Atombomben. Atombombe Wie eine Atombombe explodiert

Die Geschichte der menschlichen Entwicklung ist seit jeher von Kriegen als Mittel zur gewaltsamen Lösung von Konflikten begleitet. Die Zivilisation hat mehr als fünfzehntausend kleine und große bewaffnete Konflikte erlitten, der Verlust von Menschenleben wird auf Millionen geschätzt. Allein in den neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts kam es zu mehr als hundert militärischen Zusammenstößen, an denen neunzig Länder der Welt beteiligt waren.

Gleichzeitig haben wissenschaftliche Entdeckungen und technologischer Fortschritt die Entwicklung von Vernichtungswaffen mit immer größerer Kraft und immer raffinierterem Einsatz ermöglicht. Im zwanzigsten Jahrhundert Atomwaffen wurden zum Höhepunkt massenvernichtender Wirkung und zu einem politischen Instrument.

Atombombengerät

Moderne Atombomben als Mittel zur Vernichtung des Feindes werden auf der Grundlage fortschrittlicher technischer Lösungen entwickelt, deren Wesen nicht allgemein bekannt ist. Die Hauptelemente dieses Waffentyps können jedoch am Beispiel des Entwurfs einer Atombombe mit dem Codenamen „Fat Man“ untersucht werden, die 1945 auf eine der Städte Japans abgeworfen wurde.

Die Explosionskraft betrug 22,0 kt in TNT-Äquivalent.

Es hatte folgende Designmerkmale:

• Die Länge des Produkts betrug 3250,0 mm, der Durchmesser des volumetrischen Teils betrug 1520,0 mm. Gesamtgewicht über 4,5 Tonnen;
• Der Körper hat eine elliptische Form. Um eine vorzeitige Zerstörung durch Flugabwehrmunition und andere unerwünschte Einschläge zu vermeiden, wurde für seine Herstellung 9,5 mm Panzerstahl verwendet;
• Der Körper ist in vier innere Teile unterteilt: die Nase, zwei Hälften des Ellipsoids (die Haupthälfte ist ein Fach für die Kernfüllung) und der Schwanz.
• das Bugfach ist mit Batterien ausgestattet;
• Das Hauptfach ist wie das Nasenfach vakuumiert, um das Eindringen schädlicher Umgebungen und Feuchtigkeit zu verhindern und angenehme Arbeitsbedingungen für den bärtigen Mann zu schaffen.
• Das Ellipsoid enthielt einen Plutoniumkern, der von einem Uranstampfer (Hülle) umgeben war. Es fungierte als Trägheitsbegrenzer für den Verlauf der Kernreaktion und gewährleistete die maximale Aktivität von waffenfähigem Plutonium, indem es Neutronen auf die Seite der aktiven Zone der Ladung reflektierte.

Eine primäre Neutronenquelle, ein sogenannter Initiator oder „Igel“, wurde im Inneren des Kerns platziert. Dargestellt durch Beryllium mit kugelförmigem Durchmesser 20,0 mm mit Außenbeschichtung auf Poloniumbasis - 210.

Es ist anzumerken, dass die Expertengemeinschaft festgestellt hat, dass diese Konstruktion von Atomwaffen ineffektiv und im Einsatz unzuverlässig ist. Die Neutroneninitiierung vom unkontrollierten Typ wurde nicht weiter genutzt .

Funktionsprinzip

Der Prozess der Spaltung der Kerne von Uran 235 (233) und Plutonium 239 (daraus besteht eine Atombombe) mit einer enormen Energiefreisetzung bei gleichzeitiger Begrenzung des Volumens wird als nukleare Explosion bezeichnet. Die atomare Struktur radioaktiver Metalle hat eine instabile Form – sie werden ständig in andere Elemente gespalten.

Der Prozess geht mit der Ablösung von Neuronen einher, die teilweise auf benachbarte Atome fallen und eine weitere Reaktion auslösen, die mit der Freisetzung von Energie einhergeht.

Das Prinzip ist wie folgt: Die Verkürzung der Abklingzeit führt zu einer größeren Intensität des Prozesses und die Konzentration der Neuronen beim Beschuss der Kerne führt zu einer Kettenreaktion. Wenn sich zwei Elemente zu einer kritischen Masse verbinden, entsteht eine überkritische Masse, die zu einer Explosion führt.

Unter alltäglichen Bedingungen ist es unmöglich, eine aktive Reaktion hervorzurufen – es sind hohe Annäherungsgeschwindigkeiten der Elemente erforderlich – mindestens 2,5 km/s. Das Erreichen dieser Geschwindigkeit in einer Bombe ist durch die Kombination von Sprengstofftypen (schnell und langsam) möglich, wobei die Dichte der überkritischen Masse ausgeglichen wird und eine Atomexplosion entsteht.

Nukleare Explosionen werden auf die Folgen menschlicher Aktivitäten auf dem Planeten oder seiner Umlaufbahn zurückgeführt. Natürliche Prozesse dieser Art sind nur auf einigen Sternen im Weltraum möglich.

Atombomben gelten zu Recht als die stärksten und zerstörerischsten Massenvernichtungswaffen. Der taktische Einsatz löst das Problem der Zerstörung strategischer, militärischer Ziele am Boden sowie tief gelegener Ziele und besiegt eine erhebliche Ansammlung feindlicher Ausrüstung und Arbeitskräfte.

Eine globale Anwendung ist nur mit dem Ziel der vollständigen Vernichtung der Bevölkerung und Infrastruktur in großen Gebieten möglich.

Um bestimmte Ziele zu erreichen und taktische und strategische Aufgaben zu erfüllen, können Atomwaffenexplosionen durchgeführt werden durch:

• in kritischen und niedrigen Höhen (über und unter 30,0 km);
• in direktem Kontakt mit der Erdkruste (Wasser);
• unter der Erde (oder Unterwasserexplosion).

Eine nukleare Explosion zeichnet sich durch die augenblickliche Freisetzung enormer Energie aus.

Es kommt zu Sach- und Personenschäden wie folgt:

• Schockwelle. Wenn eine Explosion über oder auf der Erdkruste (Wasser) auftritt, spricht man von einer Luftwelle; im Untergrund (Wasser) spricht man von einer seismischen Explosionswelle. Eine Luftwelle entsteht nach der kritischen Kompression von Luftmassen und breitet sich bis zur Dämpfung kreisförmig mit einer Geschwindigkeit aus, die den Schall übersteigt. Führt sowohl zu direkten Schäden an Arbeitskräften als auch zu indirekten Schäden (Wechselwirkung mit Fragmenten zerstörter Gegenstände). Durch die Einwirkung von Überdruck wird das Gerät funktionsunfähig, da es sich bewegt und auf den Boden aufschlägt.
• Lichtstrahlung. Die Quelle ist der leichte Teil, der durch die Verdunstung des Produkts mit Luftmassen entsteht; bei Bodennutzung ist es Bodendampf. Der Effekt tritt im ultravioletten und infraroten Spektrum auf. Seine Aufnahme durch Gegenstände und Menschen führt zu Verkohlung, Schmelzen und Brennen. Der Grad der Schädigung hängt von der Entfernung des Epizentrums ab;
• Durchdringende Strahlung- das sind Neutronen und Gammastrahlen, die sich von der Bruchstelle bewegen. Der Kontakt mit biologischem Gewebe führt zur Ionisierung von Zellmolekülen, was zu einer Strahlenkrankheit im Körper führt. Sachschäden sind mit Spaltungsreaktionen von Molekülen in den schädlichen Bestandteilen der Munition verbunden.
• Radioaktive Kontamination. Bei einer Bodenexplosion steigen Bodendämpfe, Staub und andere Dinge auf. Es entsteht eine Wolke, die sich in Richtung der Luftmassenbewegung bewegt. Schadensquellen sind Spaltprodukte des aktiven Teils einer Kernwaffe, Isotope und unzerstörte Teile der Ladung. Wenn sich eine radioaktive Wolke bewegt, kommt es zu einer kontinuierlichen Strahlenbelastung des Gebiets;
• Elektromagnetischer Puls. Die Explosion geht mit dem Auftreten elektromagnetischer Felder (von 1,0 bis 1000 m) in Form eines Impulses einher. Sie führen zum Ausfall elektrischer Geräte, Steuerungen und Kommunikation.

Die Kombination der Faktoren einer nuklearen Explosion verursacht unterschiedlich großen Schaden an feindlichem Personal, Ausrüstung und Infrastruktur, und die tödlichen Folgen hängen nur von der Entfernung von ihrem Epizentrum ab.

Geschichte der Entwicklung von Atomwaffen

Die Entwicklung von Waffen durch Kernreaktionen ging mit einer Reihe wissenschaftlicher Entdeckungen sowie theoretischer und praktischer Forschung einher, darunter:

• 1905— Es entstand die Relativitätstheorie, die besagt, dass eine kleine Menge Materie einer erheblichen Energiefreisetzung gemäß der Formel E = mc2 entspricht, wobei „c“ die Lichtgeschwindigkeit darstellt (Autor A. Einstein);
• 1938— Deutsche Wissenschaftler führten ein Experiment zur Aufteilung eines Atoms in Teile durch Angriff auf Uran mit Neutronen durch, das erfolgreich endete (O. Hann und F. Strassmann), und ein Physiker aus Großbritannien erklärte die Tatsache der Energiefreisetzung (R. Frisch) ;
• 1939- Wissenschaftler aus Frankreich, dass bei der Durchführung einer Reaktionskette von Uranmolekülen Energie freigesetzt wird, die eine Explosion enormer Kraft erzeugen kann (Joliot-Curie).

Letzteres wurde zum Ausgangspunkt für die Erfindung der Atomwaffen. Die parallele Entwicklung erfolgte durch Deutschland, Großbritannien, die USA und Japan. Das Hauptproblem bestand darin, Uran in den für die Durchführung von Experimenten in diesem Bereich erforderlichen Mengen zu gewinnen.

Das Problem wurde in den USA durch den Zukauf von Rohstoffen aus Belgien im Jahr 1940 schneller gelöst.

Im Rahmen des Projekts namens Manhattan wurde von 1939 bis 1945 eine Uranreinigungsanlage gebaut, ein Zentrum zur Erforschung nuklearer Prozesse geschaffen und die besten Spezialisten – Physiker aus ganz Westeuropa – für die Arbeit dort rekrutiert.

Großbritannien, das seine eigenen Entwicklungen durchführte, war nach der deutschen Bombardierung gezwungen, die Entwicklungen seines Projekts freiwillig an das US-Militär zu übertragen.

Man geht davon aus, dass die Amerikaner die ersten waren, die die Atombombe erfunden haben. Im Juli 1945 wurden im Bundesstaat New Mexico Tests der ersten Atombombe durchgeführt. Der Blitz der Explosion verdunkelte den Himmel und die sandige Landschaft verwandelte sich in Glas. Nach kurzer Zeit entstanden Atomladungen namens „Baby“ und „Fat Man“.

Atomwaffen in der UdSSR – Daten und Ereignisse

Der Entstehung der UdSSR als Atommacht ging eine lange Arbeit einzelner Wissenschaftler und Regierungsinstitutionen voraus. Wichtige Zeiträume und wichtige Ereignisse werden wie folgt dargestellt:

• 1920 gilt als Beginn der Arbeit sowjetischer Wissenschaftler zur Atomspaltung;
• Seit den dreißiger Jahren die Richtung der Kernphysik wird zur Priorität;
• Oktober 1940— eine Initiativgruppe von Physikern hat den Vorschlag unterbreitet, atomare Entwicklungen für militärische Zwecke zu nutzen;
• Sommer 1941 im Zusammenhang mit dem Krieg wurden Kernenergieinstitute in den Hintergrund verlegt;
• Herbst 1941 Jahr informierte der sowjetische Geheimdienst die Führung des Landes über den Beginn der Atomprogramme in Großbritannien und Amerika;
• September 1942- Die Atomforschung wurde vollständig aufgenommen und die Arbeiten an Uran wurden fortgesetzt.
• Februar 1943— Unter der Leitung von I. Kurchatov wurde ein spezielles Forschungslabor eingerichtet und die allgemeine Leitung wurde V. Molotov übertragen.

Das Projekt wurde von V. Molotov geleitet.

• August 1945- Im Zusammenhang mit der Durchführung von Atombombenangriffen in Japan und der hohen Bedeutung der Entwicklungen für die UdSSR wurde ein Sonderausschuss unter der Leitung von L. Beria eingesetzt;
• April 1946- KB-11 wurde gegründet, das mit der Entwicklung von Mustern sowjetischer Atomwaffen in zwei Versionen (unter Verwendung von Plutonium und Uran) begann;
• Mitte 1948— Die Arbeiten an Uran wurden wegen geringer Effizienz und hoher Kosten eingestellt;
• August 1949- Als in der UdSSR die Atombombe erfunden wurde, wurde die erste sowjetische Atombombe getestet.

Die Verkürzung der Produktentwicklungszeit wurde durch die qualitativ hochwertige Arbeit der Geheimdienste erleichtert, die Informationen über amerikanische Nuklearentwicklungen erhalten konnten. Zu denjenigen, die als Erster die Atombombe in der UdSSR entwickelten, gehörte ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung des Akademiemitglieds A. Sacharow. Sie haben vielversprechendere technische Lösungen entwickelt als die Amerikaner.

Atombombe „RDS-1“

In den Jahren 2015 und 2017 erzielte Russland einen Durchbruch bei der Verbesserung der Atomwaffen und ihrer Trägersysteme und erklärte damit einen Staat, der in der Lage ist, jede Aggression abzuwehren.

Erste Atombombentests

Nach dem Test einer experimentellen Atombombe in New Mexico im Sommer 1945 wurden die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki am 6. bzw. 9. August bombardiert.

Die Entwicklung der Atombombe wurde in diesem Jahr abgeschlossen

Im Jahr 1949 schlossen sowjetische Konstrukteure von KB-11 und Wissenschaftler unter Bedingungen erhöhter Geheimhaltung die Entwicklung einer Atombombe namens RDS-1 (Strahltriebwerk „C“) ab. Am 29. August wurde das erste sowjetische Atomgerät auf dem Testgelände Semipalatinsk getestet. Die russische Atombombe RDS-1 war ein „tropfenförmiges“ Produkt mit einem Gewicht von 4,6 Tonnen, einem Volumendurchmesser von 1,5 m und einer Länge von 3,7 Metern.

Zum aktiven Teil gehörte ein Plutoniumblock, der es ermöglichte, eine Explosionskraft von 20,0 Kilotonnen entsprechend TNT zu erreichen. Das Testgelände erstreckte sich über einen Umkreis von zwanzig Kilometern. Die Einzelheiten der Testdetonationsbedingungen wurden bisher nicht veröffentlicht.

Am 3. September desselben Jahres stellte der amerikanische Luftfahrtgeheimdienst das Vorhandensein von Isotopenspuren in den Luftmassen Kamtschatkas fest, die auf den Test einer Atomladung hinweisen. Am 23. gab der oberste US-Beamte öffentlich bekannt, dass es der UdSSR gelungen sei, eine Atombombe zu testen.

Nordkorea droht den USA mit dem Test einer superstarken Wasserstoffbombe im Pazifik. Japan, das unter den Tests leiden könnte, bezeichnete die Pläne Nordkoreas als völlig inakzeptabel. Die Präsidenten Donald Trump und Kim Jong-un streiten in Interviews und sprechen über einen offenen militärischen Konflikt. Für diejenigen, die sich mit Atomwaffen nicht auskennen, aber auf dem Laufenden bleiben möchten, hat The Futurist einen Leitfaden zusammengestellt.

Wie funktionieren Atomwaffen?

Wie eine normale Dynamitstange verbraucht auch eine Atombombe Energie. Nur wird es nicht bei einer primitiven chemischen Reaktion freigesetzt, sondern bei komplexen Kernprozessen. Es gibt zwei Hauptmethoden, um Kernenergie aus einem Atom zu gewinnen. IN Kernspaltung Der Kern eines Atoms zerfällt mit einem Neutron in zwei kleinere Bruchstücke. Kernfusion – der Prozess, durch den die Sonne Energie erzeugt – beinhaltet die Verbindung zweier kleinerer Atome zu einem größeren. Bei jedem Prozess, ob Spaltung oder Fusion, werden große Mengen an Wärmeenergie und Strahlung freigesetzt. Je nachdem, ob Kernspaltung oder Kernfusion eingesetzt wird, werden Bomben unterteilt in nuklear (atomar) Und thermonuklear .

Können Sie mir mehr über die Kernspaltung erzählen?

Atombombenexplosion über Hiroshima (1945)

Wie Sie sich erinnern, besteht ein Atom aus drei Arten subatomarer Teilchen: Protonen, Neutronen und Elektronen. Das Zentrum des Atoms, genannt Kern , besteht aus Protonen und Neutronen. Protonen sind positiv geladen, Elektronen sind negativ geladen und Neutronen haben überhaupt keine Ladung. Das Proton-Elektron-Verhältnis beträgt immer eins zu eins, das Atom als Ganzes hat also eine neutrale Ladung. Ein Kohlenstoffatom hat beispielsweise sechs Protonen und sechs Elektronen. Teilchen werden durch eine fundamentale Kraft zusammengehalten – starke Atomkraft .

Die Eigenschaften eines Atoms können sich erheblich ändern, je nachdem, wie viele verschiedene Teilchen es enthält. Wenn Sie die Anzahl der Protonen ändern, erhalten Sie ein anderes chemisches Element. Wenn Sie die Anzahl der Neutronen ändern, erhalten Sie Isotop das gleiche Element, das Sie in Ihren Händen haben. Kohlenstoff hat beispielsweise drei Isotope: 1) Kohlenstoff-12 (sechs Protonen + sechs Neutronen), eine stabile und häufige Form des Elements, 2) Kohlenstoff-13 (sechs Protonen + sieben Neutronen), das stabil, aber selten ist und 3) Kohlenstoff -14 (sechs Protonen + acht Neutronen), der selten und instabil (oder radioaktiv) ist.

Die meisten Atomkerne sind stabil, einige sind jedoch instabil (radioaktiv). Diese Kerne emittieren spontan Teilchen, die Wissenschaftler Strahlung nennen. Dieser Vorgang wird aufgerufen radioaktiver Zerfall . Es gibt drei Arten von Verfall:

Alpha-Zerfall : Der Kern emittiert ein Alphateilchen – zwei aneinander gebundene Protonen und zwei Neutronen. Beta-Zerfall : Ein Neutron verwandelt sich in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino. Das ausgestoßene Elektron ist ein Betateilchen. Spontane Spaltung: Der Kern zerfällt in mehrere Teile und emittiert Neutronen sowie einen Impuls elektromagnetischer Energie – einen Gammastrahl. Es ist die letztere Art des Zerfalls, die in einer Atombombe verwendet wird. Bei der Spaltung werden freie Neutronen freigesetzt Kettenreaktion , was eine enorme Menge an Energie freisetzt.

Woraus bestehen Atombomben?

Sie können aus Uran-235 und Plutonium-239 hergestellt werden. Uran kommt in der Natur als Mischung aus drei Isotopen vor: 238 U (99,2745 % des natürlichen Urans), 235 U (0,72 %) und 234 U (0,0055 %). Das gebräuchlichste 238 U unterstützt keine Kettenreaktion: Nur 235 U ist dazu in der Lage. Um die maximale Explosionskraft zu erreichen, ist es notwendig, dass der Anteil von 235 U in der „Füllung“ der Bombe mindestens 80 % beträgt. Daher wird Uran künstlich hergestellt bereichern . Dazu wird das Uranisotopengemisch in zwei Teile geteilt, sodass einer davon mehr als 235 U enthält.

Typischerweise hinterlässt die Isotopentrennung eine Menge abgereichertes Uran, das keine Kettenreaktion eingehen kann – aber es gibt eine Möglichkeit, dies zu erreichen. Tatsache ist, dass Plutonium-239 in der Natur nicht vorkommt. Aber es kann durch Beschuss von 238 U mit Neutronen gewonnen werden.

Wie wird ihre Macht gemessen?

​Die Kraft einer nuklearen und thermonuklearen Ladung wird in TNT-Äquivalent gemessen – der Menge an Trinitrotoluol, die gezündet werden muss, um ein ähnliches Ergebnis zu erzielen. Sie wird in Kilotonnen (kt) und Megatonnen (Mt) gemessen. Die Sprengkraft ultrakleiner Atomwaffen beträgt weniger als 1 kt, während die Sprengkraft superstarker Bomben mehr als 1 Mio. t beträgt.

Die Stärke der sowjetischen „Zarenbombe“ betrug verschiedenen Quellen zufolge 57 bis 58,6 Megatonnen in TNT-Äquivalent; die Stärke der thermonuklearen Bombe, die die DVRK Anfang September testete, betrug etwa 100 Kilotonnen.

Wer hat Atomwaffen geschaffen?

Der amerikanische Physiker Robert Oppenheimer und General Leslie Groves

In den 1930er Jahren italienischer Physiker Enrico Fermi zeigte, dass mit Neutronen beschossene Elemente in neue Elemente umgewandelt werden können. Das Ergebnis dieser Arbeit war die Entdeckung langsame Neutronen sowie die Entdeckung neuer Elemente, die nicht im Periodensystem vertreten sind. Bald nach Fermis Entdeckung begannen deutsche Wissenschaftler Otto Hahn Und Fritz Straßmann Beschossenes Uran mit Neutronen, was zur Bildung eines radioaktiven Bariumisotops führte. Sie kamen zu dem Schluss, dass Neutronen mit niedriger Geschwindigkeit dazu führen, dass der Urankern in zwei kleinere Stücke zerbricht.

Dieses Werk erregte die Gemüter der ganzen Welt. An der Princeton University Niels Bohr arbeitete mit John Wheeler ein hypothetisches Modell des Spaltprozesses zu entwickeln. Sie vermuteten, dass Uran-235 gespalten wird. Etwa zur gleichen Zeit entdeckten andere Wissenschaftler, dass der Spaltungsprozess noch mehr Neutronen erzeugte. Dies veranlasste Bohr und Wheeler, eine wichtige Frage zu stellen: Könnten die durch die Spaltung erzeugten freien Neutronen eine Kettenreaktion auslösen, die enorme Energiemengen freisetzen würde? Wenn dies der Fall ist, ist es möglich, Waffen von unvorstellbarer Kraft herzustellen. Ihre Annahmen wurden von einem französischen Physiker bestätigt Frédéric Joliot-Curie . Seine Schlussfolgerung wurde zum Anstoß für die Entwicklung von Atomwaffen.

An der Entwicklung von Atomwaffen arbeiteten Physiker aus Deutschland, England, den USA und Japan. Vor Beginn des Zweiten Weltkriegs Albert Einstein schrieb an den US-Präsidenten Franklin D. Roosevelt dass Nazi-Deutschland plant, Uran-235 zu reinigen und eine Atombombe zu bauen. Nun stellt sich heraus, dass Deutschland weit von einer Kettenreaktion entfernt war: Man arbeitete an einer „schmutzigen“, hochradioaktiven Bombe. Wie dem auch sei, die US-Regierung hat alle Anstrengungen unternommen, um so schnell wie möglich eine Atombombe zu bauen. Unter der Leitung eines amerikanischen Physikers wurde das Manhattan-Projekt ins Leben gerufen Robert Oppenheimer und allgemein Leslie Groves . Daran nahmen prominente Wissenschaftler teil, die aus Europa ausgewandert waren. Bis zum Sommer 1945 wurden Atomwaffen auf der Grundlage zweier Arten von spaltbarem Material hergestellt – Uran-235 und Plutonium-239. Eine Bombe, die Plutoniumbombe „Thing“, wurde während der Tests gezündet, und zwei weitere, die Uranbombe „Baby“ und die Plutoniumbombe „Fat Man“, wurden über den japanischen Städten Hiroshima und Nagasaki abgeworfen.

Wie funktioniert eine thermonukleare Bombe und wer hat sie erfunden?

Die thermonukleare Bombe basiert auf der Reaktion Kernfusion . Im Gegensatz zur Kernspaltung, die entweder spontan oder erzwungen erfolgen kann, ist die Kernfusion ohne Zufuhr externer Energie nicht möglich. Atomkerne sind positiv geladen – sie stoßen sich also gegenseitig ab. Diese Situation wird Coulomb-Barriere genannt. Um die Abstoßung zu überwinden, müssen diese Teilchen auf wahnsinnige Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Dies kann bei sehr hohen Temperaturen erfolgen – in der Größenordnung von mehreren Millionen Kelvin (daher der Name). Es gibt drei Arten thermonuklearer Reaktionen: selbsterhaltend (finden in den Tiefen von Sternen statt), kontrolliert und unkontrolliert oder explosiv – sie werden in Wasserstoffbomben eingesetzt.

Die Idee einer Bombe mit thermonuklearer Fusion, die durch eine Atomladung ausgelöst wird, wurde von Enrico Fermi seinem Kollegen vorgeschlagen Edward Teller im Jahr 1941, ganz am Anfang des Manhattan-Projekts. Allerdings war diese Idee damals nicht gefragt. Tellers Entwicklungen wurden verbessert Stanislav Ulam , was die Idee einer thermonuklearen Bombe in die Praxis umsetzbar macht. Im Jahr 1952 wurde im Rahmen der Operation Ivy Mike der erste thermonukleare Sprengsatz auf dem Enewetak-Atoll getestet. Allerdings handelte es sich um eine Laborprobe, die für den Kampf ungeeignet war. Ein Jahr später zündete die Sowjetunion die erste thermonukleare Bombe der Welt, die nach dem Entwurf von Physikern zusammengebaut worden war Andrej Sacharow Und Julia Kharitona . Das Gerät ähnelte einer Torte, weshalb die beeindruckende Waffe den Spitznamen „Puff“ erhielt. Im Laufe der weiteren Entwicklung entstand die stärkste Bombe der Erde, die „Zar Bomba“ oder „Kuzkas Mutter“. Im Oktober 1961 wurde es auf dem Nowaja Semlja-Archipel getestet.

Woraus bestehen thermonukleare Bomben?

Wenn Sie das gedacht haben Wasserstoff und thermonukleare Bomben sind verschiedene Dinge, Sie haben sich geirrt. Diese Wörter sind synonym. Für die Durchführung einer thermonuklearen Reaktion ist Wasserstoff (bzw. seine Isotope Deuterium und Tritium) erforderlich. Allerdings gibt es eine Schwierigkeit: Um eine Wasserstoffbombe zünden zu können, muss bei einer konventionellen Kernexplosion zunächst eine hohe Temperatur erreicht werden – erst dann beginnen die Atomkerne zu reagieren. Daher spielt das Design bei einer thermonuklearen Bombe eine große Rolle.

Zwei Schemata sind allgemein bekannt. Das erste ist Sacharows „Blätterteig“. Im Zentrum befand sich ein Kernzünder, der von Schichten aus mit Tritium vermischtem Lithiumdeuterid umgeben war, die mit Schichten aus angereichertem Uran durchsetzt waren. Dieses Design ermöglichte es, eine Leistung innerhalb von 1 Mt zu erreichen. Das zweite ist das amerikanische Teller-Ulam-Schema, bei dem die Atombombe und die Wasserstoffisotope getrennt lokalisiert wurden. Es sah so aus: Unten befand sich ein Behälter mit einer Mischung aus flüssigem Deuterium und Tritium, in dessen Mitte sich eine „Zündkerze“ befand – ein Plutoniumstab, und oben – eine konventionelle Kernladung, und das alles in einem Hülle aus Schwermetall (zum Beispiel abgereichertes Uran). Bei der Explosion entstehende schnelle Neutronen verursachen Atomspaltungsreaktionen in der Uranhülle und erhöhen die Gesamtenergie der Explosion um Energie. Durch das Hinzufügen zusätzlicher Schichten von Lithium-Uran-238-Deuterid können Projektile mit unbegrenzter Leistung hergestellt werden. 1953 sowjetischer Physiker Viktor Davidenko versehentlich die Teller-Ulam-Idee wiederholte, und Sacharow entwickelte auf dieser Grundlage ein mehrstufiges Schema, das die Herstellung von Waffen mit beispielloser Kraft ermöglichte. „Kuzkas Mutter“ funktionierte genau nach diesem Schema.

Welche anderen Bomben gibt es?

Es gibt auch Neutronen, aber das ist im Allgemeinen beängstigend. Im Wesentlichen handelt es sich bei einer Neutronenbombe um eine thermonukleare Bombe geringer Leistung, deren Explosionsenergie zu 80 % aus Strahlung (Neutronenstrahlung) besteht. Es sieht aus wie eine gewöhnliche Kernladung geringer Leistung, zu der ein Block mit einem Berylliumisotop, einer Neutronenquelle, hinzugefügt wurde. Wenn eine Kernladung explodiert, wird eine thermonukleare Reaktion ausgelöst. Diese Art von Waffe wurde von einem amerikanischen Physiker entwickelt Samuel Cohen . Es wurde angenommen, dass Neutronenwaffen alle Lebewesen zerstören, sogar in Schutzräumen, aber die Reichweite der Zerstörung solcher Waffen ist gering, da die Atmosphäre Ströme schneller Neutronen streut und die Stoßwelle in großen Entfernungen stärker ist.

Was ist mit der Kobaltbombe?

Nein, mein Sohn, das ist fantastisch. Offiziell verfügt kein Land über Kobaltbomben. Theoretisch handelt es sich um eine thermonukleare Bombe mit einer Kobalthülle, die selbst bei einer relativ schwachen nuklearen Explosion für eine starke radioaktive Kontamination des Gebiets sorgt. 510 Tonnen Kobalt können die gesamte Erdoberfläche infizieren und alles Leben auf dem Planeten zerstören. Physiker Leo Szilard , der dieses hypothetische Design 1950 beschrieb, nannte es die „Doomsday Machine“.

Was ist cooler: eine Atombombe oder eine thermonukleare Bombe?

Originalmodell von „Tsar Bomba“

Die Wasserstoffbombe ist viel fortschrittlicher und technologisch fortschrittlicher als die Atombombe. Seine Sprengkraft übertrifft die einer atomaren Sprengkraft bei weitem und wird nur durch die Anzahl der verfügbaren Komponenten begrenzt. Bei einer thermonuklearen Reaktion wird für jedes Nukleon (die sogenannten Kernbestandteile, Protonen und Neutronen) viel mehr Energie freigesetzt als bei einer Kernreaktion. Beispielsweise erzeugt die Spaltung eines Urankerns 0,9 MeV (Megaelektronenvolt) pro Nukleon, und die Fusion eines Heliumkerns aus Wasserstoffkernen setzt eine Energie von 6 MeV frei.

Wie Bomben liefernzum Ziel?

Zunächst wurden sie von Flugzeugen abgeworfen, aber die Luftverteidigungssysteme wurden ständig verbessert, und es erwies sich als unklug, Atomwaffen auf diese Weise abzufeuern. Mit dem Wachstum der Raketenproduktion wurden alle Rechte zur Lieferung von Atomwaffen auf ballistische Raketen und Marschflugkörper verschiedener Stützpunkte übertragen. Daher bedeutet eine Bombe jetzt keine Bombe, sondern einen Sprengkopf.

Es wird angenommen, dass die nordkoreanische Wasserstoffbombe zu groß ist, um auf einer Rakete montiert zu werden. Wenn die DVRK sich also dazu entschließt, die Drohung wahr zu machen, wird sie per Schiff zum Explosionsort transportiert.

Welche Folgen hat ein Atomkrieg?

Hiroshima und Nagasaki sind nur ein kleiner Teil der möglichen Apokalypse. Bekannt ist beispielsweise die Hypothese des „nuklearen Winters“, die vom amerikanischen Astrophysiker Carl Sagan und dem sowjetischen Geophysiker Georgy Golitsyn aufgestellt wurde. Es wird davon ausgegangen, dass die Explosion mehrerer Atomsprengköpfe (nicht in der Wüste oder im Wasser, sondern in besiedelten Gebieten) viele Brände verursachen wird und große Mengen Rauch und Ruß in die Atmosphäre gelangen, was zu einer globalen Abkühlung führt. Die Hypothese wurde kritisiert, indem der Effekt mit vulkanischer Aktivität verglichen wurde, die kaum Auswirkungen auf das Klima hat. Darüber hinaus stellen einige Wissenschaftler fest, dass eine globale Erwärmung wahrscheinlicher ist als eine Abkühlung – obwohl beide Seiten hoffen, dass wir es nie erfahren werden.

Sind Atomwaffen erlaubt?

Nach dem Wettrüsten im 20. Jahrhundert kamen die Länder zur Besinnung und beschlossen, den Einsatz von Atomwaffen einzuschränken. Die UN verabschiedeten Verträge über die Nichtverbreitung von Atomwaffen und das Verbot von Atomtests (letzteres wurde von den jungen Atommächten Indien, Pakistan und der DVRK nicht unterzeichnet). Im Juli 2017 wurde ein neuer Vertrag zum Verbot von Atomwaffen verabschiedet.

„Jeder Vertragsstaat verpflichtet sich, unter keinen Umständen Atomwaffen oder andere nukleare Sprengkörper zu entwickeln, zu testen, zu produzieren, herzustellen, anderweitig zu erwerben, zu besitzen oder zu lagern“, heißt es im ersten Artikel des Vertrags.

Allerdings tritt das Dokument erst dann in Kraft, wenn 50 Staaten es ratifiziert haben.

Strukturell bestand die erste Atombombe aus folgenden Grundkomponenten:

1. nukleare Ladung;
2. Sprengkörper und automatisches Ladungsdetonationssystem mit Sicherheitssystemen;
3. der ballistische Körper der Fliegerbombe, der die Atomladung und die automatische Detonation beherbergte.

Die grundlegenden Bedingungen, die das Design der RDS-1-Bombe bestimmten, bezogen sich auf:

1. mit der Entscheidung, das Grunddesign der 1945 getesteten amerikanischen Atombombe so weit wie möglich beizubehalten;
2. Aus Sicherheitsgründen ist es erforderlich, die Endmontage der im ballistischen Körper der Bombe installierten Ladung unter den Bedingungen des Testgeländes unmittelbar vor der Detonation durchzuführen.
3. mit der Fähigkeit, RDS-1 von einem schweren Bomber TU-4 aus zu bombardieren.

Die Atomladung der RDS-1-Bombe war eine mehrschichtige Struktur, bei der der Wirkstoff Plutonium durch Komprimierung durch eine konvergierende kugelförmige Detonationswelle im Sprengstoff in einen überkritischen Zustand überführt wurde.

Im Zentrum der Kernladung befand sich Plutonium, das strukturell aus zwei halbkugelförmigen Teilen bestand. Die Masse von Plutonium wurde im Juli 1949 nach Abschluss von Experimenten zur Messung der Kernkonstanten bestimmt.

Große Erfolge wurden nicht nur von Technologen, sondern auch von Metallurgen und Radiochemikern erzielt. Dank ihrer Bemühungen enthielten bereits die ersten Plutoniumteile geringe Mengen an Verunreinigungen und hochaktiven Isotopen. Der letzte Punkt war besonders bedeutsam, da kurzlebige Isotope als Hauptquelle von Neutronen einen negativen Einfluss auf die Wahrscheinlichkeit einer vorzeitigen Explosion haben könnten.

Im Hohlraum des Plutoniumkerns in einer Verbundhülle aus natürlichem Uran wurde eine Neutronensicherung (NF) eingebaut. Im Zeitraum 1947-1948 wurden etwa 20 verschiedene Vorschläge zu den Funktionsprinzipien, dem Design und der Verbesserung des NC geprüft.

Eine der komplexesten Komponenten der ersten Atombombe RDS-1 war eine Sprengladung aus einer Legierung aus TNT und Hexogen.

Die Wahl des Außenradius des Sprengstoffs wurde einerseits durch die Notwendigkeit einer zufriedenstellenden Energiefreisetzung und andererseits durch die zulässigen Außenabmessungen des Produkts und die technologischen Produktionsmöglichkeiten bestimmt.

Die erste Atombombe wurde im Hinblick auf ihre Aufhängung im Flugzeug TU-4 entwickelt, dessen Bombenschacht die Möglichkeit bot, ein Produkt mit einem Durchmesser von bis zu 1500 mm aufzunehmen. Basierend auf dieser Dimension wurde der Mittelteil des ballistischen Körpers der RDS-1-Bombe bestimmt. Die Sprengladung war strukturell eine Hohlkugel und bestand aus zwei Schichten.

Die innere Schicht wurde aus zwei halbkugelförmigen Basen gebildet, die aus einer heimischen Legierung aus TNT und Hexogen hergestellt wurden.

Die äußere Schicht der RDS-1-Sprengladung wurde aus einzelnen Elementen zusammengesetzt. Diese Schicht, die eine kugelförmige, konvergierende Detonationswelle an der Basis des Sprengstoffs bilden sollte und als Fokussierungssystem bezeichnet wird, war eine der Hauptfunktionseinheiten der Ladung, die maßgeblich deren taktische und technische Leistung bestimmte.

Der Hauptzweck des Automatisierungssystems der Bombe bestand darin, an einem bestimmten Flugbahnpunkt eine nukleare Explosion auszulösen. Ein Teil der elektrischen Ausrüstung der Bombe wurde auf dem Trägerflugzeug und ihre einzelnen Elemente auf der Atomladung platziert.
Um die Betriebssicherheit des Produkts zu erhöhen, wurden einzelne Elemente der automatischen Detonation nach einem zweikanaligen (doppelten) Schema hergestellt. Im Falle eines Ausfalls der Höhensicherungssysteme war in der Bombenkonstruktion eine spezielle Vorrichtung (Aufprallsensor) vorgesehen, um beim Auftreffen der Bombe auf den Boden eine nukleare Explosion auszulösen.

Bereits in der Anfangsphase der Entwicklung von Atomwaffen wurde klar, dass die Untersuchung der in der Ladung ablaufenden Prozesse einem rechnerischen und experimentellen Weg folgen sollte, der es ermöglichte, die theoretische Analyse auf der Grundlage der Ergebnisse von Experimenten zu korrigieren und experimentelle Daten zu den gasdynamischen Eigenschaften von Kernladungen.

Im Allgemeinen umfasste die gasdynamische Prüfung einer Kernladung eine Reihe von Studien im Zusammenhang mit dem Aufbau von Experimenten und der Aufzeichnung schneller Prozesse, einschließlich der Ausbreitung von Detonationen und Stoßwellen in heterogenen Medien.

Untersuchungen der Eigenschaften von Stoffen im gasdynamischen Stadium des Betriebs von Kernladungen, wenn der Druckbereich Werte von bis zu Hunderten Millionen Atmosphären erreicht, erforderten die Entwicklung grundlegend neuer Forschungsmethoden, deren Kinetik erforderlich war hohe Genauigkeit – bis zu Hundertstel Mikrosekunden. Diese Anforderungen führten zur Entwicklung neuer Methoden zur Aufzeichnung von Hochgeschwindigkeitsprozessen. Im Forschungssektor KB-11 wurde der Grundstein für die heimische Hochgeschwindigkeits-Fotochronographie mit einer Scangeschwindigkeit von bis zu 10 km/s und einer Aufnahmegeschwindigkeit von etwa einer Million Bildern pro Sekunde gelegt. Der von A.D. Zakharenkov, G.D. Sokolov und V.K. Bobolev (1948) entwickelte Uwurde 1950 zum Prototyp serieller SFR-Geräte, die gemäß den technischen Spezifikationen von KB-11 am Institut für Chemische Physik entwickelt wurden.

Beachten Sie, dass dieser von einer Luftturbine angetriebene Fotochronograph bereits damals eine Bildscangeschwindigkeit von 7 km/s ermöglichte. Die Parameter des auf seiner Basis erstellten seriellen SFR-Geräts (1950), das von einem Elektromotor angetrieben wird, sind bescheidener – bis zu 3,5 km/s.

E.K.Zavoisky

Für die rechnerische und theoretische Begründung der Leistung des ersten Produkts war es grundsätzlich wichtig, die Parameter des PV-Zustands hinter der Front der Detonationswelle sowie die Dynamik der sphärisch symmetrischen Kompression des Zentralteils zu kennen des Produkts. Zu diesem Zweck schlug und entwickelte E.K. Zavoisky 1948 eine elektromagnetische Methode zur Aufzeichnung der Massengeschwindigkeiten von Explosionsprodukten hinter der Front von Detonationswellen, sowohl in einer Ebene als auch in einer kugelförmigen Explosion.

Die Geschwindigkeitsverteilung der Explosionsprodukte wurde parallel und mit der Methode der gepulsten Radiographie von V.A. Tsukerman und Mitarbeitern durchgeführt.

Um schnelle Prozesse aufzuzeichnen, wurden die einzigartigen Mehrkanalrekorder ETAR-1 und ETAR-2 entwickelt, die von E. A. Etingof und M. S. Tarasov entwickelt wurden und eine Zeitauflösung nahe einer Nanosekunde haben. Anschließend wurden diese Rekorder durch das von A.I. entwickelte serienmäßig hergestellte OK-4-Gerät ersetzt. Sokolik (ICP AN).

Der Einsatz neuer Methoden und neuer Rekorder in der KB-11-Forschung ermöglichte es bereits zu Beginn der Arbeiten zur Entwicklung von Atomwaffen, die notwendigen Daten zur dynamischen Kompressibilität von Strukturmaterialien zu gewinnen.

Experimentelle Untersuchungen der Konstanten der im physikalischen Kreislauf der Ladung enthaltenen Arbeitsstoffe bildeten die Grundlage für die Überprüfung physikalischer Konzepte der in der Ladung ablaufenden Prozesse im gasdynamischen Stadium ihres Betriebs.

Allgemeiner Aufbau einer Atombombe

Die Hauptelemente von Atomwaffen sind:

• rahmen
• Automatisierungssystem

Das Gehäuse ist für die Aufnahme eines nuklearen Ladungs- und Automatisierungssystems konzipiert und schützt diese auch vor mechanischen und teilweise thermischen Einwirkungen. Das Automatisierungssystem gewährleistet die Explosion einer Kernladung zu einem bestimmten Zeitpunkt und verhindert deren versehentliche oder vorzeitige Aktivierung. Es enthält:

• Sicherheits- und Spannsystem
• Notfall-Detonationssystem
• Ladungsdetonationssystem
• Stromversorgung
• Explosionssensorsystem

Als Trägermittel für Atomwaffen können ballistische Raketen, Marsch- und Flugabwehrraketen sowie Flugzeuge dienen. Nukleare Munition wird zur Ausrüstung von Fliegerbomben, Landminen, Torpedos und Artilleriegeschossen (203,2 mm SG und 155 mm SG-USA) verwendet.

Zur Zündung der Atombombe wurden verschiedene Systeme erfunden. Das einfachste System ist eine Injektorwaffe, bei der ein Projektil aus spaltbarem Material auf den Empfänger prallt und eine überkritische Masse bildet. Die am 6. August 1945 von den Vereinigten Staaten auf Hiroshima abgeworfene Atombombe verfügte über einen Injektionszünder. Und es hatte ein Energieäquivalent von etwa 20 Kilotonnen TNT.

Atomwaffenmuseum

Das Historische und Gedenkmuseum für Atomwaffen RFNC-VNIIEF (Russisches Föderales Nuklearzentrum – Allrussisches Forschungsinstitut für Experimentalphysik) wurde am 13. November 1992 in der Stadt Sarow eröffnet. Dies ist das erste Museum des Landes, das über die wichtigsten Phasen der Schaffung des heimischen Atomschutzschildes berichtet. Die ersten Exponate des Museums wurden an diesem Tag seinen Besuchern im Gebäude der ehemaligen technischen Schule präsentiert, in dem sich das Museum noch heute befindet.

Seine Exponate sind Muster von Produkten, die zu Legenden in der Geschichte der Atomindustrie des Landes geworden sind. Woran die größten Spezialisten arbeiteten, war bis vor Kurzem ein großes Staatsgeheimnis nicht nur für Normalsterbliche, sondern auch für die Entwickler von Atomwaffen selbst.

Die Ausstellung des Museums umfasst Exponate vom allerersten Testmodell im Jahr 1949 bis heute.

In der Nähe von Nagasaki explodiert. Der Tod und die Zerstörung, die diese Explosionen begleiteten, waren beispiellos. Angst und Entsetzen erfassten die gesamte japanische Bevölkerung und zwangen sie, sich in weniger als einem Monat zu ergeben.

Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs gerieten Atomwaffen jedoch nicht in den Hintergrund. Der Ausbruch des Kalten Krieges wurde zu einem enormen psychologischen Druckfaktor zwischen der UdSSR und den USA. Beide Seiten investierten enorme Summen in die Entwicklung und den Bau neuer Kernkraftwerke. So haben sich im Laufe von 50 Jahren mehrere tausend Atomhüllen auf unserem Planeten angesammelt. Dies reicht völlig aus, um mehrmals alles Leben zu zerstören. Aus diesem Grund wurde Ende der 90er Jahre der erste Abrüstungsvertrag zwischen den USA und Russland unterzeichnet, um das Risiko einer weltweiten Katastrophe zu verringern. Dennoch verfügen derzeit neun Länder über Atomwaffen, was ihre Verteidigung auf ein anderes Niveau bringt. In diesem Artikel werden wir untersuchen, warum Atomwaffen ihre zerstörerische Kraft erhalten haben und wie Atomwaffen funktionieren.

Um die volle Kraft von Atombomben zu verstehen, ist es notwendig, das Konzept der Radioaktivität zu verstehen. Wie Sie wissen, ist das Atom die kleinste Struktureinheit der Materie, aus der die gesamte Welt um uns herum besteht. Ein Atom wiederum besteht aus einem Kern und etwas, das sich um ihn dreht. Der Kern besteht aus Neutronen und Protonen. Elektronen haben eine negative Ladung und Protonen eine positive Ladung. Neutronen sind, wie der Name schon sagt, neutral. Normalerweise ist die Anzahl der Neutronen und Protonen gleich der Anzahl der Elektronen in einem Atom. Unter dem Einfluss äußerer Kräfte kann sich jedoch die Anzahl der Teilchen in den Atomen eines Stoffes ändern.

Uns interessiert die Option nur, wenn sich die Anzahl der Neutronen ändert und ein Isotop des Stoffes entsteht. Einige Isotope einer Substanz sind stabil und kommen in der Natur vor, während andere instabil sind und zum Zerfall neigen. Kohlenstoff hat beispielsweise 6 Neutronen. Außerdem gibt es ein Kohlenstoffisotop mit 7 Neutronen – ein ziemlich stabiles Element, das in der Natur vorkommt. Ein Kohlenstoffisotop mit 8 Neutronen ist bereits ein instabiles Element und neigt zum Zerfall. Das ist radioaktiver Zerfall. In diesem Fall emittieren instabile Kerne drei Arten von Strahlen:

1. Alphastrahlen sind ein ziemlich harmloser Strom von Alphateilchen, der mit einem dünnen Blatt Papier gestoppt werden kann und keinen Schaden anrichten kann.

Selbst wenn lebende Organismen die ersten beiden überleben könnten, verursacht die Strahlungswelle eine sehr vorübergehende Strahlenkrankheit, die innerhalb von Minuten zum Tod führt. Solche Schäden sind in einem Umkreis von mehreren hundert Metern um die Explosion möglich. Bis zu einer Entfernung von wenigen Kilometern von der Explosion führt die Strahlenkrankheit innerhalb weniger Stunden oder Tage zum Tod eines Menschen. Personen außerhalb des unmittelbaren Explosionsbereichs können auch durch den Verzehr von Nahrungsmitteln und das Einatmen aus dem kontaminierten Bereich Strahlung ausgesetzt sein. Darüber hinaus verschwindet die Strahlung nicht sofort. Es reichert sich in der Umwelt an und kann lebende Organismen noch viele Jahrzehnte nach der Explosion vergiften.

Der Schaden durch Atomwaffen ist zu gefährlich, als dass er unter allen Umständen eingesetzt werden könnte. Die Zivilbevölkerung leidet unweigerlich darunter und es entstehen irreparable Schäden in der Natur. Daher besteht der Haupteinsatzzweck von Atombomben in unserer Zeit in der Abschreckung vor Angriffen. Sogar Atomwaffentests sind derzeit in den meisten Teilen unseres Planeten verboten.

Aber das wissen wir oft nicht. Und warum explodiert auch eine Atombombe...

Beginnen wir aus der Ferne. Jedes Atom hat einen Kern, und der Kern besteht aus Protonen und Neutronen – das weiß vielleicht jeder. Auf die gleiche Weise sah jeder das Periodensystem. Aber warum sind die chemischen Elemente darin so platziert und nicht anders? Sicherlich nicht, weil Mendelejew es so wollte. Die Ordnungszahl jedes Elements in der Tabelle gibt an, wie viele Protonen sich im Kern des Atoms dieses Elements befinden. Mit anderen Worten: Eisen ist die Nummer 26 in der Tabelle, da ein Eisenatom 26 Protonen enthält. Und wenn es nicht 26 sind, ist es kein Eisen mehr.

Allerdings kann es in den Kernen desselben Elements eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen geben, was bedeutet, dass die Masse der Kerne unterschiedlich sein kann. Atome desselben Elements mit unterschiedlicher Masse werden Isotope genannt. Uran hat mehrere solcher Isotope: Das in der Natur am häufigsten vorkommende ist Uran-238 (sein Kern hat 92 Protonen und 146 Neutronen, insgesamt 238). Es ist radioaktiv, aber man kann daraus keine Atombombe bauen. Aber auch das Isotop Uran-235, das in geringen Mengen in Uranerzen vorkommt, eignet sich für eine Kernladung.

Der Leser ist möglicherweise auf die Ausdrücke „angereichertes Uran“ und „abgereichertes Uran“ gestoßen. Angereichertes Uran enthält mehr Uran-235 als natürliches Uran; im erschöpften Zustand entsprechend weniger. Angereichertes Uran kann zur Herstellung von Plutonium verwendet werden, einem weiteren für eine Atombombe geeigneten Element (es kommt in der Natur fast nie vor). Wie Uran angereichert wird und wie daraus Plutonium gewonnen wird, ist Gegenstand einer gesonderten Diskussion.

Warum explodiert also eine Atombombe? Tatsache ist, dass einige schwere Kerne dazu neigen, zu zerfallen, wenn sie von einem Neutron getroffen werden. Und auf ein freies Neutron muss man nicht lange warten – davon fliegen viele herum. Ein solches Neutron trifft also auf den Uran-235-Kern und zerlegt ihn dadurch in „Fragmente“. Dadurch werden noch ein paar Neutronen freigesetzt. Können Sie erraten, was passiert, wenn sich Kerne desselben Elements in der Nähe befinden? Das stimmt, es kommt zu einer Kettenreaktion. So passiert es.

In einem Kernreaktor, in dem Uran-235 im stabileren Uran-238 „gelöst“ wird, kommt es unter normalen Bedingungen nicht zu einer Explosion. Die meisten Neutronen, die aus zerfallenden Kernen herausfliegen, fliegen in die Milch, ohne die Uran-235-Kerne zu finden. Im Reaktor erfolgt der Zerfall der Kerne „schleppend“ (dies reicht jedoch aus, damit der Reaktor Energie liefern kann). Wenn ein einzelnes Stück Uran-235 eine ausreichende Masse aufweist, werden Neutronen die Kerne garantiert aufbrechen, die Kettenreaktion beginnt wie eine Lawine und ... Stopp! Denn wenn man ein Stück Uran-235 oder Plutonium mit der für eine Explosion erforderlichen Masse herstellt, explodiert es sofort. Das ist nicht der Punkt.

Was wäre, wenn Sie zwei Stücke unterkritischer Masse nehmen und sie mithilfe eines ferngesteuerten Mechanismus gegeneinander drücken würden? Platzieren Sie beispielsweise beides in einem Rohr und befestigen Sie an einem eine Pulverladung, sodass im richtigen Moment ein Teil, wie ein Projektil, auf das andere abgefeuert wird. Hier ist die Lösung des Problems.

Sie können es auch anders machen: Nehmen Sie ein kugelförmiges Stück Plutonium und bringen Sie auf seiner gesamten Oberfläche Sprengladungen an. Wenn diese Ladungen auf Befehl von außen explodieren, komprimiert ihre Explosion das Plutonium von allen Seiten, komprimiert es auf eine kritische Dichte und es kommt zu einer Kettenreaktion. Dabei kommt es jedoch auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit an: Alle Sprengladungen müssen gleichzeitig explodieren. Wenn einige von ihnen funktionieren, andere nicht oder andere zu spät, kommt es zu keiner nuklearen Explosion: Das Plutonium wird nicht auf eine kritische Masse komprimiert, sondern zerstreut sich in der Luft. Anstelle einer Atombombe erhalten Sie eine sogenannte „schmutzige“ Bombe.

So sieht eine Atombombe vom Implosionstyp aus. Die Ladungen, die eine gerichtete Explosion erzeugen sollen, sind in Form von Polyedern ausgeführt, um die Oberfläche der Plutoniumkugel möglichst dicht zu bedecken.

Der erste Gerätetyp wurde als Kanonengerät bezeichnet, der zweite Typ als Implosionsgerät.
Die auf Hiroshima abgeworfene „Little Boy“-Bombe hatte eine Uran-235-Ladung und eine Kanonenvorrichtung. Die Fat-Man-Bombe, die über Nagasaki explodierte, trug eine Plutoniumladung und der Sprengsatz war eine Implosion. Heutzutage werden Waffengeräte fast nie mehr verwendet; Implosionsraketen sind komplizierter, ermöglichen aber gleichzeitig, die Masse der Kernladung zu regulieren und sie rationeller auszugeben. Und Plutonium hat Uran-235 als nuklearen Sprengstoff ersetzt.

Es vergingen einige Jahre, und Physiker boten dem Militär eine noch stärkere Bombe an – eine thermonukleare Bombe oder, wie sie auch genannt wird, eine Wasserstoffbombe. Es stellt sich heraus, dass Wasserstoff stärker explodiert als Plutonium?

Wasserstoff ist zwar explosiv, aber nicht so explosiv. Allerdings gibt es in einer Wasserstoffbombe keinen „normalen“ Wasserstoff; sie nutzt seine Isotope – Deuterium und Tritium. Der Kern von „normalem“ Wasserstoff hat ein Neutron, Deuterium hat zwei und Tritium hat drei.

In einer Atombombe werden die Kerne eines schweren Elements in Kerne leichterer Elemente aufgeteilt. Bei der Kernfusion läuft der umgekehrte Prozess ab: Leichte Kerne verschmelzen miteinander zu schwereren. Deuterium- und Tritiumkerne verbinden sich beispielsweise zu Heliumkernen (auch Alphateilchen genannt), und das „zusätzliche“ Neutron wird in den „freien Flug“ geschickt. Dabei wird deutlich mehr Energie freigesetzt als beim Zerfall von Plutoniumkernen. Genau dieser Prozess findet übrigens auch auf der Sonne statt.

Allerdings ist die Fusionsreaktion nur bei ultrahohen Temperaturen möglich (weshalb sie thermonuklear genannt wird). Wie bringt man Deuterium und Tritium zur Reaktion? Ja, es ist ganz einfach: Sie müssen eine Atombombe als Zünder verwenden!

Da Deuterium und Tritium selbst stabil sind, kann ihre Ladung in einer thermonuklearen Bombe beliebig groß sein. Dies bedeutet, dass eine thermonukleare Bombe unvergleichlich leistungsfähiger gemacht werden kann als eine „einfache“ Atombombe. Das auf Hiroshima abgeworfene „Baby“ hatte ein TNT-Äquivalent von weniger als 18 Kilotonnen, und die stärkste Wasserstoffbombe (die sogenannte „Zar Bomba“, auch bekannt als „Kuzkas Mutter“) hatte bereits 58,6 Megatonnen, mehr als 3255 Mal mehr kraftvolles „Baby“!


Die „Pilzwolke“ der Tsar Bomba stieg auf eine Höhe von 67 Kilometern, und die Druckwelle umkreiste dreimal den Globus.

Allerdings ist diese gigantische Leistung eindeutig übertrieben. Nachdem sie „genug“ mit Megatonnenbomben gespielt hatten, schlugen Militäringenieure und Physiker einen anderen Weg ein – den Weg der Miniaturisierung von Atomwaffen. In ihrer konventionellen Form können Atomwaffen von strategischen Bombern wie Fliegerbomben abgeworfen oder von ballistischen Raketen abgefeuert werden; Wenn man sie miniaturisiert, erhält man eine kompakte Atomladung, die im Umkreis von Kilometern nicht alles zerstört und die auf einer Artilleriegranate oder einer Luft-Boden-Rakete platziert werden kann. Die Mobilität wird zunehmen und das Spektrum der zu lösenden Aufgaben wird sich erweitern. Neben strategischen Atomwaffen werden wir auch taktische Waffen erhalten.

Für taktische Atomwaffen wurden verschiedene Trägersysteme entwickelt – Atomkanonen, Mörser, rückstoßfreie Gewehre (zum Beispiel das amerikanische Davy Crockett). Die UdSSR hatte sogar ein Atomprojekt. Allerdings musste man darauf verzichten – Atomgeschosse waren so unzuverlässig, so kompliziert und teuer in der Herstellung und Lagerung, dass sie keinen Sinn hatten.

„Davy Crockett.“ Einige dieser Atomwaffen waren bei den US-Streitkräften im Einsatz und der westdeutsche Verteidigungsminister versuchte erfolglos, die Bundeswehr damit auszurüsten.

Wenn es um kleine Atomwaffen geht, ist eine andere Art von Atomwaffe zu erwähnen – die Neutronenbombe. Die darin enthaltene Plutoniumladung ist gering, aber das ist nicht notwendig. Wenn eine thermonukleare Bombe den Weg der Erhöhung der Explosionskraft verfolgt, ist eine Neutronenbombe auf einen weiteren schädlichen Faktor angewiesen – Strahlung. Um die Strahlung zu verstärken, enthält eine Neutronenbombe einen Vorrat an Berylliumisotopen, die bei der Explosion eine große Anzahl schneller Neutronen erzeugen.

Laut ihren Entwicklern soll eine Neutronenbombe feindliches Personal töten, aber die Ausrüstung intakt lassen, die dann bei einer Offensive erbeutet werden kann. In der Praxis kam es etwas anders: Bestrahlte Geräte werden unbrauchbar – wer es wagt, sie zu steuern, „verdient“ sich sehr bald die Strahlenkrankheit. Dies ändert nichts an der Tatsache, dass eine Neutronenbombenexplosion einen Feind durch die Panzerung eines Panzers treffen kann; Neutronenmunition wurde von den USA speziell als Waffe gegen sowjetische Panzerformationen entwickelt. Allerdings wurde bald eine Panzerung des Panzers entwickelt, die einen gewissen Schutz vor dem Fluss schneller Neutronen bot.

Eine andere Art von Atomwaffe wurde 1950 erfunden, aber (soweit bekannt) nie hergestellt. Dabei handelt es sich um die sogenannte Kobaltbombe – eine Atombombe mit einer Kobalthülle. Während der Explosion wird Kobalt, bestrahlt durch einen Neutronenstrom, zu einem extrem radioaktiven Isotop und wird im gesamten Gebiet verstreut, wodurch es kontaminiert wird. Nur eine solche Bombe mit ausreichender Kraft könnte den gesamten Globus mit Kobalt bedecken und die gesamte Menschheit zerstören. Glücklicherweise blieb dieses Projekt ein Projekt.

Was können wir abschließend sagen? Eine Atombombe ist eine wirklich schreckliche Waffe, und gleichzeitig hat sie (was für ein Paradoxon!) dazu beigetragen, den relativen Frieden zwischen den Supermächten aufrechtzuerhalten. Wenn Ihr Feind über Atomwaffen verfügt, werden Sie zehnmal darüber nachdenken, bevor Sie ihn angreifen. Kein Land mit einem Atomwaffenarsenal wurde jemals von außen angegriffen, und seit 1945 gab es auf der Welt keine Kriege zwischen großen Staaten. Hoffen wir, dass es keine geben wird.