Referat Kernwaffen (Atombombe, Wasserstoffbombe, Cobaltbombe)

Kapitel  Kernwaffen

1 Atombombe                                                             Abb.

Während in Atomkraftwerken Kettenreaktionen völlig kontrolliert ablaufen, findet bei einer Atombombenexplosion eine unkontrollierte Kettenreaktion statt. Diese läuft innerhalb von Sekundenbruchteilen /1 Mio. Sekunde ) ab. Dadurch werden explosionsartig große Mengen an Wärmeenergie frei ( 4 Mio. C , 23 kWh pro Kg U-235 ). Neben diesen ungeheuren Energien werden auch tödliche radioaktive Spaltprodukte freigesetzt.

In der Atombombe kann es nur dann zur Kettenreaktion kommen, wenngenügend freie Neutronen auf genügend spaltbare Kerne treffen.

Zwei Bedingungen müssen hierfür erfüllt werden:

1. Die Bombe muß reines U-235 enthalten, da sich nur diese Kerne spalten lassen. Natururan eignet sich hiefür nicht, da es ja nur aus 0 % U-235 besteht. Das passive U-238 wird in Isotopentrennungsanlagen herausgefiltert.

2. Eine ausreichend große Masse Uran muß vorhanden sein, denn sonst verlassen die meisten Neutronen das Uran durch seine Oberfläche, ohne daß eine Kettenreaktion ausgelößt wird. Diese notwendige Mindestmasse, nennt man auch kritische Masse. Die kritische Masse beträgt

bei U-235 3 Kilogramm. Man kann diese Masse auch noch herabsetzten, indem man das Uran mit einem sogenannten Neutronenreflektor umhüllt, der die austretenden Neutronen in das Uran zurücklenkt.

Man kann außer U-235 auch noch Plutonium-239 verwenden. Hierbei beträgt die kritische Masse sogar nur Kilogramm. Es kommt in der Natur nur sehr selten vor, wird aber in den Reaktoren von Kernkraftwerken ständig erzeugt.

^Abb

Die bei der Explosion verlorengegangene Masse ist vergleichsweise gering. Bei der Hiroshima-Bombe 5 ) tötete ein Gramm

Materie, das in Energie umgewandelt wurde, ca. 0 0 Menschen.

2 Wasserstoffbombe

Bei Wasserstoffbomben bzw. thermonuklearen Sprengkörpern entsteht die Energie durch Kernfusion der H-Isotope Deuterium und Tritium oder Lithium-6. Zur Einleitung einer solchen Reaktion sind hohe Temperaturen von einigen MillionenøC nötig. Deswegen benutzt man eine Atombombe als Zünder.

3 Cobaltbombe

Umgibt man eine Wasserstoffbombe mit einem Cobaltmantel, so wird das natürliche Cobaltisotop Co-59 durch Neutroneneinfang in das radioaktive Co-60 umgewandelt, dessen starke Gammastrahlung eine Halbwertzeit von 2 Jahren ( 5 Jahre und 8                     Tage ) hat. Als radioaktiver Niederschlag würde es eine verheerende Wirkung auf alles Leben ausüben.

4 Neutronenbombe

Im Grunde genommen ist die Neutronenbombe eine sehr kleine Wasserstoffbombe. Allerdings entsteht bei ihrer Detonation nur wenig Hitze und eine schwache Druckwelle, so daß fast keine Beschädigungen an Gebäuden und Waffen auftreten. Dafür kommt es aber, zu einer sehr starken Neutronenstrahlung, die bei der Kernfusion entsteht. Sie wirkt vor allem gegen Lebewesen.

Die Gefährlichkeit der Neutronenbombe beruht in erster Linie auf der biologischen Strahlenwirkung, der bei der Deuterium-Tritium- Fusionsreaktion freigesetzten schnellen Neutronen, die fast alle Materialien durchdringen. Die von Neutronen getroffenen organischen Moleküle können ihre biologischen Funktionen nicht mehr ausführen, was zur Zerstörung der Zellen und schließlich zu Krankheit und Tod führt.

Der radioaktive Niederschlag hingegen ist so gering, daß man das Zielgebiet bereits nach 24 Stunden wieder betreten kann.

^{Abb 0 - Schema einer A-bombe}

Abb. 11 - Zerstörungskraft eine A-Bombe

Quellen: 1. Brockhaus - Naturwissenschaften und Technik

^{. Was ist Was - Band 3 - Atomenergie}

3. Was ist Was - Band 9 - Moderne Physik

^{. Cornelsen - Physik für die Sek. Stufe 1 AH}

Schülerduden - Die Physik

6. Fischer Kolleg - Das Abiturwissen PHYSIK