Excerpt
Kernwaffen
{Hinweise: Zu dem Vortrag gehören außerdem noch 3 Folien und 2 Seiten Bilder die ich am Polylux gezeigt bzw. rumgegeben habe, diese 6 Seiten habe ich einfach an den eigentlichen Vortrag angehängt. Außerdem ist ganz am Ende noch die 2seitige Zusammenfassung welche ich den Schülern gab angehängt. Ich habe für den Vortrag relativ exakt 45 Minuten gebrauch wobei ich aber relativ schnell spreche.}
Gliederung:
- Bomben
- Detonationen
Bomben
Atombombe:
Aufbau und Funktion:
- 2 oder mehr unterkritische Mengen an Uran-235 oder Plutonium-239
- um das Uran-235 herzustellen braucht man großen Kernreaktor
- kritische Masse ist die bei der die ungeregelte Kettenreaktion bei hohem Reinheitsgrad von selbst einsetzt, zwischen 8kg und 20kg
- jede einzelne Menge ist unterkritisch
- Zusammenschuss der Mengen zu einer überkritischen Masse
- in der selben Sekunde explodiert die Bombe
- so einfach ist es theoretisch
- aber um es zu realisieren muss man einiges mehr machen
- Variante in kürzester Zeit überkritische Masse zu erzeugen wurde auf vielen Wegen gelöst
- ich erkläre den einfachsten:
- ein H-hlkörper in unterkritischer Gestalt des B-mbenst-ffes sind sie getrennt untergebracht
- Innere mit bes-nders dickem Metallmantel umgeben - s-ll austreten v-n Neutr-nen verhindern - v-n n-rmalem Sprengst-ff umgeben - wenn Sprengst-ff gezündet wird
- wird der H-hlkörper zu einem Klumpen überkritischen B-mbenst-ffs zusammengepresst
- da unterkritische Massen nicht beliebig vermehrt werden können hat die B-mbe eine maximale Größe
- Temperatur in der B-mbe erreicht mehrere Milli-nen °C
- sie reicht aus um eine Wasserstoffbombe zu zünden die eine 25000-fache Zerstörungsenergie entwickelt
- neu entstanden Neutronen sind sogenannte „schnelle“ Neutronen (v ~ 10000km/s)
- können nicht sofort wieder spalten
- müssen sich erst durch Stöße aneinander abbremsen
- die Energie entsteht dadurch das sie sich extrem voneinander abstoßen da die neuen Atome positiv geladen sind
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Auswirkungen der Atombombe:
- 83 % der Energie als kinetische Energie (Druckwelle, die im Umkreis von 4 km starke Gebäudeschäden anrichtet)
- 3 % der Energie als Gammastrahlung (die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet und im Umkreis von 1 km sofort tödlich ist.)
- Zusätzlich Wärmestrahlung, UV-Strahlung und Neutronenstrahlung (schwere Verbrennungen im Umkreis von 3 km)
- Die Atombombe über Hiroshima hatte die Sprengkraft von rund 20'000 t TNT!
Wasserstoffbombe:
- wollte noch größere Sprengkraft
- war mit der Atombombe jedoch nicht mehr möglich
- Lösung ist Wasserstoffbombe (Fusionsbombe)
- ab Temperaturen von einigen Millionen °C verlieren Wasserstoffatome ihre Elektronen
- dieser Materiezustand heißt Plasma
- Kerne kommen sich dann so nahe das sie zu Helium verschmelzen
- dabei wird Energie frei
- pro kg Helium soviel wie 20 Mio. Tonnen Kohle
- die benötigten Temperaturen können nicht lange bereitgestellt werden
- deswegen nimmt man Deuterium u. Tritium
- brauchen nur für Sekundenbruchteile diese Energie
- Problem ist man braucht flüssigen Wasserstoff (-240°C)
- riesige Kühlanlagen würden Waffe nicht transportfähig machen
- Lösung: Deuterium + Lithium -> Lithiumdeuterid (kristallines Pulver)
- Lithiumdeuteridatome werden von Neutronen in Deuteriumatomkerne und Tritiumatomkerne aufgespalten
- Tritium und Deuterium verschmelzen sofort wieder zu einem Heliumisotop wobei ein Neutron frei wird
- um die Startenergie bereitzustellen wird Wasserstoffbombe durch Atombombe gezündet
- freiwerdende Energie pro Verschmelzung ist zehnmal geringer als bei einer Spaltung eines Urankerns
- aber Urankern ist 100 mal größer
- ergo 1Kg Wasserstoff liefert dieselbe Energie wie 10Kg Uran
- größte Wasserstoffbombe: Anfang 60er Jahre in der UDSSR
- Sprengkraft von 60 000 000 t TNT (60Mio t Trionitrotoluol)
- Hiroshimabombe - Sprengkraft: 13 000t TNT
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
- Plutoniumbombe über den Lithiumderteridstäben welche mit Spezialbeschichtung umgeben sind
- im Lithiumdeuterid ist ein Plutoniumrohr
- um die Bombe ist eine besonders starke Metallummantelung
- wir die Bombe gezündet
- eilt nach Sekundenbruchteilen der Explosion eine Strahlung aus dem Plutoniumsprengsatz voraus
- trifft auf Bombengehäuse -> wirkt wie Hohlspiegel
- Strahlung trifft Spezialbeschichtung
- wird in plasmatischen Zustand gesetzt
- dadurch wirkt ein hoher Druck auf das Lithiumdeuterid -> wird verdichtet
- nach geringer Zeitverzögerung werden Neutronen von der Plutoniumbombe freigesetzt
- rasen ins Plutoniumrohr und bedingen Kernspaltungen
- durch Druck des Plasmas und Hitze der Spaltungen kommt es zur Kernfusion
- der Vorgang findet in Bruchteilen von Sekunden statt
- schließlich wird die gesamte Energie aus Kernspaltung und vor allem Kernfusion freigesetzt
Neutronenbombe:
- in den 70er Jahren entwickelt
- richtet nur geringe Schäden an Gebäuden an
- vernichtet jedoch alles Leben im großen Umkreis durch intensive Strahlung
- wenn z.b..
- Neutr-nen in den Körper eindringen
- werden At-mkerne v-n Wasserst-ffat-men herausgerammt
- da der Mensch größtenteils aus Wasser besteht ist es bes-nders schlimm
- dadurch entstehen neue chemische Reaktionen die ab einer bestimmten Intensität den Organismus töten
- mit der Bombe wollte man eine kleine, dosierte Atomwaffe schaffen
- Problem war das für explosive Kettenreaktion eine kritische Masse da sein muss
- was eine den Militärs zu große Explosionskraft bedingt
- Problem wurde gelöst indem Dichte des Spaltstoffes extrem erhöht wird
- dadurch wurde die kritische Masse herabgesetzt
- man erreicht es indem man keilförmige Sprengsätze (TNT) in eine Kugel des Spaltstoffes setzt
- lässt die Sprengsätze absolut simultan zünden
- absolut simultan heißt innerhalb einer millionstel Sekunde
- technisch äußerst aufwendig
- dadurch brauch man nur noch wenige hundert Gramm des Spaltstoffes
- da man eine Neutronenstrahlung haben will wird der Kern mit Lithiumdeuterid umhüllt
- wodurch man eine Fusionsbombe erhält bei der die Neutronenstrahlung höher als bei einer reinen Spaltwaffe ist
- Reine Fusionsbombe wäre ideal da radioaktive Verseuchung des Einsatzortes vermieden werden würde
- konnte jedoch noch nicht entwickelt werden
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
- wird die Bombe gezündet verdichtet sich die Spaltstoffkugel
- meist Plutonium da geringe kritische Masse
- Verdichtung ist so stark das es eine kritische Masse wird
- Kettenreaktion sorgt für die Temperatur wodurch die Kernfusion einsetzt
- werden viele Neutronen freigesetzt
- geringe kinetische Zerstörung da geringer Explosionsdruck
Äußeres Bild von Detonationen:
Höhendetonation:
- Höhe zwischen 10km und 150km
- lediglich ein Lichtblitz sichtbar
- verwandelt sich in leuchtendes Gebiet
- Gelände wird nicht durch radioaktive Stoffe aktiviert
- Druckwelle, Lichtstrahlung und Sofortkernstrahlung wirken bei Unterschreiten der Sicherheitshöhe
- Gebiet in dem der EMP (Elektromagnetischenpuls) wirkt wesentlich höher als bei Niedrigen Detonationen
- EMP bis in einige tausend Kilometer schädlich wirksam
- Transistoren und Halbleiter sehr anfällig - Röhren nicht
- Vernichtung von Luftzielen (Flugzeuge, Raketen)
Luftdetonationen:
- im Moment der Detonation ist ein greller Lichtblitz sichtbar
- verwandelt sich in Feuerball
- kugelförmiger Feuerball berührt den Boden nicht
- bei hoher Luftfeuchtigkeit bildet sich schnell ausbreitende ringförmige Kondensationswolke
- nach verlöschen des Feuerballs tritt an die Stelle Detonationswolke
- Gestalt eines wirbelförmigen Kreisringes
- gewinnt schnell an Höhe und Umfang
- Färbung wesentlich heller als bei Erddetonationen
- infolge der Sogwirkung kommt es zu einer aufsteigenden Staubsäule
- nur in geringen Höhen vereinigt sie sich zur Pilzform
- entscheidenden Vernichtungsfaktoren sind Druckwelle und Lichtstrahlung
Erddetonation:
- Detonation auf oder in geringer Höhe über der Erdoberfläche ausgelöst
- auf der Erdoberfläche - Kontaktdetonation
- im Moment der Detonation erscheint ein greller Lichtblitz danach der Feuerball
- berührt die Erdoberfläche
- halbkugelförmig
- nach Reflektion der Druckwelle an der Erdoberfläche entsteht unterhalb des Feuerballs ein Sog
- lässt Stabsäule aufsteigen
- nach der Leuchtzeit wird Feuerball durch Detonationswolke ersetzt
- enthält große Mengen Erdreich
- da sie von Anfang an mit der Staubsäule zur Pilzform verbunden ist
- Staubsäule und Detonationswolke haben dunkle Färbung
- gewinnen schnell an Höhe und Umfang
- stärkster Vernichtungsfaktor: Restkernstrahlung
Unterirdische Detonationen:
- Feuerball nicht sichtbar
- nach Detonation erfolgt durch Auswurf von Erdreich und Gestein die Ausbildung einer mächtigen Erdwolke und eines Trichters
- durch zusammenfallen der Erdwolke bildet sich am Fuß eine ringförmige Staubwolke (Basiswolke)
- grossteil des Erdreichs fällt in den Detonationsreich
- der Rest wird vom Wind abgetrieben und bildet eine radioaktive Spur
- Hauptwirkung ist die Restkernstrahlung
- Gebäude werden durch Erddruckwelle (seismische Welle) zerstört
- macht das Gelände unpassierbar
Wasserdetonation:
- Detonationen auf oder kurz über der Wasseroberfläche
- im Moment der Detonation erscheint greller Lichtblitz
- geht in Feuerball über
- durch Druckwirkung bildet sich über der Wasseroberfläche konzentrische Welle
- im Nullpunkt erhebt sich eine aufsteigende Wassersäule
- Hauptsächliche Vernichtungsfaktoren sind: Druckwelle in der Luft und an der Wasseroberfläche entstehende Wellen
- führen zur Zerstörung von Schiffen und Hafenanlagen
Unterwasserdetonationen:
- Aufblitzen und Feuerball nicht sichtbar
- wenn Druckwelle an der Wasseroberfläche kommt es zu Wasserkuppel
- geht in hohe Wassersäule über
- im Innern enthaltener Wasserdampf mit Detonationsprodukten durchbricht oberen Teil der Säule
- bildet Detonationswolke in Form eines Federbusches
- Wassersäule fällt zusammen
- dadurch bildet sich eine Basiswelle
- Vernichtungsfaktoren: Unterwasserdruckwelle und Aktivierung des Wassers im Detonationsraum und in Abzugsrichtung der Detonationswolke
Atombombe(Uranbombe)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Wasserstoffbombe (Fusionsbombe)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Neutronenbombe
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Vergleich zwischen „Little Boy“ (links) und „Fat Man“:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Luftdetonation: Erddetonation:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Unterirdische Detonation: Wasserdetonation:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Unterwasserdetonation:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Feuerball einer Luftdetonation:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Die Druckwelle:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Der Atompilz:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Kernwaffen
Atombombe:
- 2 oder mehr unterkritische Mengen an Uran-235 oder Plutonium-239
- Zusammenschuss der Mengen zu einer überkritischen Masse
- in der selben Sekunde explodiert die Bombe
- Variante in kürzester Zeit überkritische Masse zu erzeugen wurde auf vielen Wegen gelöst
- ich erkläre den einfachsten:
- ein H-hlkörper in unterkritischer Gestalt des B-mbenst-ffes sind sie getrennt untergebracht
- Innere mit bes-nders dickem Metallmantel umgeben - s-ll austreten v-n Neutr-nen verhindern - v-n n-rmalem Sprengst-ff umgeben - wenn Sprengst-ff gezündet wird
- wird der H-hlkörper zu einem Klumpen überkritischen B-mbenst-ffs zusammengepresst
- da unterkritische Massen nicht beliebig vermehrt werden können hat die B-mbe eine maximale Größe
- neu entstanden Neutronen sind sogenannte „schnelle“ Neutronen (v ~ 10000km/s)
- können nicht sofort wieder spalten
- müssen sich erst durch Stöße aneinander abbremsen
- die Energie entsteht dadurch das sie sich extrem voneinander abstoßen da die neuen Atome positiv geladen sind
Wasserstoffbombe:
- ab Temperaturen von einigen Millionen °C verlieren Wasserstoffatome ihre Elektronen
- dieser Materiezustand heißt Plasma
- Kerne kommen sich dann so nahe das sie zu Helium verschmelzen
- dabei wird Energie frei
- die benötigten Temperaturen können nicht lange bereitgestellt werden
- deswegen nimmt man Deuterium u. Tritium
- Problem ist man braucht flüssigen Wasserstoff (-240°C)
- Lösung: Deuterium + Lithium -> Lithiumdeuterid (kristallines Pulver)
- Lithiumdeuteridatome werden von Neutronen in Deuteriumatomkerne und Tritiumatomkerne aufgespalten
- Tritium und Deuterium verschmelzen sofort wieder zu einem Heliumisotop wobei ein Neutron frei wird
- um die Startenergie bereitzustellen wird Wasserstoffbombe durch Atombombe gezündet
- Sprengkraft von 60 000 000 t TNT (60Mio t Trionitrotoluol)
Neutronenbombe:
- vernichtet jedoch alles Leben im großen Umkreis durch intensive Strahlung
- mit der Bombe wollte man eine kleine, dosierte Atomwaffe schaffen
- Problem war das für explosive Kettenreaktion eine kritische Masse da sein muss
- was eine den Militärs zu große Explosionskraft bedingt
- Problem wurde gelöst indem Dichte des Spaltstoffes extrem erhöht wird
- dadurch wurde die kritische Masse herabgesetzt
- man erreicht es indem man keilförmige Sprengsätze (TNT) in eine Kugel des Spaltstoffes setzt
- lässt die Sprengsätze absolut simultan zünden
- absolut simultan heißt innerhalb einer millionstel Sekunde
- technisch äußerst aufwendig
- dadurch brauch man nur noch wenige hundert Gramm des Spaltstoffes
- da man eine Neutronenstrahlung haben will wird der Kern mit Lithiumdeuterid umhüllt
- wodurch man eine Fusionsbombe erhält bei der die Neutronenstrahlung höher als bei einer reinen Spaltwaffe ist
- Quote paper
- Schinkel David (Author), 2001, Kernwaffen. Waffenarten, deren Aufbau und Detonationsvarianten, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/105301
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Comments
Welche Quellen hast du genutzt??
Physik und Mathematik sind auch
abweichend, so verhaelt sich theoretisch die Astrophysik in durch bisherigen Theorien von Vorhandensein eines Subraums in Weltall die Ablaufe in diesem
volig anders als Rechenmodelle
und Relativitaetstheorie vorgeben.
Aber vieleicht muss dies so sein,
denn vor 200 Jahren hatte auch noch niemand gedacht, dass es mal moeglich sein wird schneller als der Schall zu fliegen.
Es schafften lediglich die
Gebrueden Mongolfiere mit einen Papierbalon indem sie die
Luft aufheitzten wenige Meter zu fliegen, erste Pasagiere wahren damals ein Huhn u. eine Katze.
Die Zeigt Pararellen zur Raumfahrt dort waren auch Tiere z.B. Hunde bei den Russen
u. Affen bei den Amerikanern
die ersten Pasagiere.
Die Zukumft wird zeigen op man wirklich alles berechnen kann und vor allen wie viele der Heutigen Formeln falsch sind. Auch hier hat die Geschichte Beispiele bereitet,
so meinten die alten Griechen
Atome seien Unteilbar ( atomos ), dies Wiederlegten die Forscher in Los Alamos in den 40 ern des letzen Jahrhunderts. Auch klaubte mann, dass Atomkerne nur aus Elektroenen, Protonen und Neutronen bestehen, jetzt sind Neutrinos und Qacks nachgewiesen worden, wer weis was die Zukumft noch alles zu Tage foerdert.
Neuerdings gibt es Laborversuche
eine Wassertoffbombe zum zuenden zu bringen ohne vorher eine Atombombe zuenden zu muessen
Mann umgibt die Wasserstoffisotobe mit Hohlmandelladungen somit kann die noetige Masse und Temperatur
veringert werden und laesst in einem hochfessten Zylynder mehrer Hohlmandeladungen hintereinader in Abstaenden von Milisekunden ablaufen, haelt der Hochfeste Behaelter stand, setzt die Fusion ein und es gibt nur sehr geringe Radioktivitat, bei hoher Wirkung der Bombe.
Jedoch ist der Zuendmechanismuss und der Behaelter aus spezieller Keramik welcher zugleich hohen Druck u. Hitze bis zur
einsetzende Fusion standhalten muss sehr komplex
meinungssache.
na sicher -.- ...
wenn man tatsächlich ALLES zu diesem thema in EINEM vortrag unterbringen wollte stünde der vortragende vor einem nahezu unlösbarem problem !
schließlich geht auch für den interessiertesten schüler die physikstunde nach 45 min vorbei (wenn der vortrag an einem projekttag / woche gehalten würde bestünde eine gewisse möglichkeit tiefer in die materie einzutauchen... ist das der fall will ich nichs gesagt haben =) )
in der zehenten klasse kann man das thema sowieso nur ANSCHNEIDEN
mathematisch/physikalische formelbelege wären in der tat praktisch allerdings sollte man das mit dem lehrer (falls dieser ein wort dabei mitzreden hat ... oder will) absprechen
was die form der stichpunkte angeht soll sich doch bitte niemand beschweren da sie vom vortragenden (VERFASSER) für jenen gedacht waren ^^
ich würde dir (auf den inhalt) nur eine 3+geben.....
Dein Vortrag ist eine gute Erklärung des Prinzips dieser abscheulichen Waffe, jedoch hast du wichtige Formeln beim Prozess vergessen und hättest meiner Meinung nach noch andere Arten wie die neuere fission-fusion-fission Bombe darstellen müssen, um zumindest einen auf tiefgründigen Inhalt fixierten Zuhörer über die eigentlichen Prozessen ,der Kernspaltung bzw.Fusion besser aufzuklären. Für Interresenten dieses Themas emphehle ich zur Perspektiven- und Faktenerweiterung unter Wikipedia oder 6thFloor nachzuschauen ...
Hallo,
ich finde den Beitrag (Referat) weder informativ, noch Zeitgemäß.
Noch dazu sollten gewisse Dinge nicht so einfach öffentlich gemacht werden, obwohl _niemand_ mit diesem Referat auf schlechte Gedanken kommen könnte, denn dazu reicht die Information einfach nicht ausAuch in der 10. Klasse Physik sollte ein Referat mit Theorie und Mathematik belegt sein, was hier fehlt.
Ebenso ist der Text schlecht zu lesen und hat eine schlechte StrukturViele Grüße,
Ludwig
danke man.
Danke echt super hat mir sehr geholfen :)
Boar!!.
Das ist eine super Arbeit!!!
Ich hab nach so was für ein 5 Minuten Referat gesucht, aber das hier reicht ja für ne Stunde.
Super!!
voll in Ordnung.
was heisst geht so??
klar kannste das auch woanders lesen, da brauchste dann aber stunden um das auch zu finden...
geht so.
Kann ich auch wo anders lesen
MERCI.
Ich bin unendlich froh, dass ich diesen Vortrag gefunden habe! Ich hab nämlich net wirklich einen Plan von Physik und finde es noch dazu bocklangweilig.
Vielen, vielen Dank für die Hilfe-
GBYA D_FREAK