Atombombe/Wasserstoffbombe Implosion/Explosion
Hallo,
ich habe einige Fragen. Ich interessiere mich für das Thema Kernwaffen und wollte mich mal etwas mehr mit der Materie beschäftigen.
Doch ich versteh die ganzen Wikipedia Artikel nicht. Worin liegt der Unterschied zwischen einer Wasserstoff und Atombombe? Worin liegt der technische unterschied zwischen einer Explosion und einer Implosion?
Stärke der Kernspaltung gegenüber der Kernfusion?
Könnt ihr mir das erklären?
Grüße
4 Antworten
Also bei Kernwaffen gibt es 2 gebräuchliche Typen Gun und Implosion.
Bei dem Gun-Design werden 2 Unterkritische Massen zusammgenfefügt ähnlich einer Pistole wird eine Masse in die andere geschossen. Diese sind das Überkritisch.
Beim Implosions-Desing wird eine Hohlkugel mit Unterkritscher Dichte durch eine Konventionelle Explosion so komprimiert das sie Überkritisch wird.
Kernspaltung und Kernfusion als Stärke bzw Schwäche zu vergleichen ist nicht möglich.
Die Fusionsbomben beziehen auch den großteil ihrer Energie aus der Kernspaltung nur halt mittels Schneller Neutronen aus Beispielsweise U238. Ein Beispiel ist die Fusionsbombe Tewa die während der Operation Redwing gezündet wurde. Die Gesamtsprengkraft belief sich auf ca 5 MT wobei 4,35MT auf Kernspaltung beruhten.
Alle modernen Kernwaffen sind entweder Dreistufige Wasserstoffbomben diese sind Wasserstoffbomben nach dem Fission-Fusion-Fission Prinzip. Ansonsten sind es Geboostete Spaltbomben bei denen durch eine kleine Menge Deuterium oder Tritium die ausbeute schneller Neutronen gesteigert wird und somit wieder eine Spaltung von Beispielsweise U238 erzielt wird.
Eine Wassertstoffbombe is verherrender als ein Atombombe, da für die Kernfusion in der Wasserstoffbombe erstmal die Energie einer Atombombe gebraucht wird. Bei der Explosion der Atombombe werden ungeheuere Hitze frei, zudem wird ein enormer Druck aufgebaut --> Kernfusion kann stattfinden.
Kernspaltung findet mit hochradioaktivem Plutonium oder Uran statt, bei dem überschreiten einer bestimmten Masse an Uran oder Plutonium wird eine unkontrollierte (da in der Atombombe ja keine Regelstäbe vorhanden sind) Kettenreaktion ausgelöst.
Für eine Kernfusion wird Wasserstoff benötigt (daher der Name ), bei der Kernfusion verschmelzen 2 Wasserstoffatome zu einem Heliumatom, der gleiche Vorgang findet auch auf der Sonne statt. Jetzt da du weisst, dass es auch auf der Sonne stattfindet kannst du dir ja wahrscheinlich denken wie viel Energie dabei frei wird.
Wenn du dir jetzt die Frage stellst warum man eigentlich keine Kernfusionswerke baut, dann liegt das daran, dass es einfach nicht sicher genug wäre, da viele Materialien bei der Hitze ncith mehr stabil genug wären, und auch den Druck nicht standhalten können.
Plutonium-293 oder Uran-235 sind alles andere als hochgradig radioaktiv! Plutonium-239 hat eine Halbwertszeit(Hwz) von 24000 Jahren, Uran-235 hat eine Halbwertszeit von 7*10^8 Jahre. Warum sollen diese Stoffe (Radio-Nuklide) hochgradig radioaktiv sein? Das relativ gefährliche bei Uran/Plutonium sind die natürlichen Zerfallsprodukte wie Radium-223 (Hwz=11,4 Tage), das Edelgas Radon-219 (Hwz=4s), Polonium-215 (Hwz=1,8ms), Blei-211 (Hwz=36 min),... . All diese natürlichen Zerfallsprodukte, welche nebenbei auch in unserer natürlichen Umgebung anzutreffen sind (jedoch eher aus der U-238-Reihe), besitzen aufgrund ihrer geringeren Halbwertszeit (Hwz) eine dementsprechend viel höhere Radioaktivität als Plutonium-239 oder Uran-235. Wenn überhaupt zählt man Plutonium-239 zu den mittel-radioaktiven Radio-Nukliden. Uran-235 oder Uran-238 sind nun unumstritten weniger als schwach-radioaktiv. Leider wird dieser Umstand sehr oft vernachlässigt. Also nochmal, das relativ Gefährliche am Uran sind die natürlichen Zerfallsprodukte, nicht das Uran selbst. Eine Ausnahme gibt es jedoch, dass natürlich fast nicht vorkommende Uran-232 Isotop (Hwz=70 Jahre). Leider ist dieses Wissen, welche man eigentlich in der 10'ten Klasse erlernt, für die Presse oder die meisten Menschen einfach viel zu langweilig, als dass es sie interessieren könnte. Das würde ja bedeuten, dass gewisse Panikmache völlig unverhältnismäßig sind :-). Aber schau selbst. Du entnimmst die Daten, welche ich hier angeführt habe, einer Nuklid-Karte (z.Bs. Karlsruher Nuklidkarte). Weiter zu Kern-Fusions-Kraftwerken. Man möchte sehr wohl solche Kraftwerke bauen. Leider fehlt uns noch das ingenieursmäßige Umsetzen/Technik, dass ein solches Kraftwerk eine resultierend positive Energiebilanz hat. Beispiel solcher Fusions-Versuchsreaktoren: Wendelstein-7x in Greifswald oder Garching, das geplante ITER-Projekt in Frankreich ,... (siehe Wikipedia Kernfusionsreaktor). Deine Aussage zur Hitze ist ebenfalls eine Falschaussage. Es ist gerade das aktuelle Problem der Fusions-Technik, dass die Hitze solcher fusionierenden Plasmas nicht gehalten werden kann, und somit das Plasma zu schnell abkühlt. Daher bricht die Fusionsreaktion zu früh ab, als dass der gesamte Prozess resultieren mehr Energie frei setzt als zur Aufheizung des Plasmas nötig war. Aber ließ bitte den Artikel bei Wikipedia zu Fusionsreaktoren und auch gleich noch den Artikel zur „Radonmessung“ und bitte, bitte zur „Strahlenbelastung“. Das empfehle ich übrigens jedem, welcher sich eine naturwissenschaftlich fundierte Meinung bilden möchte. Die Aussagen, welche in der einschlägigen bundesdeutschen Presse gemacht werden, sind sehr oft völlig übertrieben und spiegeln nicht die naturwissenschaftliche Realität wieder. Man darf nicht vergessen, unsere „liebe“ Presse baut auf Zeitungs-Absatz. Daher wird hier sehr oft mit dem Mittel der emotionalisierten Überspitzung gespielt. Man sollte Aussagen der Presse allenfalls als Motivation zum „Nachhaken“ , Nachforschen nehmen. Wie sinnvoll unsere Presse ist, habe wir wohl alle bei der Schweine-Vogel-Grippe oder bei der Gurken-Pest (EHEC) gesehen. Hier wurde nicht informiert sondern nur Panik verursacht. Bitte denkt daran, es gibt auch noch Sachbücher und das Internet. Glaubt um Himmelswillen nicht alles eins zu eins, so wie es in der Presse gedruckt und verkauft wird.
Hinzuzufügen ist, dass die Wasserstoff(fusions)bombe eine Kernspaltungsbombe zur Zündung braucht. Auch wird kein Wasserstoff als Basismaterial verwendet, sondern z.B. Tritium. Für die Implosion, also das Zusammenpressen und Zusammenhalten der explodierenden Bombe wird eine konventionelle Sprengladung so gezündet, dass die Druckwellen das Material zusammen halten, bis eine genügend effiziente Kernreaktion eingesetzt hat. Weitere Maßnahmen müssen dann das spaltbare und zu verschmelzende Material zusammen halten, damit die Reaktionen aufrecht erhalten bleiben. Das ist eigentlich sehr schön bei Wikipedia erklärt. Allerdings musst du dich mal intensiv mit dem Artikel auseinandersetzen. Übrigens gibt es noch eine weitere Implosion. Nachdem die Druckwelle vom Explosionsort nach außen verlaufen ist, weil sich durch die Explosion alles ausgedehnt hat, wirkt beim Abkühlen dieser Bereich wie ein Staubsauger und erzeugt nochmals eine weiter Druckwelle, die zum Zentrum der Explosion verläuft. Fusionsbomben können mit erheblichen höheren Sprengkräften hergestellt werden als Kernspaltungsbomben. Das zu erklären, wäre ziemlich umfangreich, kann man aber auch nachlesen.
Kernwaffen können die Kernspaltung oder Kernfusion nutzen . Transurane ( Uran 92 / 235 ) und andere , zerfallen bei einer überkritischen Masse in andere natürliche Elemente . Der Vorgang läuft in einer unkontrollierten Kettenreaktion ab . Energie wird freigesetzt , gemäß E = m C ² ! Primärenergie wird freigesetzt , Massedefekt ( Antimaterie ) mit dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit ! Die Wasserstoffbombe bezieht ihre Energie aus der Fusion von Wasserstoff zu Helium ( Sonnenenergie ) ! Explosion = Ausdehnung , Implosion = Zusammenfall !