Von Trinity bis MIRV

Die Entwicklung der Bombe

Als am 16. Juli 1945 auf dem White Sands-Testgelände in New Mexico die erste Kernwaffenexplosion unter dem Codenamen "Trinity" gelang, ahnte niemand, dass nur wenige Jahre später ein Großteil der Menschheit im Schatten einer gewaltigen Bedrohung leben würde. Der "atomare Urknall", wie ihn die beteiligten Wissenschaftler bezeichneten, wurde geheimgehalten und nach außen als Explosion eines Munitionslagers verkauft. Erst als am 6. August die japanische Stadt Hiroschima brannte und 100.000 Menschen in einer einzigen Sekunde gestorben waren, wurde "die Bombe" Realität.

Zündung der Atombombe beim Trinity-Test
Zündung der Atombombe beim Trinity-Test Quelle: dpa

Ein langer Weg führt vom ersten Atomwaffentest in der Wüste New Mexicos bis zu den kompakten, jederzeit einsetzbaren Mehrfachsprengköpfen moderner Interkontinentalraketen. Bei allem Schrecken, den die Menschen vor der Bombe empfinden, sind Atomsprengsätze eine Art interdisziplinäres Meisterwerk verschiedenster technischer Fachrichtungen der Chemie, Nuklearphysik, Feinmechanik und Elektronik. Sie zu kopieren ist schwer, aber nicht unmöglich und auf jeden Fall extrem teuer.

Little Boy und Fat Man

Funktionsprinzip der Atombombe "Little Boy"
Funktionsprinzip "Little Boy" Quelle: Wikicommons

Tatsächlich hatten die Wissenschaftler des Manhattan-Projekts in der Wüste New Mexicos nicht die Bombe getestet, die Hiroschima treffen sollte, sondern die für Nagasaki bestimmte Bombe. Schon zu diesem Zeitpunkt war man sich sicher, dass die für Hiroschima bestimmte Bombe funktionieren würde. "Little Boy", so der Deckname, war eine Bombe aus 64 Kilogramm hochangereichertem Uran 235, das in zwei Hälften geteilt an den gegenüberliegenden Enden eines langen Zylinders plaziert war. Durch einen Treibsatz wurden dann beide Teilladungen aus Uran aufeinandergeschossen und zu einer überkritischen Masse vereint, so dass eine spontane Kettenreaktion einsetzte. Das so genannte Kanonenschuss-Prinzip war simpel, aber effektiv. Als wesentlich komplizierter und deshalb testbedürftig erwies sich das Funktionsprinzip der Nagasaki-Bombe "Fat Man".

Da man trotz größten technischen Aufwands nur Uran für eine einzige Bombe besaß, hatten sich die Wissenschaftler auf Plutonium 239 verlegt. Allerdings ließ sich Plutonium 239 aufgrund einer Verunreinigung mit dem Isotop Plutonium 240 nicht zu einer Kanonenschuss-Bombe verwenden. Stattdessen bauten die Wissenschaftler eine kugelförmige Implosionsvorrichtung. Eine Hohlkugel aus sechs Kilogramm Plutonium (etwa die Größe einer Orange), in deren Zentrum sich ein Neutronen-Initiator befand, wurde mit einer Schicht aus Natururan umgeben, die wiederum mit einer Schicht aus Sprengstoff umgeben wurde. Das Ergebnis war die Kettenreaktion von ungefähr einem Kilo Plutonium zu einer Energieleistung von 92 Tera-Joule, was ungefähr 21.000 Tonnen TNT entsprach. Dabei wurde nur ein Gramm Materie nach Einsteins Formel E = m x c2 in Energie umgewandelt.

Die Superbombe

Funktionsprinzip der Atombombe "Fat Man"
Funktionsprinzip "Fat Man" Quelle: ,Wikimedia Commons

Nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges begann die von Edward Teller geforderte Entwicklung der "Superbombe", einer Bombe, die einen Kernspaltungssprengsatz als Zünder für eine Fusion von Wasserstoffatomkernen benutzte. Dazu setzte man das Implosionsprinzip der Nagasaki-Bombe ein, die bis heute für alle Nuklearsprengsätze verwendet wird. Die Kernspaltungskettenreaktion erzeugt dabei eine Stoßfront aus Neutronen- und Röntgenstrahlung, die ein Deuterium-Tritium-Gemisch (schwerer und überschwerer Wasserstoff) extrem aufheizt und komprimiert bis zu dem Punkt, an dem die Fusion einsetzt.

Die erste "Wasserstoffbombe" zündeten die USA am 1. November 1952 unter dem Codenamen "Ivy Mike". Die Vorrichtung, so groß wie ein Haus und von einer transportablen Bombe weit entfernt, erzeugte eine Explosion mit einer Sprengkraft von zehn Millionen Tonnen TNT. Die zum Bikini-Atoll gehörenden Insel Elugelab wurde regelrecht weggesprengt. An ihrer Stelle befindet sich heute ein 1,9 Kilometer durchmessender und 50 Meter tiefer Krater im Meer. Die Wasserstoffbombe, oder korrekter die Thermonuklearbombe, wurde in der Folge rasch optimiert und schnell verkleinert. Von einer hausgroßen Konstruktion bis zur ersten richtigen Bombe vergingen nur anderthalb Jahre: Über dem Bikini-Atoll explodierte am 28. Februar 1954 im Rahmen der Operation "Castle Bravo" eine 15-Megatonnen-Thermonuklearbombe, abgeworfen von einem B-29-Bomber der US Air Force. In schneller Folge entwickelten nun die beiden Supermächte Sowjetunion und USA immer kompaktere Sprengsätze, die Bomber hängen ließen und schließlich als Mehrfachsprengköpfe gebündelt auf Raketen montiert wurden.

Gigantismus oder die "Zar-Bombe"

Funktionsprinzip einer H-Bombe
Funktionsprinzip einer H-Bombe Quelle: Wikimedia Commons

Die Entwicklung regelrechter Riesensprengsätze war ein früher Teil des sowjetisch-amerikanischen Rüstungswettlaufs und erfolgte hauptsächlich zu Propagandazwecken. So zündete die Sowjetunion am 30. Oktober 1961 über der menschenleeren Halbinsel Nowaja Semlja den größten Thermonuklearsprengsatz aller Zeiten. Ein Bomber vom Typ Tu-95 warf die "Zar-Bombe" in 10.000 Metern Höhe ab. Die Bombe war mit Fallschirmen versehen, damit sie langsamer zur Erde sank und so der Bomberbesatzung die Zeit gab, ihr Leben zu retten. Um 11.32 Uhr Moskauer Zeit zündete die Vorrichtung und entwickelte die Sprengkraft von 50 Milllionen Tonnen TNT. Die Energieleistung innerhalb von 39 Nanosekunden entsprach 5,4 x 10hoch24 Watt, etwa 1,4 Prozent der Sonnenleistung.

Der Feuerball war ungeheuer, obwohl die Bombe in vier Kilometern Höhe gezündet wurde, erreichte er den Boden und dehnte sich auf mehr als acht Kilometer Größe aus. Noch in 100 Kilometern Entfernung vom Bodennullpunkt hätte die UV- und Infrarotstrahlung Verbrennungen dritten Grades bei jedem Lebewesen verursacht. Noch in 1000 Kilometern Entfernung, in Finnland, zerbrachen Fensterscheiben durch die Druckwelle, die drei Mal um die Erde lief. Das ausgelöste Erdbeben war sogar auf der gegenüberligenden Seite der Erde messbar. Dass die Sprengkraft der Bombe noch 100 Megatonnen erreichte, verdankt die Welt dem Konstrukteur Andrei Sacharow. Ihm kamen Bedenken, weil er befürchtete, eine derartige Explosion könnte die Erdatmosphäre in Brand setzen. Es gelang ihm, den damaligen KP-Chef Nikita Chruschtschow zu überreden, dass auch eine halb so große Bombe ausreichend die Größe der Sowjetunion repräsentierte.

MIRVs - Potenzierte Zerstörung

In den 1960er Jahren trugen Interkontinentalraketen (ICBMs) immer nur einen Nuklearsprengkopf. Erst Anfang der 1970er Jahre war die Technologie ausgereift genug, mehrere Sprengköpfe auf eine Rakete zu montieren. Bis zu elf Sprengköpfe, jeder mit einer Sprengkraft von 400 Kilotonnen - dem 26fachen der Hiroshima-Bombe - finden auf der Spitze einer MX-Peacekeeper-ICBM der USA Platz. Diese so genannten "Multiple Independently targetable Reentry Vehicles" (MIRVs) sind auf einer steuerbaren Plattform montiert, dem so genannten MIRV-Bus, der sich beim Flug im Weltraum mittels Steuerdüsen positioniert und jeweils einen Sprengkopf freigibt. Die Sprengköpfe fliegen nach der Trennung vom MIRV-Bus ungesteuert auf ihrer eigenen Flug- und Wiedereintrittsbahn ihr Ziel an.

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