Thermonukleare Bombe, auch Wasserstoffbombe oder H-Bombe genannt, Waffe, deren enorme Explosionskraft aus einer unkontrollierten, sich selbst erhaltenden Kettenreaktion resultiert, bei der sich Isotope von Wasserstoff unter extrem hohen Temperaturen zu Helium verbinden, was als Kernfusion bekannt ist. Die für die Reaktion erforderlichen hohen Temperaturen entstehen durch die Detonation einer Atombombe.
Atomwaffe: Thermonukleare Waffen
Im Juni 1948 wurde Igor Y. Tamm zum Leiter einer speziellen Forschungsgruppe am PN Lebedev Physics Institute (FIAN) ernannt, um die
Eine Kernbombe unterscheidet sich grundlegend von einer Atombombe darin, dass sie die Energie nutzt, die freigesetzt wird, wenn sich zwei leichte Atomkerne zu einem schwereren Kern verbinden oder verschmelzen. Im Gegensatz dazu nutzt eine Atombombe die Energie, die freigesetzt wird, wenn sich ein schwerer Atomkern in zwei leichtere Kerne aufspaltet oder spaltet. Unter normalen Umständen tragen Atomkerne positive elektrische Ladungen, die andere Kerne stark abstoßen und verhindern, dass sie sich nahe kommen. Nur bei Temperaturen von Millionen Grad können die positiv geladenen Kerne genügend kinetische Energie oder Geschwindigkeit gewinnen, um ihre gegenseitige elektrische Abstoßung zu überwinden und sich nahe genug zu nähern, um sich unter der Anziehungskraft der kurzreichweitigen Kernkraft zu verbinden. Die sehr leichten Kerne von Wasserstoffatomen sind ideale Kandidaten für diesen Fusionsprozess, da sie schwache positive Ladungen tragen und daher weniger Widerstand gegen Überwindung haben.
Die Wasserstoffkerne, die sich zu schwereren Heliumkernen verbinden, müssen einen kleinen Teil ihrer Masse (etwa 0,63 Prozent) verlieren, um in einem einzigen größeren Atom „zusammen zu passen“. Sie verlieren diese Masse, indem sie sie nach Albert Einsteins berühmter Formel vollständig in Energie umwandeln: E = mc 2. Nach dieser Formel entspricht die erzeugte Energiemenge der Menge der umgewandelten Masse multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat. Die so erzeugte Energie bildet die Sprengkraft einer Wasserstoffbombe.
Deuterium und Tritium, die Isotope von Wasserstoff sind, liefern ideale Wechselwirkungskerne für den Fusionsprozess. Zwei Deuteriumatome mit jeweils einem Proton und einem Neutron oder Tritium mit einem Proton und zwei Neutronen verbinden sich während des Fusionsprozesses zu einem schwereren Heliumkern, der zwei Protonen und entweder ein oder zwei Neutronen aufweist. In gegenwärtigen thermonuklearen Bomben wird Lithium-6-Deuterid als Fusionsbrennstoff verwendet; es wird früh im Fusionsprozess in Tritium umgewandelt.
In einer thermonuklearen Bombe beginnt der Explosionsprozess mit der Detonation der sogenannten Primärstufe. Diese besteht aus einer relativ kleinen Menge herkömmlicher Sprengstoffe, deren Detonation genügend spaltbares Uran zusammenbringt, um eine Spaltkettenreaktion zu erzeugen, die wiederum eine weitere Explosion und eine Temperatur von mehreren Millionen Grad erzeugt. Die Kraft und Wärme dieser Explosion werden von einem umgebenden Uranbehälter reflektiert und zur Sekundärstufe geleitet, die das Lithium-6-Deuterid enthält. Die enorme Hitze löst eine Fusion aus und die resultierende Explosion der Sekundärstufe bläst den Uranbehälter auseinander. Die durch die Fusionsreaktion freigesetzten Neutronen führen zur Spaltung des Uranbehälters, der häufig den größten Teil der durch die Explosion freigesetzten Energie ausmacht und dabei auch einen Niederschlag (die Ablagerung radioaktiver Stoffe aus der Atmosphäre) erzeugt. (Eine Neutronenbombe ist eine thermonukleare Vorrichtung, bei der der Uranbehälter fehlt und somit viel weniger Explosion, aber eine tödliche „verstärkte Strahlung“ von Neutronen erzeugt.) Die gesamte Explosionsreihe in einer thermonuklearen Bombe dauert einen Bruchteil einer Sekunde.
Eine thermonukleare Explosion erzeugt Explosion, Licht, Wärme und unterschiedliche Mengen an Niederschlag. Die Erschütterungskraft der Explosion selbst hat die Form einer Stoßwelle, die vom Explosionspunkt mit Überschallgeschwindigkeit ausstrahlt und jedes Gebäude in einem Umkreis von mehreren Kilometern vollständig zerstören kann. Das intensive weiße Licht der Explosion kann Menschen, die sie aus einer Entfernung von Dutzenden von Kilometern betrachten, dauerhaft blind machen. Das intensive Licht und die Hitze der Explosion setzen Holz und andere brennbare Materialien in einer Entfernung von vielen Kilometern in Brand und erzeugen riesige Feuer, die zu einem Feuersturm verschmelzen können. Der radioaktive Niederschlag verunreinigt Luft, Wasser und Boden und kann Jahre nach der Explosion anhalten. Die Verbreitung erfolgt praktisch weltweit.
Thermonukleare Bomben können hunderte oder sogar tausende Male stärker sein als Atombomben. Die Explosionsausbeute von Atombomben wird in Kilotonnen gemessen, von denen jede Einheit der Explosionskraft von 1.000 Tonnen TNT entspricht. Die Explosionskraft von Wasserstoffbomben wird dagegen häufig in Megatonnen ausgedrückt, von denen jede Einheit der Explosionskraft von 1.000.000 Tonnen TNT entspricht. Wasserstoffbomben mit mehr als 50 Megatonnen wurden gezündet, aber die Sprengkraft der auf strategischen Raketen montierten Waffen reicht normalerweise von 100 Kilotonnen bis 1,5 Megatonnen. Thermonukleare Bomben können klein genug (einige Fuß lang) gemacht werden, um in die Sprengköpfe von Interkontinentalraketen zu passen. Diese Raketen können sich in 20 oder 25 Minuten fast um die halbe Welt bewegen und verfügen über computergesteuerte Leitsysteme, die so genau sind, dass sie innerhalb weniger hundert Meter um ein bestimmtes Ziel landen können.
Edward Teller, Stanislaw M. Ulam und andere amerikanische Wissenschaftler entwickelten die erste Wasserstoffbombe, die am 1. November 1952 im Enewetak-Atoll getestet wurde. Die UdSSR testete am 12. August 1953 erstmals eine Wasserstoffbombe, gefolgt vom Vereinigten Königreich im Mai 1957 China (1967) und Frankreich (1968). 1998 testete Indien ein „thermonukleares Gerät“, bei dem es sich vermutlich um eine Wasserstoffbombe handelte. In den späten 1980er Jahren wurden in den Arsenalen der Atomwaffenstaaten der Welt rund 40.000 thermonukleare Geräte gelagert. Diese Zahl ging in den neunziger Jahren zurück. Die massive zerstörerische Bedrohung dieser Waffen ist seit den 1950er Jahren ein Hauptanliegen der Weltbevölkerung und ihrer Staatsmänner. Siehe auch Rüstungskontrolle.
