Atombombenexplosion
Atombombenexplosionen (auch Atomexplosionen, nukleare Explosionen) sind die mächtigsten von Menschen verursachten Explosionen. Bereits die ersten Atombomben erreichten Explosionsenergien entsprechend mehr als 10000 Tonnen konventionellen Sprengstoffs, genug, um im August 1945 die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki fast vollständig zu zerstören und Hunderttausende von Menschen zu töten. Die größten Explosionen, glücklicherweise bislang nur im Rahmen von Atombombentests gezündet, entsprachen der Energie von bis zu 57 Millionen Tonnen TNT-Äquivalent (im Falle der sog. russischen Zar-Bombe) und hätten im Kriegseinsatz ganze Ballungsgebiete verwüstet.
| Table of contents |
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2 Detonationsarten 3 Ablauf einer Explosion 4 Auswirkungen von Atomexplosionen 5 Folgen eines Atomkrieges 6 Literatur 7 Weblinks |
Die Beschreibung einer Nuklearexplosion anhand ihrer Sprengkraft ist jedoch etwas irreführend, denn anders als konventionelle Explosionen wirkt sich eine Atombombenexplosion neben der starken Druckwelle vor allem durch intensive Wärmestrahlung des Feuerballs (auch sichtbares Licht) sowie durch ionisierende Direktstrahlung und radioaktive Rückstände (Fallout) auf ihre Umgebung aus; insbesondere letztere machen die besondere Gefährlichkeit nuklearer Explosionen aus, da ihre Wirkung nicht auf den Moment der Explosion begrenzt ist, sondern viele Jahre oder sogar Jahrtausende andauern kann. Elektrische und elektronische Anlagen werden zudem durch einen starken nuklearen elektromagnetischen Impuls (NEMP) beeinflusst oder zerstört.
Der physikalische Ablauf sowie die militärisch beabsichtigte Wirkung von Atomexplosionen wurde vor allem in den 1950'er Jahren von den USA und der Sowjetunion in zahlreichen Atombombentests untersucht. Die meisten physikalischen Kenntnisse über den Ablauf der Explosionen und ihre Auswirkungen auf die Umgebung stammen aus solchen Versuchen, während die medizinischen, wirtschaftlichen und sozialen Folgen hauptsächlich an den Beispielen Hiroshima und Nagasaki 'studiert' wurden. Ein Teil dieser Informationen wurde inzwischen zur Veröffentlichung freigegeben.
Üblicherweise spricht man im Zusammenhang atomarer Explosionen auch von Detonationen. Physikalisch ist das jedoch nicht ganz richtig, denn eine Detonation setzt eine Reaktionsfront voraus, die sich mit Überschallgeschwindigkeit durch das Energie freisetzende Medium fortpflanzt. Bei der Kernspaltung gibt es jedoch keine Reaktionsfront, und die Kernfusion im Innern einer Wasserstoffbombe entspricht eher einer Deflagration. Lediglich der chemische Sprengstoff, der das Spaltmaterial zur überkritischen Masse verdichtet, detoniert.
Luftdetonationen erfolgen, nach den militärischen Vorstellungen während
des Kalten Krieges, entweder zur großflächigen Zerstörung
ungepanzerter Ziele wie Industriegebiete, Luftstützpunkte oder
Truppenverbände, oder zur Ausschaltung von Luftzielen wie
Fliegerverbände, Raketen usw. (heute weitgehend ersetzt durch zielgenaue konventionelle
Waffen wie die MIM-104 Patriot). Bei Luftzielen spielt die reflektierte Welle meist
keine Rolle, da die Entfernung zum Ziel wesentlich geringer ist als
die Höhe. Dafür muss die Höhenabhängigkeit
von Luftdruck und Temperatur stärker berücksichtigt werden.
Die Detonationshöhe spielt beim Angriff auf ausgedehnte Bodenziele eine
entscheidende Rolle. Je höher die Detonation stattfindet, umso schwächer
ist die Druckwelle, die den Boden erreicht. Gleichzeitig vergrößert sich
die von der Druckwelle betroffene Bodenfläche. Für jede vorgegebene
Explosionsstärke, Überdruck der Druckwelle und Entfernung zum Hypozentrum
gibt es eine 'optimale' Detonationshöhe. Durch die 'optimale' Wahl wird auf
größtmöglicher Fläche ein größerer Schaden erreicht, als bei einer
Bodendetonation; die zerstörte Fläche kann dabei bis zu doppelt so groß
sein wie bei einer Bodendetonation.
Ein weiterer Effekt einer Luftdetonation ist die größere Wirkung der Wärmestrahlung da der Auftreffwinkel größer ist und damit die Abschirmung durch vorstehende Gebäude abnimmt.
Die Detonation einer kleinen Atombombe in der oberen Stratosphäre in mehr als 30 km über dem Erdboden oder im erdnahen Weltraum hat in Bezug auf die Druckwelle am Boden kaum Auswirkungen. Dennoch kann sie gravierende Auswirkungen auf die zivile und zum Teil auch die militärische Infrastruktur haben, da ein sehr starker elektromagnetischer Puls (EMP) ausgelöst wird. Dieser kann vor allem elektronische Geräte mit Halbleiterbauelementen wie Computer, Fernseher, Radios oder die elektronische Zündung im Auto irreparabel
beschädigen. Schätzungen zufolge könnten etwa 4-5 Detonationen ausreichen, um die gesamten USA zu lähmen. Zudem beeinträchtigen bereits schwache EMPs den Funkverkehr. Daher sind die Aussschaltung gegnerischer elektronischer Systeme sowie Störung der Kommunikation weitere mögliche Einsatzziele neben der direkten Bekämpfung von Höhenzielen.
Die Vorgänge bei der Explosion einer Atombombe reichen von der nuklearen Kettenreaktion über die Entstehung von Feuerball und Druckwelle bis hin zur Ausbreitung der Explosionswolke und der radioaktiven Rückstände in der Atmosphäre. Die Zeitskalen der einzelnen Abläufe reichen von Millionstel Sekunden bis zu mehreren Minuten. Grob lässt sich der Explosionsvorgang unterteilen in
Nach Abschluss der Kernspaltungsprozesse wird eine erhebliche Energie durch den Zerfall kurzlebiger Spaltprodukte freigesetzt.
Bei der Wasserstoffbombe folgt noch die Phase der Kernfusion, die
wenige µs beansprucht, sowie, je nach Bauart, noch eine zweite, durch
schnelle Fusionsneutronen induzierte Kernspaltung.
Die erste Energie die den Bombenmantel verlässt, ist Gammastrahlung,
die mit Lichtgeschwindigkeit auf die umgebende Luft trifft und dort
einen dichten Nebel aus Ozon und Stickoxiden bildet. Dieser Nebel
führt dazu, dass die gemessene Leuchtintensität und die daraus
bestimmte Effektivtemperatur in diesem Frühstadium
erheblich unter der wahren Temperatur liegt.
Die sich bildende Feuerblase, Isothermalsphäre genannt, dehnt sich
schlagartig aus und sobald sie den Bombenmantel verlässt, gibt sie Licht-
und Wärmestrahlen in die Umgebung ab. Die Feuerblase, in verschiedenen
Quellen bereits in diesem Stadium auch ?Feuerball?
genannt, hat zu diesem Zeitpunkt einen Durchmesser von wenigen Metern.
Die sich ausdehnende Feuerblase kühlt sich innerhalb von 100 µs auf
etwa 300.000 °C ab. Zu diesem Zeitpunkt (im Fall einer 20-kT-Explosion)
bildet sich an der Oberfläche der jetzt etwa 25 m durchmessenden
Feuerblase eine Schockwelle, welche sich mit anfänglich etwa 30 km/s
ausbreitet und dabei einen Teil ihrer Energie in Form von Wärme an
die umgebende Luft abgibt. Eine zweite Schockwelle entsteht durch die
Expansion des Bombenmaterials; sie vereinigt sich wenig später mit der
Welle an der Oberfläche. Wie stark und wie gleichmäßig diese innere
Schockfront ist und wann sie sich mit der äußeren vereinigt, hängt stark
von Masse und Bauweise der Bombe ab.
Während sich diese innere Schockfront durch die Feuerblase ausbreitet,
vermischt sich das verdampfte Bombenmaterial mit der ionisierten Luft.
Bei Bodenexplosionen kommt noch verdampftes Erdreich hinzu, wodurch die
Feuerblase gegenüber der Luftexplosion stark heruntergekühlt wird. Dieser
Effekt ist besonders stark, wenn die Detonationshöhe kleiner ist als der
Radius der äußeren Schockfront im Moment der Ablösung; andernfalls wird
das verdampfte Erdreich größtenteils zur Seite geblasen.
Diese Kompression erhitzt die Luft auf etwa 30.000 °C (ca. das 5-fache
der Sonnenoberflächentemperatur) - es bildet sich der eigentliche
Feuerball, die von außen sichtbare Leuchterscheinung der Explosion. Bei
dieser Temperatur wird Luft ionisiert und damit undurchsichtig, was die
Leuchtkraft der erheblich heißeren und sich weiterhin ausdehnenden
Feuerblase etwas abschwächt oder sie gar völlig abschirmt. Bei einer 20
kT-Bombe erreicht die Leuchtkraft nach etwa 15 ms auf diese Weise ein
temporäres Minimum. Der Feuerball hat zu diesem Zeitpunkt etwa einen
Durchmesser von 180 m.
Während der weiteren Ausdehnung des Feuerballs kühlt er sich weiter auf
etwa 3.000 °C ab und wird durchsichtig. Dahinter wird wieder die hell
leuchtende Feuerblase mit einer Temperatur von rund 8000 °C sichtbar, die
von nun an selbst als Feuerball bezeichnet wird. Auf diese Weise kommt
der für Atomexplosionen typische Doppelblitz zustande. Zu diesem
Zeitpunkt haben Feuerblase und Feuerball nahezu ihre größte Ausdehnung
erreicht. Die Druckwelle aber breitet sich weiter aus. Anders als die
Zonen gleichen Druckpegels skaliert die maximale Ausdehnung des
Feuerballs nicht mit der Kubikwurzel sondern eher mit
Nach der Auflösung der stoßerhitzten Hülle des Feuerballs breitet sich
die Druckwelle (siehe auch Detonationswelle) unsichtbar weiter aus.
Dabei nimmt ihre Intensität mit der Entfernung ab, und zwar erstens durch
die geometrische Ausdünnung bei zunehmendem Radius, zweitens infolge der
Umwandlung der Wellenenergie in Wärme und drittens aufgrund der
zunehmenden Dauer der positiven Druckphase als Folge der Nichtlinearität
von Stoßwellen. Die Ausbreitung der Druckwelle einer 1-kT-Explosion
in einem ausgedehnten homogenen Luftraum wird durch eine
Standardkurve beschrieben und kann für beliebige Sprengenergien und
Atmosphärenbedingungen skaliert werden. So skalieren für beliebige
Sprengenergien W alle Längen L mit der Kubikwurzel:
Die maximale Höhe der Pilzwolke hängt vor allem von der Explosionsenergie, ferner auch von der Detonationshöhe und von der Wetterlage ab. Die Gipfelhöhe der Explosionswolke einer bodennahen Explosion im kT-Bereich beträgt nur wenige km, während die Wolke der ?Zar-Bombe?, der stärksten je gezündeten Bombe, (50-MT, 1961, UdSSR) 64 km hoch aufstieg.Einführung
Der auffälligste Unterschied zu konventionellen Explosionen besteht in der wesentlich größeren Energiemenge sowie den hohen Temperaturen (bis über 100 Millionen Kelvin gegenüber einigen tausend Kelvin bei chemischen Explosionen), die u.a. zur Bildung des charakteristischen hell leuchtenden Feuerballs führen.
Weil aber weiterhin die Sprengwirkung eine charakteristische Eigenschaft auch einer atomaren Explosion ist, und der Vergleich mit chemischen Sprengstoffen ein grobes Maß für die zerstörende Wirkung einer Atomwaffe liefert, wird die Explosionsenergie üblicherweise in Einheiten von Kilotonnen bzw. Megatonnen TNT-Äquivalent angegeben.Detonationsarten
Es mag logisch erscheinen Atomwaffen direkt im Ziel zu zünden, d.h. als Bodendetonation. Allerdings trifft dies für die meisten Ziele nicht zu, da Atomexplosionen ihre größte Zerstörungskraft bei Luftdetonationen entwickeln. Boden- und Untergrunddetonationen werden nur in einigen Sonderfällen z.B. als Bunkerbrecher eingesetzt.Luftdetonationen
Als Luftdetonationen werden Explosionen innerhalb der unteren Atmosphärenschichten (<30 km) bezeichnet, bei denen der
Feuerball nicht den Erdboden berührt. Die Druckwelle der Detonation breitet sich ähnlich einer Seifenblase aus und wird zunächst im Hypozentrum (Erdoberfläche unter der Bombe, Bodennullpunkt, ground zero) reflektiert, was eine zweite, infolge des "Fahrwassers" der Primärwelle schnellere Druckwelle verursacht. In einiger Entfernung zum Hypozentrum vereinigen sich beide zu einer einzigen sich ringförmig ausbreitenden Druckwelle, die im Vergleich zur Druckwelle einer Bodendetonation zwar in der Nähe des Hypozentrums schwächer, in größerer Entfernung jedoch erheblich zerstörerischer ist. Bodendetonation
Hauptmerkmale einer Bodendetonation sind die radioaktive Verseuchung
großer Landstriche durch Fallout sowie die lokal erheblich stärkere,
aber in der Reichweite begrenzte Druckwelle. Der Einsatz erfolgt zur
Zerstörung von Bunkeranlagen wie Kommandozentralen, Raketensilos und
Staudämmen. Insbesondere aufgeschüttete Staudämme erfordern die
Kraterbildung der Bodendetonation.Untergrunddetonationen
In letzter Zeit wieder groß in der Diskussion, da diese besonders
geeignet sind, unterirdische Befehlszentralen und Bunkerkomplexe zu
zerstören. Die Problematik besteht darin, die Bombe unbeschadet tief
genug in den Untergrund zu bringen. Bei Atomtests hat die
Untergrundexplosion in hinreichender Tiefe gegenüber der Explosion an
oder über der Oberfläche den Vorteil, dass die radioaktiven Produkte im
Erdinneren verbleiben. Eine langfristige Freisetzung der Spaltprodukte
ins Grundwasser oder ins Meer kann nach heutigem Wissensstand jedoch
nicht ausgeschlossen werden, insbesondere bei Testexplosionen im porösen
Gestein von Atollen, z.B. Mururoa.Unterwasserdetonationen
Die Unterwasserdetonation dient insbesondere der Bekämpfung von U-Booten. Dazu wurden von allen wichtigen Atommächten unterschiedlichste nukleare Waffen gebaut und getestet. Da sich im Wasser Druckwellen besonders gut ausbreiten können, sind solche Unterwasserexplosionen ebenso wie Untergrundexplosionen nahezu weltweit mit Unterwassermikrofonen nachweisbar.Höhendetonation
Interkontinentalraketen bewegen sich über einen weiten Teil ihrer Flugbahn im erdnahen Weltraum. Um sie zu zerstören, planten die USA und UdSSR den Einsatz von Abwehrraketen mit Atomsprengkopf, welche in unmittelbarer Nähe der herannahenden Sprengköpfe zünden sollten. Auf die gleiche Weise sollten auch Militärsatelliten zerstört werden. Zumindest die USA führten hierzu mehrere Testexplosionen durch, die teilweise unerwartete Auswirkungen auf die obere Atmosphäre zeigten.Ablauf einer Explosion
Die Zeitskalen sind nur ungefähre Anhaltspunkte, da sie stark von der Sprengkraft und der Detonationshöhe abhängen.Nukleare Energiefreisetzung
Je nach Typ der Atomwaffe variiert die Art und Zeitskala der
Energiefreisetzung. Im einfachsten Fall einer Kernspaltungsbombe mit
Plutonium oder hochangereichertem Uran setzt unmittelbar nach
Überschreiten der kritischen Masse die
Kettenreaktion ein. Da die freigesetzten Neutronen mit
Geschwindigkeiten um 1.4*107 die meist nur etwa 10?20 cm
große überkritische Spaltmasse innerhalb von 10-8 Sekunden
durchqueren, und dabei jeweils mit hinreichend hoher Wahrscheinlichkeit
einen weiteren Spaltprozess induzieren, beträgt die mittlere Zeit
zwischen zwei Spaltungsgenerationen ebenfalls etwa 10-8 s.
Waffenfähige Spaltmaterialen müssen dabei im Mittel etwa 2 oder mehr
Neutronen pro Spaltung freisetzen, um eine ausreichend hohe Wachstumsrate
zu gewährleisten. Da jeder gespaltene U- oder Pu-Kern etwa 200
MeV freisetzt, liefern etwa 2*1024
Kernspaltungen eine Energie von 20 kT, die Sprengkraft
der ersten Atombombe. Bei einem Multiplikationsfaktor von 2 pro
Generation sind ? einschließlich des ersten Neutrons ? also
Generationen erforderlich. Bei ununterbrochener Kettenreaktion ist die
Energiefreisetzung also nach etwa 0,8 µs abgeschlossen. Aufgrund des
exponentiellen Wachstums wird der größte Teil der Energie in den letzten
Generationen freigesetzt. Während die ersten 60 Generationen kaum die
Energie der konventionellen Implosionsladung der Bombe erreichen,
schnellt die Energie nach 77 Generationen auf 1 kT und die verbleibenden
95% werden in den verbleibenden fünf Generationen freigesetzt.Feuerblase
Sofort nach Abschluss der Kernspaltung liegt die Energie innerhalb des
Bombenmantels in Form von
Aufgrund der enormen Intensität der Wärmestrahlung steigen die
Temperaturen im Innern der Blase rapide auf 60-100 Millionen °C an. Dies
entspricht ungefähr dem 10.000 - 20.000fachen der Oberflächentemperatur
unserer Sonne. Die ungefilterte Leuchtintensität ist etwa
um den Faktor 10^16 mal größer als die der Sonne.Feuerball und Druckwelle
Die Zeit bis zur maximalen Leuchtkraft tL bzw. maximalen
Größe (vor Verlöschen und Ausbildung der Pilzwolke) tD
skaliert ebenfalls abweichend:
Der Grund hierfür ist, dass die Strahlungsdurchlässigkeit für zunehmende
optische Dicke (größerer Feuerballdurchmesser) exponentiell statt
linear abnimmt und die Wärmeenergie daher gegenüber dem reinen
Kubikgesetz etwas langsamer freigesetzt wird. Die Effektivtemperatur der
Feuerballoberfläche ist somit aufgrund der Energieerhaltung niedriger
für größere Explosionen.Ausbreitung der Druckwelle
Für eine Explosion von 1 MT Sprengkraft sind Grundradius und
Detonationshöhe also um den Faktor 10 zu skalieren. Ferner geht das
Verhältnis des Luftdruck P zum Standarddruck P0 =
101325 Pa über die Faktoren
in die wahre Druckkurve ein:
Die Temperatur hat hierauf keinen Einfluss, jedoch beeinflusst sie die
Ausbreitungsgeschwindigkeit, die mit der Quadratwurzel der Temperatur in
Kelvin skaliert, wie auch die Schallgeschwindigkeit. Befinden sich,
wie im Fall der Luftexplosion, Ziel und Explosionszentrum in
unterschiedlichen Höhen, so ist für die Skalierung des Überdruck in guter
Näherung die Höhe des Ziels anstatt der Detonationshöhe
ausschlaggebend.Pilzwolke
Nach dem "Wegbrechen" der Druckwelle kühlt sich der Feuerball weiter ab und beginnt sich aufgrund von Konvektion zu heben. Er reißt Staub und Asche mit in die Höhe. Die bekannte Pilzwolke (?Atompilz?) entsteht.
| Druckpegel | Typische Auswirkungen |
| 0,2 PSI | Bruch typischer Fensterscheiben |
| 1 PSI | Fenster zertrümmert, Verletzungen durch Splitter möglich |
| 3 PSI | Wohnhäuser (leichte Bauweise) schwer beschädigt oder zerstört, zahlreiche Schwerverletzte, vereinzelte Todesopfer |
| 5 PSI | Zerstörung der meisten unverstärkten Gebäude, zahlreiche Todesopfer |
| 10 PSI | Zerstörung oder schwere Beschädigung von Stahlbetonbauten, Tod der meisten Einwohner |
| 20 PSI | Zerstörung oder schwere Beschädigung auch schwerer Betonbauten, kaum Überlebende (Hypozentrum von Hiroshima: ca. 30 PSI) |
| 50 PSI | Vollständige Zerstörung aller oberirdischen Bauwerke (Hypozentrum von Nagasaki: ca. 60 PSI) |
| 300 PSI | Völlige Einebnung der Landschaft (Hypozentrum der ?Zar-Bombe?) |
Typische Nutzgebäude wie Fabriken, Kasernen oder sonstige nicht besonders verstärkte Gebäude werden bei einem Überdruck von etwa 5 PSI (ca. 34,5 Pa) oder dem damit korrespondierenden dynamischen Druck zerstört. Bei einer typischen Luftexplosion in einer für die >5-PSI-Zone optimalen Höhe besteht gemäß der Formeln für die optimale Detonationshöhe zwischen Sprengkraft W, optimaler Detonationshöhe H und Wirkungsradius vom Hypozentrum GR folgender Zusammenhang:
Bei Bodendetonationen ist der Radius GROP für die Überdruckzone OP geringer als bei Luftdetonationen, vor allem im Bereich unter 50 PSI:
Die meisten Todesfälle außerhalb von Gebäuden treten durch den dyamischen Druck ein. Menschen und Tiere werden durch die Luft geschleudert und lose Gegenstände können die Wirkung von Geschossen erreichen. Dies ist übrigens auch die größte Gefahr bei starken Wirbelstürmen wie z.B. Tornados. Die Druckwelle ist auch verantwortlich für Brände, welche durch die Zerstörung von Gasleitungen, Stromkabeln und Brennstoffanlagen entstehen.
Bei einer Bodendetonation verursacht der ernome Druck ferner die Bildung eines Explosionskraters. Der Großteil des Erdreiches aus dem Krater lagert sich am Kraterrand ab; Erdreich in unmittelbarer Nähe des Sprengsatzes wird jedoch pulverisiert und mit radioaktiven Rückständen aus dem Spaltmaterial angereichtert. Dieses trägt maßgeblich zum Fallout bei.
Da sich Wärmestrahlung mit Lichtgeschwindigkeit in der Atmosphäre ausbreitet, treten Lichtblitz und Wärmestrahlung gleichzeitig einige Sekunden vor dem Eintreffen der Druckwelle auf.
Blickt man unmittelbar während oder kurz nach der Detonation in Richtung der Explosion, so kann die enorme Lichtintensität noch bis in weite Entfernungen zu vorübergehender oder permanenter Erblindung führen.
Die abgegebene Wärmestrahlung verursacht Verbrennungen der Haut, die mit größerer Entfernung zum Bodennullpunkt abnehmen. Im Hypozentrum ist die Wärmeentwicklung im allgemeinen so stark, dass Lebewesen augenblicklich zur Unkenntlichkeit verbrennen und sogar Metalle verdampfen können. Die Entfernungen in denen Verbrennungen auftreten, sind sehr unterschiedlich, da hohe Luftfeuchtigkeit oder Staubpartikel (Smog) die Intensität abschwächen, Schnee und Eis oder eine niedrige Wolkendecke die Intensität verstärken können. Bei klarem Himmel und durchschnittlicher Sichtweite verursacht eine Luftexplosion von 1 MT Verbrennungen 3. Grades im Umkreis von bis zu 12 km, 2. Grades bis 15 km und 1. Grades bis 18 km.
Zusätzlich können sich Materialien wie Gardinen, Bettwäsche, Laub, Zeitungspapier entzünden. Diese Feuer treten vor dem Eintreffen der Druckwelle auf und werden zum Teil von ihr "ausgeblasen".
Der meiste Fallout wird bei Bodendetonationen erzeugt, wobei Staub durch die Druckwelle aufgewirbelt und gemeinsam mit der Pilzwolke in große Höhen transportiert wird.
Das Ausfallen der Substanzen erfolgt je nach vorherrschender Windrichtung und Windgeschwindigkeit über eine sehr große Fläche. Die am stärksten verseuchten Partikel fallen rund um das Hypozentrum zu Boden, mit zunehmender Entfernung nimmt die Strahlungsintensität ab, dennoch können lokal höhere Konzentrationen (sog. Hotspots) z.B. durch mit verstrahltem Staub angereicherten Regenfällen auftreten.
Ist der Fallout als dünne Staubschicht sichtbar, so ist oftmals die Strahlungsintensität groß genug, um sofortige Gesundheitsschäden verursachen zu können. Wird eine gewisse Dosis erreicht, so führt dies für die betroffenen Personen zu schweren Strahlenschäden, welche entweder die Erkankung an der Strahlenkrankheit oder gar den Tod zur Folge haben.
Alle elektrischen oder elektronischen Geräte und Anlagen mit langen Leitungen oder Antennen und empfindlichen Bauteilen wie Halbleitern und Kondensatoren werden durch den EMP geschädigt. Dazu gehören u.a. die Stromversorgung (Freileitungsnetz), Telefonnetze, Haushaltsgeräte, Radio- und Fernsehsender. Nur Funkgeräte mit sehr kurzen Antennen werden weniger beeinflusst.
Man unterscheidet je nach Art der Zündung zwischen Endo-NEMP und Exo-NEMP (endoatmosphärischer bzw. exoatmosphärischer NEMP), wobei die Varianten hinsichtlich ihrer Intensität und Ausdehnung zum Teil starke Unterschiede aufweisen.
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Ungefähr 35% der freiwerdenden Energie einer Atomexplosion wird in Wärmestrahlung umgesetzt. Folgen der direkten Kernstrahlung
Alle Atomwaffen senden während der Detonation ionisierende Strahlung aus. Die Strahlungsdosis nimmt dabei sehr stark mit der Entfernung vom Hypozentrum ab und hat nur bei kleineren Sprengkräften bis etwa 50 kT eine relevante Auswirkung, da bei größeren Sprengkräften die Wärmestrahlung und die Druckwelle bereits tödlich sind. So forderte die direkte Kernstrahlung bei den Explosionen in Hiroshima und Nagasaki die meisten Todesopfer. Die Betroffenen erkranken an der sog. Strahlenkrankheit. Die direkte Kernstrahlung wirkt nur während der Atomexplosion für die Dauer von ca. 1 Minute - allerdings mit einer sehr hohen Intensität. Kann ein Betroffener die direkte Kernstrahlung durch geeigneten Schutz verkürzen oder ganz vermeiden, wird sein Risiko für die Strahlenkrankheit erheblich reduziert. So überlebten in Hiroshima Menschen, die im Augenblick der Explosion durch beispielsweise eine Betonwand geschützt waren, während ungeschützte Menschen in nur wenigen Metern Abstand an der Strahlenkrankheit starben.Folgen des Fallout
Als Fallout wird ein Gemisch aus verschiedenen radioaktiven Substanzen und Staub bezeichnet, das im Laufe der Zeit aus der Pilzwolke ausfällt oder durch Regen ausgewaschen wird. Folgen des EMP
Der Elektromagnetische Impuls (EMP), im Besonderen NEMP (Nuklearer elektromagnetischer Impuls) ist ein kurzzeitiges, sehr starkes elektromagnetisches Feld, welches auftritt, wenn Röntgen- oder Gammastrahlung mit Elektronen der Luftmoleküle wechselwirkt (Compton-Effekt). Da die Elektronen eine viel kleinere Masse als die Atomkerne haben, werden sie durch den Compton-Effekt wesentlich stärker beeinflusst und radial vom Explosionswert weg getrieben. Dies führt zu einer, aufgrund des atmosphärischen Dichtegradienten leicht asymmetrischen elektrischen Ladungstrennung und damit zu einem elektrischen Dipolmoment. Die Beschleunigung der Elektronen verursacht zudem Magnetfelder, so dass elektromagnetische Wellen entstehen. Der EMP unterscheidet sich von gewöhnlichen Radiowellen in 2 Punkten:
Somit besitzt der EMP Ähnlichkeit mit einem Blitzschlag, was die Auswirkungen auf elektrische Leitungen betrifft, jedoch ist der Spannungsanstieg erheblich steiler als bei natürlichen Blitzen. Darum sprechen Blitzschutzsysteme aufgrund ihrer Trägheit nicht an.Folgen eines Atomkrieges
Die Folgen eines interkontinentalen Atomkrieges lassen sich nicht allein durch bloße Summation zahlreicher Atombomenexplosionen verstehen. Vielmehr sind aufgrund der großen Flächendeckung weitere Auswirkungen zu erwarten:
Über das Ausmaß der einzelnen Folgen herrscht Uneinigkeit, denn eine zuverlässige Vorhersage ist aufgrund der Komplexität allen des Weltklimas und erst recht biologischer und sozialer Systeme kaum möglich. Daher sind diese Angaben sehr allgemein und mit kritischer Distanz zu betrachten.Literatur
Weblinks