Zur Frage: Wie unterscheiden sich Kernreaktionen von chemischen Reaktionen? vom Autor gegeben Yoabzali Davlatov Die beste Antwort ist Chemische Reaktionen finden auf molekularer Ebene statt, Kernreaktionen auf atomarer Ebene.

Antwort von Kampfei[Guru]
Bei chemischen Reaktionen werden einige Stoffe in andere umgewandelt, die Umwandlung einiger Atome in andere findet jedoch nicht statt. Bei Kernreaktionen werden Atome eines chemischen Elements in ein anderes umgewandelt.

Antwort von Zvagelski Michael-Michka[Guru]
Kernreaktion. - der Prozess der Umwandlung von Atomkernen, der bei ihrer Wechselwirkung mit Elementarteilchen, Gammastrahlen und untereinander abläuft und oft zur Freisetzung enormer Energiemengen führt. Spontane (ohne Einfluss einfallender Teilchen ablaufende) Prozesse in Kernen – zum Beispiel radioaktiver Zerfall – werden in der Regel nicht als Kernreaktionen klassifiziert. Um eine Reaktion zwischen zwei oder mehr Teilchen durchzuführen, ist es notwendig, dass sich die wechselwirkenden Teilchen (Kerne) einem Abstand in der Größenordnung von 10 bis minus 13 cm nähern, also dem charakteristischen Wirkungsradius der Kernkräfte. Kernreaktionen können sowohl unter Freisetzung als auch unter Aufnahme von Energie ablaufen. Reaktionen der ersten Art, exotherme, dienen als Grundlage der Kernenergie und sind eine Energiequelle für Sterne. Reaktionen, bei denen Energie absorbiert wird (endotherme Reaktionen), können nur ablaufen, wenn die kinetische Energie kollidierender Teilchen (im Schwerpunktsystem) über einem bestimmten Wert (Reaktionsschwelle) liegt.

Chemische Reaktion. - Umwandlung eines oder mehrerer Ausgangsstoffe (Reagenzien) in Stoffe (Reaktionsprodukte), die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung oder Struktur von ihnen unterscheiden – chemische Verbindungen. Im Gegensatz zu Kernreaktionen ändern sich bei chemischen Reaktionen die Gesamtzahl der Atome im reagierenden System sowie die Isotopenzusammensetzung chemischer Elemente nicht.
Chemische Reaktionen treten beim Mischen oder physikalischen Kontakt von Reagenzien spontan, unter Erhitzen, unter Beteiligung von Katalysatoren (Katalyse), unter Einwirkung von Licht (photochemische Reaktionen), elektrischem Strom (Elektrodenprozesse), ionisierender Strahlung (strahlungschemische Reaktionen) und mechanischer Einwirkung auf (mechanochemische Reaktionen), im Niedertemperaturplasma (plasmachemische Reaktionen) usw. Die Umwandlung von Teilchen (Atome, Moleküle) erfolgt unter der Voraussetzung, dass sie über ausreichend Energie verfügen, um die Potentialbarriere zu überwinden, die den Anfangs- und Endzustand der Teilchen trennt System (Aktivierungsenergie).
Chemische Reaktionen gehen immer mit physikalischen Effekten einher: der Aufnahme und Abgabe von Energie, beispielsweise in Form von Wärmeübertragung, einer Änderung des Aggregatzustands der Reagenzien, einer Änderung der Farbe des Reaktionsgemisches usw. Das ist so Anhand dieser physikalischen Effekte wird häufig der Verlauf chemischer Reaktionen beurteilt.

Wie Sie wissen, ist der Krieg der wichtigste Motor des Fortschritts der menschlichen Zivilisation. Und viele „Falken“ rechtfertigen genau damit die Massenvernichtung ihrer Artgenossen. Das Thema war schon immer umstritten, und das Aufkommen von Atomwaffen verwandelte das Pluszeichen unwiderruflich in ein Minuszeichen. Warum brauchen wir tatsächlich einen Fortschritt, der uns letztendlich zerstören wird? Darüber hinaus zeigte der Mann selbst in dieser selbstmörderischen Angelegenheit seine charakteristische Energie und seinen Einfallsreichtum. Er entwickelte nicht nur eine Massenvernichtungswaffe (die Atombombe), sondern verbesserte sie auch weiter, um sich schnell, effizient und zuverlässig umzubringen. Ein Beispiel für eine solche aktive Aktivität kann ein sehr schneller Sprung zur nächsten Stufe in der Entwicklung atomarer Militärtechnologien sein – die Entwicklung thermonuklearer Waffen (Wasserstoffbombe). Aber lassen wir den moralischen Aspekt dieser Selbstmordtendenzen beiseite und wenden wir uns der im Titel des Artikels gestellten Frage zu: Was ist der Unterschied zwischen einer Atombombe und einer Wasserstoffbombe?

Eine kleine Geschichte

Dort, jenseits des Ozeans

Wie Sie wissen, sind die Amerikaner die unternehmungslustigsten Menschen der Welt. Sie haben ein tolles Gespür für alles Neue. Daher sollte man sich nicht wundern, dass die erste Atombombe in diesem Teil der Welt auftauchte. Lassen Sie uns einen kleinen historischen Hintergrund geben.

• Als erste Etappe auf dem Weg zur Entstehung einer Atombombe kann das Experiment der beiden deutschen Wissenschaftler O. Hahn und F. Strassmann angesehen werden, das Uranatom in zwei Teile zu spalten. Dieser sozusagen noch unbewusste Schritt wurde 1938 getan.

• Der französische Nobelpreisträger F. Joliot-Curie bewies 1939, dass die Atomspaltung zu einer Kettenreaktion führt, die mit einer starken Energiefreisetzung einhergeht.

• Das Genie der theoretischen Physik A. Einstein unterzeichnete einen Brief (1939) an den Präsidenten der Vereinigten Staaten, dessen Initiator ein weiterer Atomphysiker L. Szilard war. Infolgedessen beschlossen die Vereinigten Staaten bereits vor Beginn des Zweiten Weltkriegs, mit der Entwicklung von Atomwaffen zu beginnen.

• Der erste Test der neuen Waffe wurde am 16. Juli 1945 im Norden von New Mexico durchgeführt.

• Weniger als einen Monat später wurden zwei Atombomben auf die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki abgeworfen (6. und 9. August 1945). Die Menschheit war in eine neue Ära eingetreten – nun war sie in der Lage, sich innerhalb weniger Stunden selbst zu zerstören.

Die Folgen der totalen und blitzschnellen Zerstörung friedlicher Städte gerieten bei den Amerikanern in regelrechte Euphorie. Stabstheoretiker der US-Streitkräfte begannen sofort mit der Ausarbeitung grandioser Pläne, die darin bestanden, ein Sechstel der Welt – die Sowjetunion – vollständig vom Erdboden zu löschen.

Aufgeholt und überholt

Auch die Sowjetunion blieb nicht tatenlos dabei. Zwar gab es eine gewisse Verzögerung, die durch die Lösung dringenderer Angelegenheiten verursacht wurde – der Zweite Weltkrieg war im Gange, dessen Hauptlast auf dem Land der Sowjets lag. Allerdings trugen die Amerikaner nicht lange das Gelbe Trikot des Spitzenreiters. Bereits am 29. August 1949 wurde auf einem Testgelände in der Nähe der Stadt Semipalatinsk erstmals eine Atomladung sowjetischen Typs getestet, die zum richtigen Zeitpunkt von russischen Nuklearwissenschaftlern unter der Leitung des Akademiemitglieds Kurchatov entwickelt wurde.

Und während die frustrierten „Falken“ aus dem Pentagon ihre ehrgeizigen Pläne zur Zerstörung der „Hochburg der Weltrevolution“ überarbeiteten, startete der Kreml einen Präventivschlag – am 12. August 1953 wurden Tests eines neuen Atomwaffentyps durchgeführt aus. Dort wurde in der Gegend von Semipalatinsk die weltweit erste Wasserstoffbombe mit dem Codenamen „Produkt RDS-6s“ gezündet. Dieses Ereignis löste nicht nur auf dem Capitol Hill, sondern in allen 50 Staaten der „Hochburg der Weltdemokratie“ regelrechte Hysterie und Panik aus. Warum? Was ist der Unterschied zwischen einer Atombombe und einer Wasserstoffbombe, die die Supermacht der Welt in Schrecken versetzte? Wir werden umgehend antworten. Die Wasserstoffbombe ist viel stärker als die Atombombe. Darüber hinaus kostet es deutlich weniger als eine entsprechende Atomprobe. Schauen wir uns diese Unterschiede genauer an.

Was ist eine Atombombe?

Das Funktionsprinzip einer Atombombe basiert auf der Nutzung von Energie, die aus einer zunehmenden Kettenreaktion resultiert, die durch die Spaltung (Spaltung) schwerer Kerne von Plutonium oder Uran-235 mit anschließender Bildung leichterer Kerne verursacht wird.

Der Prozess selbst wird als einphasig bezeichnet und läuft wie folgt ab:

• Nach der Detonation der Ladung tritt die Substanz in der Bombe (Isotope von Uran oder Plutonium) in die Zerfallsphase ein und beginnt, Neutronen einzufangen.

• Der Verfallsprozess wächst lawinenartig. Die Spaltung eines Atoms führt zum Zerfall mehrerer. Es kommt zu einer Kettenreaktion, die zur Zerstörung aller Atome der Bombe führt.

• Eine Kernreaktion beginnt. Die gesamte Bombenladung wird zu einem Ganzen und ihre Masse überschreitet die kritische Marke. Darüber hinaus halten all diese Bacchanalien nicht sehr lange an und gehen mit der sofortigen Freisetzung einer riesigen Energiemenge einher, die letztendlich zu einer gewaltigen Explosion führt.

Übrigens erlaubt diese Eigenschaft einer einphasigen Atomladung, die schnell eine kritische Masse erreicht, keine unendliche Steigerung der Leistung dieses Munitionstyps. Die Ladung kann eine Leistung von Hunderten Kilotonnen haben, aber je näher sie am Megatonnen-Niveau liegt, desto weniger effektiv ist sie. Es wird einfach keine Zeit haben, sich vollständig zu spalten: Es kommt zu einer Explosion und ein Teil der Ladung bleibt ungenutzt – er wird durch die Explosion zerstreut. Dieses Problem wurde in der nächsten Art von Atomwaffe gelöst – einer Wasserstoffbombe, die auch thermonukleare Bombe genannt wird.

Was ist eine Wasserstoffbombe?

Bei einer Wasserstoffbombe findet ein etwas anderer Prozess der Energiefreisetzung statt. Es basiert auf der Arbeit mit Wasserstoffisotopen – Deuterium (schwerer Wasserstoff) und Tritium. Der Prozess selbst ist in zwei Teile gegliedert oder, wie man sagt, zweiphasig.

• In der ersten Phase ist der Hauptenergielieferant die Spaltungsreaktion schwerer Lithiumdeuteridkerne in Helium und Tritium.

• Die zweite Phase – die thermonukleare Fusion auf der Basis von Helium und Tritium – wird gestartet, was zu einer sofortigen Erwärmung im Inneren des Gefechtskopfs und infolgedessen zu einer starken Explosion führt.

Dank des Zweiphasensystems kann die thermonukleare Ladung jede beliebige Leistung haben.

Notiz. Die Beschreibung der Prozesse, die in einer Atom- und Wasserstoffbombe ablaufen, ist bei weitem nicht vollständig und die primitivste. Es dient lediglich dazu, ein allgemeines Verständnis der Unterschiede zwischen diesen beiden Waffen zu vermitteln.

Vergleich

Was steht im Endergebnis?

Jedes Schulkind kennt die schädlichen Faktoren einer Atomexplosion:

• Lichtstrahlung;
• Stoßwelle;
• elektromagnetischer Impuls (EMP);
• durchdringende Strahlung;
• radioaktive Kontamination.

Das Gleiche gilt für eine thermonukleare Explosion. Aber!!! Die Kraft und die Folgen einer thermonuklearen Explosion sind viel stärker als die einer atomaren Explosion. Lassen Sie uns zwei bekannte Beispiele nennen.

„Baby“: Schwarzer Humor oder Zynismus von Uncle Sam?

Die von den Amerikanern auf Hiroshima abgeworfene Atombombe (Codename „Little Boy“) gilt noch immer als „Maßstab“ für Atomladungen. Seine Kraft betrug etwa 13 bis 18 Kilotonnen und die Explosion war in jeder Hinsicht ideal. Später wurden mehr als einmal stärkere Ladungen getestet, aber nicht viel (20-23 Kilotonnen). Sie zeigten jedoch Ergebnisse, die kaum über den Leistungen von „Kid“ lagen, und hörten dann ganz auf. Es erschien eine billigere und stärkere „Wasserstoffschwester“, und es hatte keinen Sinn mehr, die Atomladungen zu verbessern. Folgendes geschah „am Ausgang“ nach der Explosion von „Malysh“:

• Der Kernpilz erreichte eine Höhe von 12 km, der Durchmesser der „Kappe“ betrug etwa 5 km.
• Die augenblickliche Energiefreisetzung während einer Kernreaktion verursachte im Epizentrum der Explosion eine Temperatur von 4000 °C.
• Feuerball: Durchmesser etwa 300 Meter.
• Die Stoßwelle schlug Glas in einer Entfernung von bis zu 19 km heraus und war noch viel weiter spürbar.
• Ungefähr 140.000 Menschen starben auf einmal.

Königin aller Königinnen

Die Folgen der Explosion der stärksten bisher getesteten Wasserstoffbombe, der sogenannten Zarenbombe (Codename AN602), übertrafen alle bisherigen Explosionen atomarer Ladungen (nicht thermonuklearer) zusammen. Die Bombe war sowjetisch und hatte eine Sprengkraft von 50 Megatonnen. Seine Tests wurden am 30. Oktober 1961 in der Region Nowaja Semlja durchgeführt.

• Der Kernpilz erreichte eine Höhe von 67 km und der Durchmesser der oberen „Kappe“ betrug etwa 95 km.
• Die Lichtstrahlung erreicht eine Entfernung von bis zu 100 km und verursacht Verbrennungen dritten Grades.
• Der Feuerball oder Ball wuchs auf 4,6 km (Radius).
• Die Schallwelle wurde in einer Entfernung von 800 km aufgezeichnet.
• Die seismische Welle umkreiste den Planeten dreimal.
• Die Stoßwelle war in einer Entfernung von bis zu 1000 km zu spüren.
• Der elektromagnetische Impuls verursachte 40 Minuten lang starke Störungen mehrere hundert Kilometer vom Epizentrum der Explosion entfernt.

Man kann sich nur vorstellen, was mit Hiroshima passiert wäre, wenn ein solches Monster darauf abgeworfen worden wäre. Höchstwahrscheinlich würde nicht nur die Stadt, sondern auch das Land der aufgehenden Sonne selbst verschwinden. Nun wollen wir alles, was wir gesagt haben, auf einen gemeinsamen Nenner bringen, das heißt, wir werden eine Vergleichstabelle erstellen.

Tisch

Wir haben also herausgefunden, was der Unterschied zwischen einer Atombombe und einer Wasserstoffbombe ist. Leider hat unsere kleine Analyse nur die zu Beginn des Artikels geäußerte These bestätigt: Der mit dem Krieg verbundene Fortschritt nahm einen katastrophalen Verlauf. Die Menschheit steht am Rande der Selbstzerstörung. Es bleibt nur noch, den Knopf zu drücken. Aber lassen Sie uns den Artikel nicht mit einer so tragischen Note beenden. Wir hoffen wirklich, dass die Vernunft und der Selbsterhaltungstrieb am Ende siegen und eine friedliche Zukunft auf uns wartet.

Die Natur entwickelt sich dynamisch, lebende und träge Materie durchläuft kontinuierlich Transformationsprozesse. Die wichtigsten Umwandlungen sind diejenigen, die die Zusammensetzung eines Stoffes beeinflussen. Die Bildung von Gesteinen, chemische Erosion, die Geburt eines Planeten oder die Atmung von Säugetieren sind allesamt beobachtbare Prozesse, die Veränderungen in anderen Substanzen mit sich bringen. Trotz ihrer Unterschiede haben sie alle etwas gemeinsam: Veränderungen auf molekularer Ebene.

1. Bei chemischen Reaktionen verlieren Elemente ihre Identität nicht. An diesen Reaktionen sind nur die Elektronen in der äußeren Hülle der Atome beteiligt, während die Kerne der Atome unverändert bleiben.
2. Die Reaktivität eines Elements gegenüber einer chemischen Reaktion hängt von der Oxidationsstufe des Elements ab. Bei gewöhnlichen chemischen Reaktionen verhalten sich Ra und Ra 2+ völlig unterschiedlich.
3. Verschiedene Isotope eines Elements haben nahezu die gleiche chemische Reaktivität.
4. Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion hängt stark von Temperatur und Druck ab.
5. Die chemische Reaktion kann umgekehrt werden.
6. Chemische Reaktionen gehen mit relativ geringen Energieänderungen einher.

Kernreaktionen

1. Bei Kernreaktionen verändern sich die Atomkerne und es entstehen dadurch neue Elemente.
2. Die Reaktivität eines Elements gegenüber einer Kernreaktion ist praktisch unabhängig von der Oxidationsstufe des Elements. Beispielsweise verhalten sich Ra- oder Ra 2+-Ionen in Ka C 2 bei Kernreaktionen ähnlich.
3. Bei Kernreaktionen verhalten sich Isotope völlig anders. Beispielsweise spaltet sich U-235 leise und leicht, U-238 jedoch nicht.
4. Die Geschwindigkeit der Kernreaktion hängt nicht von Temperatur und Druck ab.
5. Eine nukleare Reaktion kann nicht rückgängig gemacht werden.
6. Kernreaktionen gehen mit großen Energieänderungen einher.

Unterschied zwischen chemischer und nuklearer Energie

• Potenzielle Energie, die bei der Bildung von Bindungen in andere Formen, vor allem Wärme und Licht, umgewandelt werden kann.
• Je stärker die Bindung, desto größer ist die umgewandelte chemische Energie.

• Bei der Kernenergie kommt es nicht zur Bildung chemischer Bindungen (die durch die Wechselwirkung von Elektronen verursacht werden).
• Kann bei einer Veränderung im Atomkern in andere Formen umgewandelt werden.

Der nukleare Wandel findet in allen drei Hauptprozessen statt:

1. Kernspaltung
2. Die Verbindung zweier Kerne zu einem neuen Kern.
3. Freisetzung hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung (Gammastrahlung), wodurch eine stabilere Version desselben Kerns entsteht.

Vergleich der Energieumwandlung

Die Menge an chemischer Energie, die bei einer chemischen Explosion freigesetzt (oder umgewandelt) wird, beträgt:

• 5 kJ für jedes Gramm TNT
• Menge an Kernenergie in einer abgefeuerten Atombombe: 100 Millionen kJ für jedes Gramm Uran oder Plutonium

Einer der Hauptunterschiede zwischen nuklearen und chemischen Reaktionen hat damit zu tun, wie eine Reaktion in einem Atom abläuft. Während im Atomkern eine Kernreaktion stattfindet, sind die Elektronen im Atom für die stattfindende chemische Reaktion verantwortlich.

Zu den chemischen Reaktionen gehören:

• Überweisungen
• Verluste
• Gewinnen
• Teilen von Elektronen

Nach der Atomtheorie wird Materie durch Umlagerung zu neuen Molekülen erklärt. Die an einer chemischen Reaktion beteiligten Stoffe und die Verhältnisse, in denen sie entstehen, werden in entsprechenden chemischen Gleichungen ausgedrückt, die die Grundlage für die Durchführung verschiedener Arten chemischer Berechnungen bilden.

Kernreaktionen sind für den Zerfall des Kerns verantwortlich und haben nichts mit Elektronen zu tun. Wenn ein Kern zerfällt, kann er aufgrund des Verlusts von Neutronen oder Protonen zu einem anderen Atom übergehen. Bei einer Kernreaktion interagieren Protonen und Neutronen im Kern. Bei chemischen Reaktionen reagieren Elektronen außerhalb des Kerns.

Das Ergebnis einer Kernreaktion kann als Spaltung oder Fusion bezeichnet werden. Durch die Einwirkung eines Protons oder Neutrons entsteht ein neues Element. Bei einer chemischen Reaktion wandelt sich ein Stoff durch die Einwirkung von Elektronen in einen oder mehrere Stoffe um. Durch die Einwirkung eines Protons oder Neutrons entsteht ein neues Element.

Beim Energievergleich geht hervor, dass eine chemische Reaktion nur eine geringe Energieänderung mit sich bringt, wohingegen eine Kernreaktion eine sehr hohe Energieänderung aufweist. Bei einer Kernreaktion liegen die Energieänderungen in der Größenordnung von 10^8 kJ. Bei chemischen Reaktionen beträgt diese 10 - 10^3 kJ/mol.

Während im Kern einige Elemente in andere umgewandelt werden, bleibt in der Chemikalie die Anzahl der Atome unverändert. Bei einer Kernreaktion reagieren Isotope unterschiedlich. Durch eine chemische Reaktion reagieren aber auch Isotope.

Obwohl eine Kernreaktion nicht von chemischen Verbindungen abhängt, ist eine chemische Reaktion in hohem Maße von chemischen Verbindungen abhängig.

Zusammenfassung

Im Kern eines Atoms findet eine Kernreaktion statt, die Elektronen im Atom sind für chemische Verbindungen verantwortlich.
1. Chemische Reaktionen beinhalten die Übertragung, den Verlust, die Gewinnung und die gemeinsame Nutzung von Elektronen, ohne dass der Kern in den Prozess einbezogen wird. Kernreaktionen beinhalten den Zerfall eines Kerns und haben nichts mit Elektronen zu tun.
2. Bei einer Kernreaktion reagieren Protonen und Neutronen innerhalb des Kerns; bei chemischen Reaktionen interagieren Elektronen außerhalb des Kerns.
3. Beim Energievergleich weist eine chemische Reaktion nur eine geringe Energieänderung auf, während eine Kernreaktion eine sehr hohe Energieänderung aufweist.

Nachrichtenberichten zufolge droht Nordkorea mit Tests Wasserstoffbombeüber dem Pazifischen Ozean. Als Reaktion darauf verhängt Präsident Trump neue Sanktionen gegen Einzelpersonen, Unternehmen und Banken, die mit dem Land Geschäfte machen.

„Ich denke, dass dies ein Wasserstoffbombentest beispiellosen Ausmaßes sein könnte, vielleicht über der Pazifikregion“, sagte der nordkoreanische Außenminister Ri Yong Ho diese Woche während eines Treffens in der Generalversammlung der Vereinten Nationen in New York. Rhee fügte hinzu: „Es hängt von unserem Anführer ab.“

Atom- und Wasserstoffbombe: Unterschiede

Wasserstoffbomben oder thermonukleare Bomben sind stärker als Atom- oder Spaltbomben. Die Unterschiede zwischen Wasserstoffbomben und Atombomben beginnen auf atomarer Ebene.

Atombomben, wie sie im Zweiten Weltkrieg zur Zerstörung der japanischen Städte Nagasaki und Hiroshima eingesetzt wurden, funktionieren durch die Spaltung des Atomkerns. Wenn sich Neutronen oder neutrale Teilchen in einem Kern spalten, gelangen einige davon in die Kerne benachbarter Atome und spalten diese ebenfalls. Die Folge ist eine hochexplosive Kettenreaktion. Nach Angaben der Union of Scientists fielen Bomben auf Hiroshima und Nagasaki mit einer Sprengkraft von 15 Kilotonnen und 20 Kilotonnen.

Im Gegensatz dazu führte der erste Test einer thermonuklearen Waffe oder Wasserstoffbombe in den Vereinigten Staaten im November 1952 zu einer Explosion von etwa 10.000 Kilotonnen TNT. Fusionsbomben beginnen mit der gleichen Spaltungsreaktion, die auch Atombomben antreibt – der größte Teil des Urans oder Plutoniums in Atombomben wird jedoch nicht tatsächlich verwendet. Bei einer thermonuklearen Bombe bedeutet der zusätzliche Schritt mehr Sprengkraft der Bombe.

Zunächst komprimiert die brennbare Explosion eine Kugel aus Plutonium-239, einem Material, das sich dann spaltet. In dieser Grube aus Plutonium-239 befindet sich eine Kammer mit Wasserstoffgas. Die hohen Temperaturen und Drücke, die bei der Spaltung von Plutonium-239 entstehen, führen dazu, dass die Wasserstoffatome miteinander verschmelzen. Bei diesem Fusionsprozess werden Neutronen freigesetzt, die zu Plutonium-239 zurückkehren, wodurch weitere Atome gespalten werden und die Spaltkettenreaktion beschleunigt wird.

Sehen Sie sich das Video an: Atom- und Wasserstoffbomben, was ist stärker? Und was ist ihr Unterschied?

Atomtests

Regierungen auf der ganzen Welt nutzen globale Überwachungssysteme, um Atomtests aufzuspüren, um den Vertrag über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen aus dem Jahr 1996 durchzusetzen. Es gibt 183 Vertragsparteien dieses Vertrags, aber er ist wirkungslos, weil wichtige Länder, darunter die Vereinigten Staaten, ihn nicht ratifiziert haben.

Seit 1996 führen Pakistan, Indien und Nordkorea Atomtests durch. Der Vertrag führte jedoch ein seismisches Überwachungssystem ein, das eine nukleare Explosion von einem Erdbeben unterscheiden kann. Das internationale Überwachungssystem umfasst auch Stationen, die Infraschall erkennen, einen Schall, dessen Frequenz zu niedrig ist, als dass menschliche Ohren Explosionen erkennen könnten. Achtzig Radionuklid-Überwachungsstationen auf der ganzen Welt messen den Niederschlag, was beweisen kann, dass es sich bei einer von anderen Überwachungssystemen entdeckten Explosion tatsächlich um eine nukleare Explosion handelte.

In den Medien hört man oft laute Worte über Atomwaffen, aber sehr selten wird die Zerstörungsfähigkeit einer bestimmten Sprengladung angegeben, daher werden in der Regel thermonukleare Sprengköpfe mit einer Kapazität von mehreren Megatonnen und die auf Hiroshima und Nagasaki abgeworfenen Atombomben verwendet Am Ende des Zweiten Weltkriegs werden auf die gleiche Liste gesetzt, deren Leistung nur 15 bis 20 Kilotonnen betrug, also tausendmal weniger. Was steckt hinter dieser kolossalen Lücke in der Zerstörungsfähigkeit von Atomwaffen?

Dahinter steckt eine andere Technik und ein anderes Ladeprinzip. Wenn veraltete „Atombomben“, wie sie auf Japan abgeworfen wurden, auf der reinen Spaltung von Schwermetallkernen basieren, dann sind thermonukleare Ladungen eine „Bombe in der Bombe“, deren größte Wirkung durch die Synthese von Helium und den Zerfall entsteht von Kernen schwerer Elemente ist nur der Zünder dieser Synthese.

Ein wenig Physik: Schwermetalle sind meist entweder Uran mit einem hohen Gehalt an Isotop 235 oder Plutonium 239. Sie sind radioaktiv und ihre Kerne sind nicht stabil. Wenn die Konzentration solcher Materialien an einem Ort stark ansteigt und einen bestimmten Schwellenwert erreicht, kommt es zu einer selbsterhaltenden Kettenreaktion, bei der instabile Kerne, die in Stücke brechen, den gleichen Zerfall benachbarter Kerne mit ihren Fragmenten hervorrufen. Dieser Zerfall setzt Energie frei. Viel Energie. So funktionieren die Sprengladungen von Atombomben, aber auch die Kernreaktoren von Kernkraftwerken.

Bei der thermonuklearen Reaktion oder thermonuklearen Explosion kommt einem völlig anderen Prozess die Schlüsselstellung zu, nämlich der Heliumsynthese. Bei hohen Temperaturen und hohem Druck kommt es vor, dass Wasserstoffkerne beim Zusammenstoß zusammenkleben und ein schwereres Element entsteht – Helium. Gleichzeitig wird auch eine große Menge Energie freigesetzt, wie unsere Sonne zeigt, wo diese Synthese ständig stattfindet. Was sind die Vorteile der thermonuklearen Reaktion:

Erstens gibt es keine Einschränkung hinsichtlich der möglichen Kraft der Explosion, da sie ausschließlich von der Menge des Materials abhängt, aus dem die Synthese durchgeführt wird (am häufigsten wird Lithiumdeuterid als solches Material verwendet).

Zweitens gibt es keine radioaktiven Zerfallsprodukte, also genau diese Kernfragmente schwerer Elemente, was die radioaktive Kontamination deutlich reduziert.

Nun, drittens gibt es bei der Herstellung von Sprengstoff keine enormen Schwierigkeiten wie im Fall von Uran und Plutonium.

Allerdings gibt es einen Nachteil: Um eine solche Synthese zu starten, sind enorme Temperaturen und ein unglaublicher Druck erforderlich. Um diesen Druck und diese Hitze zu erzeugen, ist eine Sprengladung erforderlich, die nach dem Prinzip des gewöhnlichen Zerfalls schwerer Elemente funktioniert.

Abschließend möchte ich sagen, dass die Schaffung einer explosiven Atomladung durch das eine oder andere Land meistens eine „Atombombe“ mit geringer Leistung bedeutet und nicht eine wirklich schreckliche thermonukleare Bombe, die eine große Metropole vom Erdboden vernichten könnte der Erde.