Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung

Präsentation zum Thema: "Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung"—  Präsentation transkript:

1 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Nicht zivile Nutzung der Kernenergie unter technischen und kritischen Gesichtspunkten Stichwort: Atombombe Cornelius Poth Cornelius Poth

2 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Gliederung Kernspaltung – Prinzip Atomkern Zerfall Kritische Masse Anreicherung v. Uran Aufbau von Atombomben Gun-Design Implosionsbombe Wirkung von Atombomben Beispiel Hiroshima Atomwaffentests Folgen der Tests Bisher bekannte Tests Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

3 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Der Atomkern + n + n + n Kernkräfte wenn Protonen und Neutronen nahe beieinander sind (10-15m ≙ 1fm) Kernkräfte bei sehr großen Kernen wenig wirksam (ab Massezahl 140 α-Zerfall, ab 230 spontane Spaltung) + + + n n n Zur Erinnerung: 209 Po 84 Nukleonen (Protonen u. Neutronen) Protonen Isotope bestimmen sich nur durch die Neutronenzahl 209 Po 84 + 205 Pb 82 → 4 He 2 α-Zerfall fm = Fermimeter Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

4 Zerfall (mit thermischem Neutron)
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Zerfall (mit thermischem Neutron) + n + n + n n + n + + + n n n 235 U 92 + 236 → 1 n 235U Spaltung – verschiedene Spaltprodukte möglich spontan 144 Ba 56 89 Kr 36 3 198 MeV kurzlebig 140 Cs 55 94 Rb 37 2 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

5 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Kritische Masse Zerfall von Atomen setzt sich in einer Kettenreaktion von alleine und unkontrolliert durch die frei werdenden Neutronen fort. + n + n + n n + n + n + n kritische Masse unreflektiert reflektiert Uran 233 16,5kg 7,5kg Uran 235 49,0kg 22,8kg Plutonium 239 10,0kg 5,42kg Plutonium 240 158,7kg 148,4kg Reflektoren (Bsp.): Wolframcarbid, Beryllium Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

6 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Anreicherung von Uran Zusammensetzung von Natururan: 99,3% 238U 0,7% 235U Kernkraftwerke werden meist mit 3-5% 235U betrieben, für den Bombenbau braucht man eine Anreicherung von rund 90%, mindestens 80%. Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

7 Anreicherung von Uran (Zentrifugalverfahren)
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Anreicherung von Uran (Zentrifugalverfahren) 235UF6 UF6 Vorgang muss oft wiederholt werden 238UF6 238UF6 Quelle: Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

8 Bombenbau nach dem Gun-Design
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Bombenbau nach dem Gun-Design Quelle: Quelle: Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

9 Little Boy (Hiroshima 6. Aug 1945)
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Little Boy (Hiroshima 6. Aug 1945) Quelle: Projektil: 60% der Masse: 38,5kg in Form von 9 Ringen (ca. 16/10,5cm) Ziel: 40% der Masse: 25,5kg in Form von Scheiben (∅ ca. 10,5cm) Weniger als 1 kg des 235U wurde umgewandelt Neutronenreflektor: Wolframcarbid Neutronenquelle: Polonium-Beryllium 13,4kT TNT Equivalent (L:3,2m/∅0,7m/4t/Zündhöhe 580m GND) Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

10 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Implosionsbombe Prinzip der Bombe, die in Nagasaki geworfen wurde Spaltmaterial war 239Pu (Plutonium) Quelle: Quelle: Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

11 Folgen einer Atombombendetonation
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Folgen einer Atombombendetonation Energieverteilung 50-60% Druckwelle 35-45% Wärmestrahlung Rest auf EMP, Strahlung Folgen Verbrennungen (bei Little Boy Brandauslösungen im Umkreis von 2km) Radioaktiver Staub wird verteilt (Nahrungsmittel, Grundwasser, Regen, direkte Bestrahlung,...) Halbleiterbauelemente und ICs werden Zerstört durch EMP Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

12 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Hiroshima Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

13 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
16. Juli Trinity Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

14 Tests (67) auf Bikini Atoll (1946-1958)
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Tests (67) auf Bikini Atoll ( ) 24. Juli 1946 „Crossroads Baker“ 23kT Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

15 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
Testmöglichkeiten Quelle: Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

16 Folgen der Automwaffentests
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Folgen der Automwaffentests Hoher Fallout, der Weltweit messbar war und ist. 1963 war die 14C Konzentration fast verdoppelt (gegenüber dem „Naturgehalt“) Vertrag zum Verbot von Nuklearwaffentests (in Atmosphäre, Weltraum und Wasser), Okt. 1963 Frankreich und China bis 1980 noch oberirdische Tests, bis heute nicht beigetreten seit des Zustandekommens verringert sich der 14C Gehalt wieder Wegen Einflussnahme auf Radiokohlenstoffdatierungen spricht man auch vom Kernwaffeneffekt ⇒ Atomwaffentests nur noch unterirdisch Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

17 Bisher bekannte Kernwaffentests
Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Bisher bekannte Kernwaffentests Quelle: Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung Cornelius Poth Cornelius Poth

18 Atomkraft unter nicht ziviler Nutzung
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