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Atombombe

No description
by

Jun-Ho Czajkowski

on 30 October 2016

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Transcript of Atombombe

Nimmt nicht teil an
Wasserstoffisotope:


Atombomben (Kernwaffen)
Inhaltsverzeichnis
Kernspaltungsbombe
Konstruktion
Demontage
Zündung
Klassifizierung
Wirkungweise
Effizienz, Größe, Sicherheit, Booster
Spezielle Kernwaffen
Wasserstoffbombe
Konstruktion
Zündung
Erste Probleme
Teller-Ulam-Design
Fusionssprengstoff
Dreistufige Wasserstoffbombe

Fallout
Ursache
Schwarzer Regen
Washout
Zusammensetzung und Stärke
Verteilung bei Nuklearwaffen
Verteilung radioaktiver Partikel
Auswirkung
(Fissionsprinzip)
Kernspaltungsbombe
Kernspaltung (lat. =>Kernfission)
Atomkern
Spaltprodukte
(Nuklide)
Neutron
=>Spaltbares Material
Überkritische Masse
Kernspaltungs-Kettenreaktion

Uran-235
Plutonium-239
Energie =
Gun-Design
Einfachstes
herkömmlich =>
I
I
I Weitere Methode
I
V
Hohlkugel
Konventioneller =
Sprengstoff
4. Zylindrisches „Ziel“
1. Konventioneller Sprengstoff (Kordit) zum
Beschleunigen des „Geschosses“

2. Lauf
3. Hohles Urangeschoss
Plutonium
Plutonium?!?
Little Boy (Hiroshima)
- 13 KT TNT
- Erste militärisch eingesetzte Atombombe
- 20.000 bis 90.000 Menschen
- 21 Kilotonnen TNT
Fat Man (Nagasaki)
I
I
I Drei Tage Später
I
I
V
-Ausbreitung der Schockwelle wurde gebremst
--> Explosion gedämpft
-Mindestens 70.000 Menschen
Implosionsprinzip
Demontage
Uran
Hochangereichertes
Uran ( U-235 )
Ab 85%
Plutonium
Plutonium
Klassifizierung
Strategische Waffen Taktische Waffen
- Große Sprengkraft - Geringere Sprengkraft
- Gefechtsfeld - Gefechtsfeld
( theor. bis zu 100 Mt TNT)
- Bekämpfung gegnerischer
Streitkräfte
NUKLEARE TRIADE
- Hinterhalts Aktionen
Zündung
Spezielle Kernwaffen
Mini-Nukes
Neutronenbomben
Bunkerbrecher
Schmutzige Bomben
- Bethe-Tait-Energie
Gewisser Wert
--> Mindestenergie
Maximale Überkritikalität

+

Beth-Tait-Energie


\
\
_________ \
\
/
_________ /
/
/
Spontan Spaltung
-Taktische Kernwaffe
-Hohe Neutronenstrahlung
Zur Zerstörung von
Lösung
--------------->
-->
Dauerhaftes Unbrauchbarmachen des Geländes durch sekundäre Radioaktivität
Neutronquelle
Kinetische Energie
------------>
Weitere Verwendung
Expansion

----------->
Zünd- & Steuerelektronik
Neutron ----->
<----Hitze
VERSCHROTTET
Unter 5 kT TNT Sprengkraft
Kofferbombe
Ca. 1 kT
Gefechtsfeldeinsatz
----->
Problem
Davy Crockett
Dringen tief in die Erde ein
Bunker Buster --> B-61-11
- Mehr als 5 Kilotonnen TNT
Keine Mini-Nuke
Explosion unterirdisch
Flughöhe: ca. 13 Kilometer
Einschlagstiefe: 7 Meter
Hoch radioaktives Material
Zerstörung durch Erschütterung
Bombenkrater
Wirkungsweise
konventionell
Kernwaffe
Volumenexpansion der
umgebenden Luft
Kobaltbombe
Co
59
Co
59
Co
59
Co
59
Co
59
Co
59
Isotope
- Hochangereichertes Uran

- 239 nium
Co
60
Radiologische Waffe
seit ca. 2000
Ziel:
herkömmlich
Halbwertszeit von mehr als 5 Jahre
Co
59
- Massenvernichtungwaffe
Verteilung von
Ohne Kernreaktion
Warum ???
Keine Kritische Masse
Zu dumm für Zündmechanismus
Leicht zu beschaffene radioaktive Isotope
Wasserstoffbombe
(Kernfusionswaffe)
Herkömmlicher
Atomsprengsatz
Wasserstoffisotope
Tritium und Deuterium
Zündung:
- Benötigung von großen Energiemengen

Kernspaltungbombe

Motivation
Effizienz Größe Sicherheit Booster
"Verhältnis von gespaltenem zu gesamten
Nuklearsprengstoff"
=
Gun-Design
Implusionsbombe
Zuzätzliche Verdichtung
Weniger kritische Masse
Höhere Überkritikalität
50 g U
235
1 kT TNT Sprengkraft
gespalten
Hiroshima Bombe
64 kg U
235
650 g Uran gespalten
Ineffizient ?
Nein!
Probleme der ersten Wasserstoffbombe
Rest (freisetzung in
Atmosphäre)
Classical Super --> Grundüberlegung zur Wasserstoffbombe
+
Spaltstoffe
+
„sekundäre“ Radioaktivität
Fallout
=
Deuterium-Tritium-Reaktion
Frühere Systeme: Gleichzeitige Zündung
Moderne Systeme: Gezielte Abweichungen
Fissionsbombe
Ausgleichung durch „PAL“
Fusion von Deuterium und Tritium
Verkackt
Wurde NICHT gebaut...
Lösung
Deuterium
thermische Röntgenstrahlung
primärer
Kernspaltungssprengsatz
sekundärer
Fusionssprengsatz
chemischer Sprengstoff
238U – Mantel
Hohlraum
in Plutonium- oder
Urankugel ein­geschlossenes
Tritiumgas
Polystyrol
238U – Mantel
Lithium-6-deuterid

Plutonium
reflektierender Mantel
Teller-Ulam-Design
Plutonium --> 240Pu schlecht spaltbar + stark spontan spaltend
Frühzundung (Verpuffung)
Fissionsbombe
Fusion in Fissionsmasse
Heißere Explosion
Bessere Ausnutzung der Spaltstoffe
= Effizienter
Fusionsbombe
Fusionssprengstoff
Dreistufige H-Bombe
- Hochdrucklagerung bei
Normaltemperatur

- Ebenfalls ungeeignet
- Instabil

- Kurze Halbwertszeit (12,3 Jahre)
Fission
- Neutronen werden benötigt
--> Plutonium aus Uran auch mit Neutronen
Fusion
Fission
--> Höhere Energieausbeute
zündet
Neutronen
Fission
Fusion
Uran 235
gespalten
Energie
Fission-Fusion-Fission-Design
(FFF-Bombe)
Weitere Teller-Ulam Stufe
Zar-Bombe
50-60 MT TNT
2.Fusion
Fallout begrenzt
keine Ummantelung?
4. Stufe
Mehr als 100 Megatonnen TNT
Keinen militärischen Sinn
Stratosphäre (16km)
500m
LÖSUNG:

Deuterium in Festoff gebunden
Lithiumdeuterid
Fallout
Ursache:
( Radioaktiver Niederschlag )
--> Staub wird in
Atmosphäre
transportiert
Aerosol:
- Heterogenes
Gemisch


Verteilung in
verschiedene Schichten,
Geschwindigkeiten und
Richtungen
Wir sind radioaktive Staubpartikel !

Ohne Staub keinen
Schwarzer Regen
Asche
Rauch
Staub
Wasserdampf
gasförmige Reste
Waffe
Washout
Auswirkung
Leukämie
(Blutkrebs)
Tumore
Zusammensetzung & Stärke
Wichtige Faktoren:
- Quellterm
- Eigenschaften der Elemente
-
-
(Menge des Fallouts)
Wird aktiviert durch
Unterirdische Explosion
Verteilung
radioaktiver Partikel
Rauch
Über große Fläche transportiert
Größerer
Quellterm
durch
Kobalt
- Belastung weltweit
(Hintergrundstrahlung)
-Schnell anwachsende Reaktionsrate
SAUBER
1 kg TNT = 4,18 MJ
https://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktiver_Niederschlag
https://de.wikipedia.org/wiki/Kernwaffe
https://de.wikipedia.org/wiki/Kernwaffentechnik
Quellen
https://www.youtube.com/watch?v=YYW9NG2-oU
http://www.chemie.de/lexikon/TNT-%C3%84quivalent.html
https://www.youtube.com/watch?v=xieJItBPr1
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