Die Geschichte und Physik der Atombombe: 80 Jahre Hiroshima

Am 6. August 1945 begann mit dem Abwurf der ersten Atombombe auf Hiroshima ein neues Zeitalter. Acht Jahrzehnte später bleibt das Ereignis Mahnung und Warnung vor nuklearen Katastrophen.

Ursprünge der Atombombe und das Manhattan-Projekt

Im Jahr 1933 kam Hitler in Deutschland an die Macht und löste eine Zeit des Totalitarismus aus, die weltweite Folgen hatte. Im gleichen Jahr hatte Leo Szilard, ein ungarischer Wissenschaftler, eine entscheidende Idee: Trifft ein Neutron einen Atomkern und spaltet diesen, könnten weitere Neutronen freigesetzt und eine Kettenreaktion angestoßen werden. Damit wurde das enorme Potenzial nuklearer Waffen erstmals erkannt. 1938 entdeckte Enrico Fermi in den USA, dass Uran für eine solche Kettenreaktion geeignet ist. Als Reaktion auf die Bedrohung durch Nazi-Deutschland wurde 1940 in den USA das geheime Manhattan-Projekt gegründet. Wissenschaftler:innen wie Szilard, Fermi und der theoretische Physiker Robert Oppenheimer arbeiteten darin am Bau einer nuklearen Waffe. Am 2. Dezember 1942 fand unter dem Stadion der Universität Chicago das erste erfolgreiche Experiment mit einer kontrollierten, durch Menschen gemachten Kettenreaktion statt. Die Arbeitsgruppe baute einen Versuchsreaktor mit dem Namen „Chicago Pile 1“, der den wissenschaftlichen Beweis für Szilards Idee lieferte. 1943 wurde Oppenheimer zum Leiter am Labor in Los Alamos ernannt. Dort entwickelten sie die erste Atombombe, deren erste Testexplosion am 16. Juli 1945 in New Mexico stattfand. Am 6. und 9. August 1945 wurden über Hiroshima und Nagasaki Atombomben abgeworfen, was das Ende des Zweiten Weltkriegs einleitete.

Physikalische Grundlagen: Kernspaltung und Kernfusion

Die grundlegende Physik der Atombombe basiert auf der Struktur des Atoms. Ein Atom besitzt einen Kern aus Protonen und Neutronen, um den Elektronen kreisen. Spalten sich schwere instabile Atomkerne wie Uran oder Plutonium, sprechen wir von Kernspaltung. Dabei entstehen leichtere Atome, eine hohe Energiemenge sowie zusätzliche Neutronen, die weitere Spaltungen und somit eine Kettenreaktion auslösen. Um eine solche Reaktion dauerhaft aufrechtzuerhalten, muss der spaltbare Stoff eine kritische Masse erreichen, sodass genügend Neutronen auf neue Atomkerne treffen. In Reaktoren wird dieser Zustand gezielt kontrolliert, während er bei einer Atombombe bewusst überschritten wird und die Kettenreaktion außer Kontrolle gerät. Bei der sogenannten Kernfusion hingegen verschmelzen leichte Atomkerne, wie etwa Wasserstoff, zu schwereren Kernen. Diese Reaktion liegt natürlichen Sternen wie unserer Sonne zugrunde und setzt enorme Energiemengen frei. Fusion nutzende Bomben, sogenannte Wasserstoff- oder Thermonuklearbomben, durchlaufen zuerst eine Spaltung und nutzen deren Energie, um dann eine noch größere Explosion durch Verschmelzung von Wasserstoff auszulösen. Die stärkste je gezündete Bombe dieser Art war die Zar-Bombe, die 1961 von der Sowjetunion getestet wurde.

Ablauf und Folgen einer Atombombenexplosion

Bei der Explosion einer Atombombe wird innerhalb von Sekundenbruchteilen eine gewaltige Energiemenge in Form freier Neutronen und Gammastrahlen freigesetzt. Diese führt zur charakteristischen Feuerkugel, die sich rasant ausdehnt und die bekannte Pilzwolke bildet. Die entstehende Hitzewelle kann Brände und schwere Verbrennungen noch kilometerweit vom Explosionszentrum entfernt verursachen, abhängig von der Stärke der Bombe. Durch die rasche Ausbreitung entsteht eine Schockwelle, ein plötzlicher Druckanstieg, der für die massive Zerstörung in der Umgebung sorgt. Besonders gefährlich ist der radioaktive Fallout, also der Niederschlag radioaktiver Partikel nach der Explosion. Dieser kann das betroffene Gebiet für Jahrzehnte kontaminieren und stellt eine dauerhafte Bedrohung für Menschen und Umwelt dar. Trotz internationaler Abrüstungsbemühungen und zahlreicher Verträge gibt es weltweit immer noch mehr als 12.000 Nuklearwaffen, was die Gefahr eines neuen Atomwaffeneinsatzes nicht ausschließt.

Via: https://www.wired.com
Titelbild: KI
Foto von Fatboy: Wikipedia / Gemeinfrei

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