Kernwaffen

Wenn Du an die Städte Hiroshima und Nagasaki denkst, erinnerst Du Dich bestimmt daran, diese Namen schon einmal gehört zu haben. Wahrscheinlich im Geschichtsunterricht, denn diese beiden Städte sind die einzigen Städte, über denen Kernwaffen als Kriegsmittel abgeworfen wurden. Hunderttausende Menschen wurden getötet und die Städte lagen in Schutt und Asche. Was macht Atombomben so gefährlich und tödlich? Wie können sie so zerstörerisch sein?

Kernwaffen einfach erklärt

Kernwaffen sind Waffen, bei denen die Explosionsenergie aus kernphysikalischen Effekten zurückzuführen ist. Sie werden als Massenvernichtungswaffen angesehen, weil sie besonders zerstörerisch und tödlich sind. Diese Waffenart ist schädlich für jede bekannte Lebensform und die Umwelt.

Atombomben sind weitaus explosiver und kraftvoller als herkömmliche Sprengstoffe. Es wird nicht nur Energie durch chemische Reaktionen freigesetzt sondern durch die Kernspaltung vom radioaktiven Material in der Atombombe. Bei der Atombombe findet die Kernspaltung, nicht wie beim Kernreaktor kontrolliert, sondern unkontrolliert statt.

Die gesamte Energie der Kernspaltung wird innerhalb von Sekundenbruchteilen freigegeben wodurch es zu einer großen Explosion mit Feuerball, Atompilz und Druckwelle kommt.

Atombombe Erfinder - Das Manhattan Projekt

Das Manhattan Projekt war ein gemeinsames Forschungsprojekt der USA, Kanada und dem Vereinigten Königreich während des zweiten Weltkrieges und diente zur Erforschung und Entwicklung von Nuklearwaffen. Das Projekt wurde 1939 ins Leben gerufen, wurde aber erst zwischen den Jahren 1942-1946 stark vom amerikanischen Militär finanziert. Insgesamt gaben die Amerikaner 2 Milliarden US-Dollar aus (nach heutigem Kurs knapp über 20 Milliarden US-Dollar) und beschäftigten über 100.000 Menschen.

Robert Oppenheimer war ein amerikanischer theoretischer Physiker und gilt als Vater der Atombombe. Durch sein Verständnis von hochbeschleunigten Neutronen konnte er beim Design und der Funktionalität der Atombombe die Grundlagen legen und war Leiter des größten Forschungs- und Testlabors für Atomwaffen in Los Alamos, USA.

Im Juli 1945 kam es zum ersten Test einer Atomwaffe in der Wüste des US-Bundesstaats New Mexico. Der Codename für diesen Test lautete Trinity und fand unter der Leitung von Robert Oppenheimer statt. Die Explosion besaß eine Sprengkraft vergleichbar mit 25.000 Tonnen TNT Sprengstoff.

Die Explosion verursachte einen über 12 Kilometer hohen Atompilz und zerstörte die Umgebung in hunderten Metern Umgebung. Nach dem Test sagte Robert Oppenheimer:

Übersetzt bedeutet das: "Ich bin der Tod, der Zerstörer von Welten". Die Explosion war so gewaltig, dass die Forschenden auch hunderte Kilometer weiter den Atompilz sehen, und die Druckwelle spüren konnten.

Nach dem erfolgreichen Test warfen die Amerikaner, im August 1945, zwei Atomwaffen über Japan ab und töteten hunderttausende Japaner*innen.

Kernwaffen – Aufbau und Funktionsweise

In Atombomben werden spaltbare Nuklide bzw. Materialien verwendet. Das sind Stoffe, die durch Kernspaltung eine Kettenreaktion verursachen. Dabei werden große Energiemengen frei. Für Atomwaffen werden Uran-235 oder Plutonium-239 verwendet.

Kernwaffen Aufbau

In einer Atombombe sind zwei getrennte, unkritische Massen von spaltbarem Material platziert.

Neutronen haben im Fall einer kritischen Masse ausreichend Atomkerne um sich, um auf jeden Fall ein weiteren Atomkern von einem spaltbaren Material zu teilen und eine Kettenreaktion auszulösen.

Durch eine Explosion von klassischem Sprengstoff wie TNT innerhalb der Bombe werden die spaltbaren Materialien zusammen geführt. Die Massen überschreiten damit die kritische Masse und es kommt zu einer unkontrollierten Kernspaltung. Innerhalb Sekundenbruchteile wird eine riesige Menge Energie freigesetzt.

Den Aufbau einer Atomwaffe kannst Du Dir schematisch folgendermaßen vorstellen:

In der Abbildung siehst Du den Aufbau einer Atombombe. Durch die Zündung einer Sprengladung werden die beiden Massen zusammengedrückt und es kommt zur unkontrollierten Kernspaltung und zur Detonation.

Die Kernspaltung, oder auch Kernfission genannt, und die darauf folgende Kettenreaktion basiert auf kernphysikalischen Prinzipien. Bei der Kernspaltung trifft ein Neutron auf ein spaltbares Material, in diesem Fall Uran-235. Uran-235 ist stabil und besitzt im Kern 92 Protonen und 143 Neutronen.

Wenn das Neutron auf den Atomkern trifft, wird das Uran gespalten und aus dem Uran wird Barium und Krypton. Zusätzlich bleiben zwei Neutronen übrig, die dann weitere Urankerne spalten. Dabei wird eine Energie von bis zu 150 bis 200 MeV (Mega Elektronenvolt) pro Urankern freigesetzt. In jeder Atombombe sind mehrere Kilogramm vom spaltbaren Material platziert.

Die Spaltprodukte Barium und Krypton sind instabil und höchst radioaktiv und geben beim Zerfall eine hohe Strahlungsmenge ab. Sie verseuchen auch nach der Explosion die Region um die Explosionsstelle.

Kernwaffen Sprengkraft

Im vorherigen Abschnitt hast Du gelesen, dass jede Kernspaltung von einem Urankern zwischen 150 und 200 MeV freisetzt. Welche Sprengkraft kann dann die gesamte Menge an Uran in einer Atombombe hervorrufen?

Die Sprengkraft von Atombomben liegt bei rund einer Megatonne. Das ist vergleichbar mit der Sprengkraft von 16.000 Tonnen TNT Sprengstoff. Dabei hat ein einziges Kilo TNT die nötige Sprengkraft um einen Radius von 5-6 Metern zu zerstören. Die von den USA abgeworfenen Atombomben über Japan hatten eine Sprengkraft von 16.000 und 24.000 Tonnen TNT Sprengstoff.

Diese Sprengkraft erzeugt eine Verwüstung und Zerstörung von unfassbaren Ausmaßen. Neben der Zerstörung hat eine Atombombe allerdings auch andere Auswirkungen.

Kernwaffen Wirkung

Die freigesetzte Energie einer Atombombenexplosion sorgt für einen hellen Feuerball. Im Zentrum der Explosion werden Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius vermutet. Auch hunderte Meter entfernt betragen die Temperaturen noch mehrere Tausend Grad Celsius. Die Temperaturen nahe des Zentrums der Explosion sind so hoch, dass selbst Metalle und Gesteine verdampfen können.

Neben den Bränden, die die Explosion einer Atombombe verursacht, erzeugt diese auch eine Druckwelle. die alles im Radius mehrerer Kilometer zerstört. Das Überleben ist in der Umgebung einer Explosion nahezu unmöglich.

Neben der Zerstörung durch die Explosion und die darauffolgende Druckwelle ist die Strahlenbelastung nicht zu unterschätzen. In den Tagen nach der Explosion ist mit einem radioaktiven Niederschlag zu rechnen. Durch die Explosion werden radioaktive Partikel und Staub in die Atmosphäre verteilt und fallen innerhalb von 2-3 Tagen allmählich zu Boden. Des weiteren ist das Gebiet um die Explosionsstelle längerfristig strahlenbelastet. Auch Jahre später kann es durch die Strahlung zu Strahlenerkrankungen kommen.

Kernwaffen Radius

Der Feuerball bzw. der Atompilz kann einen Radius von bis zu drei Kilometern besitzen. Innerhalb dieses Feuerballs sterben Menschen sofort an ihren Verbrennungen, wenn sie denn nicht aufgrund der Temperaturen sofort verglühen.

Auch in 5-10 Kilometern Entfernung sterben die meisten Menschen durch die erzeugte Druckwelle, innere Blutungen oder Strahlenkrankheit. Durch die Druckwelle wird ebenfalls die Atemluft verdrängt, wodurch viele Opfer an Erstickungen sterben.

Der radioaktive Niederschlag wird so hoch in die Atmosphäre geschleudert, dass er in einem Radius von über 80 Kilometern wieder auf die Erde fällt und die Erde verseucht. Der Niederschlag verursacht Strahlenkrankheiten und Krebs, wodurch auch die Menschen in dieser Entfernung mit der Zeit den folgen der Explosion erliegen würden. Das tatsächliche Ausmaß einer solchen Explosion kann jedoch nicht genau bestimmt werden und kann wegen den zahlreichen Ausmaßen sogar noch weiter reichen.

Atombombe Hiroshima

Am 6. und am 9. August 1945 warf die amerikanische Armee zwei Atombomben über den Japanischen Städten Hiroshima und Nagasaki ab. Damals wurden allein durch die Explosion der Atombomben 129.000 Menschen in Hiroshima und 226.000 in Nagasaki getötet. Tausende weitere Japaner*innen erlagen in den darauf folgenden Tagen, Monaten und Jahren ihren Verletzungen.

Mehr als zwei drittel der Opfer der Atombombenangriffe waren unschuldige Zivilist*innen. Hunderttausende erlitten schwere Verbrennungen und Strahlenvergiftungen. Die Anzahl der Leukämie Patient*innen stieg in den folgenden Jahren um 46% an. Auch andere Krebsarten wurden zwischen 10-20% häufiger registriert.

Die USA verteidigt den brutalen Angriff mit dem schnellen Kriegsende und möglichst wenigen weiteren Kriegsopfern.

Durch die Explosion der Atombombe lagen die Städte Hiroshima und Nagasaki in Schutt und Asche.

Die Atombomben trafen bei den Angriffen nicht nur das japanische Militär sondern auch Zivilist*innen. Fast 40% der Bevölkerung von Hiroshima wurde am 6. August 1945 beim Angriff getötet. Die Amerikaner nutzten die Atomwaffen, um ein möglichst schnelles Kriegsende herbeizurufen. Nachdem Deutschland im Mai 1945 bereits kapitulierte, zog auch Japan, 6 Tage nach dem zweiten Angriff auf Nagasaki, nach und kapitulierte. Damit war das Ende des zweiten Weltkrieges besiegelt.