ulam-Design). Dabei verdampfen die äußeren Schichten des sekundundären Sprengsatzes schlagartig, wodurch sich ein immenser Druck aufbaut, der groß genug ist, um die Wasserstoffisotope zu fusionieren. Dieser Fusionsprozess setzt weit mehr Energie frei als der zündende Kernspaltungsprozess.

Für Thermonukleare Bomben mit noch höherer Sprengkraft werden 2 unterschiedliche Prinzipien zur Konstruktion des Tertiären Sprengsatzes verwendet:

1) Die Wasserstoffbombe (Sekundärer Sprengsatz) wird mit einem Mantel aus U238 umgeben. Durch die Explosion der Wasserstoffbombe werden Neutronen frei, die das U238 zu Pu239 verwandeln, nach dem Prinzip des Schnellen Brüters. Diese Umwandlung findet im Moment der Explosion statt und verwandelt den Mantel in eine riesige Fissionsbombe, deren Größe lediglich durch die mitgeführte Menge U238 begrenzt ist. In einer einfachen Atombombe kommen wenige Kilogramm Uran oder Plutonium zur Kernspaltung. In einer tertiären Wasserstoffbombe diesen Typs können es mehrere Tonnen Uran sein. Die Spaltprodukte des Urans sind bei einer solchen Bombe für einen Großteil der radioaktiven Verseuchung verantwortlich.


2) Die Wasserstoffbombe (Sekundärer Sprengsatz) wird durch einen Mantel aus Lithium-6 umgeben. Das Lithium-6 brennt in einem Fusionsprozess ab, wobei die Größe dieses Bombentyps ebenfalls theoretisch unbegrenzt ist und nur durch die Mitgeführte Materialmenge begrenzt wird.

Neutronenbombe

Eine Neutronenbombe ist eine modifizierte Wasserstoffbombe, die wenig Explosivkraft hat, aber sehr viel Neutronenstrahlung freisetzt. Der Sinn der Neutronenbombe besteht darin, biologisches Leben durch die Strahlung zu töten, die Infrastruktur im Zielgebiet aber möglichst unbeschädigt zu lassen.

Faktisch wird jedoch bei Berichten über die Neutronenbombe oft vergessen, dass die intensive Neutronenstrahlung geeignet ist, durch Neutroneneinfang großflächige radioaktive Verseuchung zu bewirken. Anders als bei der Atombombe, wo vor allem der Fallout strahlt, der sich zumindest theoretisch einsammeln und abwaschen lässt, wird bei der Neutronenbombe alles verseucht, was der Neutronenstrahlung ausgesetzt ist. Dort, wo die Strahlung besonders intensiv ist, kommt es außerdem zur Entzündung des bestrahlten Materials und folglich zu Großbränden unterhalb des Explosionszentrums. Auch die Neutronenbombe ist also alles andere als "sauber".


Cobaltbombe

Die Cobaltbombe (auch "schmutzige Bombe" genannt) soll ein Gebiet möglichst lange radioaktiv verseuchen, um das Überleben in Bunkern zu verhindern. Dazu werden große Mengen Cobalt in der Bombe verbaut. Das natürlich vorkommende Isotop 59Co wird durch die bei der Kettenreaktion entstehenden Neutronen in 60Co umgewandelt.


Mini-Nukes

So genannte "Mini-Nukes" sind vergleichsweise kleine Atomwaffen. Als bunkerbrechende Waffen sollen sie tief in die Erde eindringen, und durch das bei der Explosion ausgelöste Erdbeben Bunker zerstören. Es ist ausgeschlossen, dass die Bomben, aus der Luft abgeworfen, tief genug in die Oberfläche eindringen, dass die Explosion vollkommen unterirdisch abläuft. Sommit wird ein Bombenkrater erzeugt, und hoch radioaktives Material in die Luft ausgeworfen. Ebenso sind durch die erzeugten Erdbeben großflächige Zerstörungen zu erwarten.


Geschichte

Während des 2. Weltkriegs versuchten Wissenschaftler des Dritten Reichs, eine Atombombe zu entwickeln. Diese von einer Gruppe um Werner Heisenberg vorgenommenen Arbeiten blieben recht erfolglos.

Sie wurden jedoch in den USA zum Anlass genommen, selbst ein Atombombenprogramm auf die Beine zu stellen.

Dazu wurde 1942 unter größter Geheimhaltung die Forschungsstation (und spätere Stadt) Los Alamos in der Sierra Nevada konzipiert.

Von 1943 an arbeiteten dort unter Leitung Robert Oppenheimers zeitweise über 100.000 Menschen, vielfach Wissenschaftler und Techniker.


Verschwörungstheorien zufolge bekamen die Amerikaner das Material zur Herstellung der Hiroshima-Atombombe, hoch angereichertes Uran 235, zumindest teilweise von einem Deutschen U-Boot, das zur Kapitulation gezwungen wurde, bzw., in dem hohe mit dem deutschen Atomprogramm vertraute Nazi-Offiziere überliefen. Kapitulieren konnte das U-Boot vor Japan oder USA. Eigentlicher Befehl lautete, dass bei der Gefahr einer Übernahme des Bootes, das Boot mit sofortiger Wirkung zu versenken sei.

Dass auch Plutonium geschmuggelt wurde, gilt jedoch als unwahrscheinlich. Hinweise auf Nuklearreaktoren der Nazis gibt es in Deutschland keine. Solche müssten aber aufgrund der erzeugten Radioaktivität leicht zu finden sein. Insofern war der Trinity-Test und die Nagasaki-Bombe - soweit jeweils tatsächlich mit Plutonium gezündet - nicht den Nazis zuzuschreiben.


Am 16. Juli 1945 wurde dann die erste Atombombe oberirdisch bei Los Alamos gezündet ("Trinity-Test"). Die Bombe verwendete Plutonium als nukleares Brennmaterial und besaß eine Sprengkraft von 20 Kilotonnen.

Das eigentlich als Gegengewicht zum deutschen Atomprojekt begonnene amerikanische Atomprojekt kam aufgrund der deutschen Kapitulation nicht in Europa zum Einsatz.

Alternativ fanden die ersten, und bislang einzigen Einsätze von Atombomben gegen Städte statt, am 6. August 1945 (über Hiroshima) und am 9. August 1945 (über Nagasaki) statt.

Weltweit (besonders, aber nicht ausschließlich, außerhalb der USA) wird der Einsatz dieser Massenvernichtungswaffen hauptsächlich gegen die Zivilbevölkerung als ungerechtfertigt verurteilt.


Die weitere Entwicklung von Atomwaffen führte zur Wasserstoffbombe.

Die erste Zündung einer Wasserstoffbombe mit dem Codenamen "Ivy Mike" erfolgte am 1. November 1952 auf dem Bikini-Atoll und setzte Energie in Höhe 10 Megatonnen TNT frei.


Die Notwendigkeit, angereichertes Uran und Plutonium zum Atomwaffenbau herzustellen, führte zur Entwicklung von Urananreicherungsanlagen sowie den ersten Kernreaktoren.

Die hierdurch gewonnenen Erfahrungen beschleunigten den Aufbau einer zivilen Nutzung der Kernenergie.


Unfälle mit Atomwaffen

Zwischen 1950 und 1980 wurden 32 Unfälle mit US-amerikanischen Atomwaffen bekannt. Vor allem in den 1950er und 1960er Jahren mussten viele Waffen bei Notlandungen von Bombern abgeworfen werden. Manche der Waffen wurden nie wieder gefunden, weil sie in den Ozeanen abgeworfen (aber nicht gezündet) wurden. Radioaktive Verseuchung wurde nur in wenigen Fällen festgestellt.



Atommächte





Siehe auch: Uranmunition


Weblinks:

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