Ende August behaupteten staatliche Medien in Nordkorea, der Führer des Landes, Kim Jong-un, habe kürzlich einen perfekten Test einer Wasserstoffbombe auf einem Atomtestgelände in Punggye-ri durchgeführt. Seit diesem ersten Test hat Südkorea gewarnt, dass sich sein Nachbar anscheinend auf weitere Raketenstarts und möglicherweise auf den Start einer ballistischen Interkontinentalrakete vorbereitet.
Der berichtete Wasserstoffbombenprozess war der sechste Test von Kim Jong-un in den letzten Jahren und wurde von den Staats- und Regierungschefs der Welt sowie der UNO verurteilt.
Wasserstoffbomben sollen 1.000 Mal stärker sein als die im Zweiten Weltkrieg abgeworfenen Atombomben und stellen eine deutliche Eskalation der nordkoreanischen Atompläne dar – aber wie funktionieren sie?
Was ist eine Wasserstoffbombe?
Eine Wasserstoffbombe ist eine sogenannte thermonukleare Bombe. Es wird als Atomwaffe der zweiten Generation eingestuft, da es die Prozesse von Atombomben nutzt und sie zu einer stärkeren Detonation weiterentwickelt.
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Insbesondere nutzt es die bei einer Atombombe beobachtete Spaltungskettenreaktion, um eine Fusionsbombe mit Energie zu beschießen, die zu einer verheerenden Explosion führt.
Die Wörterbuchdefinition einer Wasserstoffbombe isteine immens starke Bombe, deren Zerstörungskraft aus der schnellen Energiefreisetzung bei der Kernfusion von Wasserstoffisotopen (Deuterium und Tritium) mit einer Atombombe als Auslöser resultiert.
WEITERLESEN: Kernspaltung versus Kernfusion
Die USA waren das erste Land, das Atomwaffen entwickelte, gefolgt von Russland im Jahr 1949. Der erste thermonukleare Test mit dem Codenamen Ivy Mike detonierte am 1. November 1952 auf der Insel Elugelab im Enewetak-Atoll im Pazifischen Ozean im Rahmen von Operation Efeu.
Es war das erste Gerät in Originalgröße, das eine Explosion durch Kernfusion verursachte. Sie können mehr über die Unterschiede zwischen lesen Kernspaltung und Kernfusion in unserem Kernenergie-Erklärer.
Wie funktioniert eine Wasserstoffbombe?
Alle Atomwaffen verwenden einen Prozess namens Kernspaltung um die für ihre Explosionen benötigte Energie zu erzeugen. Frühe Waffen, darunter der auf Hiroshima abgeworfene Little Boy, erzeugten die kritische Masse, die erforderlich war, um eine Spaltungsreaktion auszulösen, indem sie einen hohlen Uran-235-Zylinder auf ein Ziel aus dem gleichen Material abfeuerten.
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Diese Technik erzeugt eine Explosion, die zuerst in sich selbst implodiert und Atome zusammendrückt. Neutronen werden dann verwendet, um eine Kettenreaktion zu erzeugen, die zur äußeren Atomexplosion führt.
Wasserstoffbomben gehen noch einen Schritt weiter und verwenden einen Prozess namens Kernfusion die Atome zusammenzuzwingen, ähnlich dem extremen Prozess, der unsere Sonne antreibt. Um eine Fusionsreaktion zu erzeugen, benötigen Sie eine enorme Menge an Energie, und bei Wasserstoffbomben kommt dies von einer Spaltungsreaktion, was bedeutet, dass eine Wasserstoffbombe effektiv eine Fusionsbombe und eine Spaltungsbombe in einem ist.
Fusion findet statt, wenn sich die Kerne zweier Atome zu einem einzigen schwereren Atom verbinden. Bei extrem hohen Temperaturen verschmelzen die Kerne der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium relativ leicht (im Vergleich zu anderen Isotopen) unter Energiefreisetzung.
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Die Spaltbombe setzt nach der Spaltmethode einen starken Strahlungsstoß frei, der dann auf die Fusionsbombe gerichtet wird. Die Energie dieser Strahlung reicht aus, um die Kettenreaktion auszulösen, die für die Verschmelzung der Atome in der Fusionsbombe erforderlich ist. Wenn die Atome verschmelzen, erzeugen sie mehr Energie, die die zweite der beiden Bomben auslöst und zu einer stärkeren Explosion führt.
Es gibt jedoch Probleme mit diesen Formen von Bomben. Die für die Fusion benötigten Brennstoffe sind schwer zu lagern, insbesondere Tritium hat eine kurze Halbwertszeit. Zweitens muss der Treibstoff in der Bombe regelmäßig nachgefüllt werden. Um diese Probleme zu lösen, verwenden Wissenschaftler Lithium-Deuterat, das leichter zu lagern ist, da es bei Raumtemperatur nicht zerfällt, als Hauptmaterial für thermonukleares Material. Der Spaltungsteil der Reaktion trägt zusätzlich dazu bei, Tritium aus Lithium herzustellen, und die bei der Spaltungsreaktion erzeugten Röntgenstrahlen erzeugen die hohen Temperaturen, die zum Ankurbeln der Fusion erforderlich sind.
Alle modernen thermonuklearen Waffen in den Vereinigten Staaten verwenden insbesondere das sogenannte Teller – Tellerkonfiguration nach Wissenschaftlern Edward Teller und Stanislaw Ulam .
Was ist der Unterschied zwischen einer Wasserstoffbombe und einer Atombombe?
Atombomben verwenden Kernspaltung, die die Kerne von Plutonium und/oder Uran in kleinere Atome aufspaltet. Wenn Neutronen oder neutrale Teilchen dieser Atome gespalten werden, treffen sie auf die Kerne anderer naher Atome, was wiederum zu deren Spaltung führt. Dies erzeugt eine Kettenreaktion, die enorme Mengen an Energie freisetzt. Sie sind auch typisch große Geräte – die Atombombe Fat Man, die 1945 auf Nagasaki abgeworfen wurde, wog rund 4.700 Kilogramm.
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Im Gegensatz dazu verwenden Wasserstoffbomben, wie oben erläutert, eine ähnliche Spaltungstechnik, um die erste Kettenreaktion zu erzeugen, um den „Treibstoff“ bereitzustellen, der benötigt wird, um die zweite Kettenreaktion zu erzeugen und die Fusionsbombe zur Explosion zu bringen. Wissenschaftler arbeiten daran, Wasserstoffbomben klein genug zu machen, um auf Atomraketen zu sitzen.
Die auf Hiroshima und Nagasaki abgeworfenen Atombomben explodierten nach Angaben der Union of Concerned Scientists mit einer Ausbeute von etwa 15 Kilotonnen bzw. 20 Kilotonnen TNT. Während des Wasserstoffbombentests von Ivy Mike lag diese Ausbeute näher bei 10.000 Kilotonnen TNT.
Bilder: Wikimedia/Reuters
