Sexl Physik 8, Schulbuch

| 96 Die Atombombe und ihre Folgen 96.1 a lbert e instein und J ohn r obert o ppenheimer , der „Vater der amerikanischen Atombombe“ (rechts), um 1950. 96.2 Die Uranbombe „Little Boy“ wurde am 6. Au- gust 1945 auf Hiroshima abgeworfen. 96.3 Oberirdischer Kernwaffentest der USA in der Wüste von Nevada um 1952. Nukleare Sprengköpfe 2010 NPT wurde unterzeich- net USA 8500(2150) ja Russland 10000(1800) ja GB 185 ja Frankreich 300 ja China 240 ja Indien 80 nein Pakistan 90 nein Israel 80 nein Nordkorea 10? nein 96.4 Anzahl der nuklearen Sprenkgöpfe 2010, in Klammer die Anzahl der einsatzberei- ten Sprengköpfe. (SIPRI, Annual Report 2012). NPT ist der Kernwaffensperrvertrag . Bereits in den ersten Monaten des Jahres 1939 wurden mehr als fünfzig Artikel über Kernspaltung veröffentlicht. Plötzlich wurde den beteiligten Physikern in den USA und Europa bewusst, dass man damit eine ungeheure Energiequelle erschlos- sen hatte. Die weltpolitische Lage war gespannt, der Zweite Weltkrieg stand un- mittelbar bevor und ein Vorhang der Geheimhaltung senkte sich über die weitere Arbeit der Physiker. In den USA befürchtete eine kleine Gruppe von Physikern, da- runter l eo s Zilard , e ugeN w igNer und e dward t eller , dass Physiker in Deutschland unter der Leitung von w erNer h eiseNberg die Kernspaltung zum Bau einer Bombe nutzen könnten. Es gelang, a lbert e iNsteiN von der Gefahr einer deutschen Atom- bombe zu überzeugen und ihn zu überreden, jene schicksalsschweren Briefe an Präsident Roosevelt zu schreiben, die in den USA zum Beginn der Entwicklung der Atombombe führten. Dazu ein Auszug aus dem ersten dieser Briefe: „This new phenomenon would also lead to the construction of bombs, and it is conceivable – though much less certain – that extremely powerful bombs of a new type may thus be constructed.“ (A. Einstein an Th. Roosevelt, 2. August 1939.) Die Möglichkeit, Energie durch eine kontrollierte Kettenreaktion zu gewin- nen, wurde drei Jahre später am 2. Dezember 1942 von e Nrico F erMi an der Universität von Chicago mit dem ersten Kernreaktor der Welt demonstriert. Die Reaktorleistung betrug etwa 0,5 W oder 10 10 Spaltungen pro Sekunde. Die Einleitung der ersten Kettenreaktion war nur der erste Schritt zur Atom- bombe. Zum Bau einer Bombe benötigt man ein leicht spaltbares Material mit einem hohen Multiplikationsfaktor, wie z. B. das Uranisotop U-235 oder das Plu- toniumisotop Pu-239. Unter dem Decknamen Manhattan-Projekt wurde nahe Los Alamos im Süden der USA ein großes Forschungszentrum errichtet, um diese Isotope in ausreichenden Mengen zu gewinnen und die technischen Vor- aussetzungen zum Bau von Atombomben zu schaffen. Natürliches Uran besteht nämlich zu 99,3 % aus U-238 und nur zu 0,7 % aus U-235. Die Trennung der beiden Isotope erwies sich als sehr schwierig und erforderte die Entwicklung neuer Verfahren. Am 16. Juli 1945 explodierte die erste Atombombe auf einem Forschungsgelän- de in New Mexico. Drei Wochen später zerstörte die amerikanische Luftwaffe die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki durch Atombomben. Die über Hiroshima abgeworfene Bombe setzte 12,5 kt TNT-äquivalente Energie frei. (TNT, Trinitrotoluol, ist ein Sprengstoff. Zur Beschreibung der Stärke von Atom- bomben wird angegeben, welche Menge TNT die gleiche Sprengkraft hätte.) Die beiden Bomben forderten 200 000 Tote und 100 000 Verletzte. Schädigungen des Erbguts belasteten auch die nachfolgenden Generationen. Vor allem die durch die ionisierende Strahlung verursachten Schäden an der Bevölkerung gelten als ewige Mahnung für die Menschheit. Die Energie, die bei einer nuklearen Explosion freigesetzt wird, führt zu ei- ner Explosions-Druckwelle, zu extremer Wärmestrahlung und zu ionisierender Strahlung . Die prozentuale Verteilung dieser Energieformen hängt von der Art der Nuklearwaffe, deren Explosionsenergie und der Höhe des Explosionsorts über der Erdoberfläche ab. Unmittelbar nach der Explosion beträgt die Tempe- ratur des Nuklearmaterials einige Millionen Grad. Das gesamte Bombenmaterial geht daher in Gasform über. Ein sich ausdehnender Feuerball steigt hoch. Noch in 100 km Entfernung leuchtet er heller als die Mittagssonne. Die Wärmestrah- lung entzündet bei einer Bombe von 1 Mt Sprengkraft noch in einer Entfernung von 11 km Papier. Die durch die Zündung verursachte Druckwelle von bis zu 20 bar Überdruck (schon bei etwa 0,5 bar stürzen Ziegelbauten ein) verursacht weitere Zerstörungen. Es entstehen orkanartige Stürme und Großfeuer. Die Wir- kung von Atombombenabwürfen wurde bei zahlreichen oberirdischen (zwi- schen 1945 und 1980) und unterirdischen Tests untersucht. Das Wettrüsten seitens der USA und Russlands führte zur Entwicklung immer größerer und wirksamerer Kernwaffen. Der Bauplan für die Wasserstoffbombe, die zunächst in den USA entwickelt wurde, war durch Spionage wenig später auch in den UdSSR bekannt. Interkontinentalraketen erlauben es, Bomben in jedes be- Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv