Funktionsweise der Wasserstoffbombe: Prinzip und Kraft

Um zu verstehen, wie eine Wasserstoffbombe funktioniert, schauen wir uns den Aufbau einer Atomwaffe an. Das Funktionsprinzip der Atombombe basiert auf dem Phänomen des radioaktiven Zerfalls. Aber die Materialien, aus denen der Kern einer Atomwaffe besteht, sind nicht nur radioaktiv, sie neigen auch zu einer Kettenreaktion.

Die Kerne radioaktiver Elemente sind ziemlich schwer: Sie enthalten viele Neutronen und Protonen. Aber solche Systeme sind instabil: Die Protonen im Kern stoßen sich stark ab, wodurch sie mit der Zeit in kleinere und stabilere „Fragmente“ zerfallen. Als Ergebnis dieses Zerfalls wird eine beträchtliche Menge an Energie freigesetzt. Einige Reaktionen, wie der Zerfall von Uran, erzeugen als Nebenprodukt auch Neutronen. Dank dieser Teilchen, die nach dem Zerfall eines Atoms eine hohe Geschwindigkeit erreichen können, sind die Kettenreaktionen möglich, die Atomwaffen zugrunde liegen.

Um eine Kettenreaktion auszulösen, müssen Sie ein Uranatom mit einem Neutron “treffen”. Dadurch entstehen Spaltfragmente und zwei Neutronen, die jeweils auch ein Uranatom treffen können. Somit beginnt die Anzahl der Zerfälle exponentiell zuzunehmen. Um jedoch einen solchen Prozess zu starten, muss eine kritische Masse an Material erreicht werden. Wenn die Uranmasse in der Atomladung kleiner als die kritische ist, kommt es zu keiner Explosion. Dazu werden mehrere Teile radioaktiven Materials getrennt voneinander in eine Atombombe eingebracht. Im Moment der Explosion kollidieren Sprengladungen mit diesen Teilen, eine kritische Masse wird erreicht und der Explosionsprozess beginnt.

Die Wasserstoffbombe nutzt Kernfusion statt radioaktiven Zerfalls. Dabei verschmelzen die Atomkerne zu einem schwereren Element. Als Nebenprodukt wird eine riesige Menge Energie freigesetzt – viel mehr als bei der Kernspaltung. Um eine solche Fusion zu realisieren, ist es jedoch notwendig, die Substanz so zu komprimieren, dass die Kerne ihrer Atome buchstäblich ineinander „eintreten“. In Wasserstoffbomben werden dafür Nuklearladungen verwendet. Zum Zeitpunkt der Explosion komprimieren und erhitzen sie das Deuterium im Kern der Bombe, sodass eine Fusionsreaktion stattfindet. Dadurch ist die Explosionskraft einer thermonuklearen Waffe mehr als fünfmal höher als die einer Atombombe, und die Verteilungsfläche radioaktiver Niederschläge nimmt um das 5- bis 10-fache zu.