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Fachbereichsarbeit
Physik

Universität, Schule

Besigheim MLRS

Note, Lehrer, Jahr

1.3, Unbekannt, 2013

Autor / Copyright
Leon B. ©
Metadaten
Preis 8.00
Format: pdf
Größe: 0.87 Mb
Ohne Kopierschutz
Bewertung
sternsternsternsternstern_0.2
ID# 59237







FIP - Atombombe

Fach: Physik (NWA)

Klasse: 10D

Schuljahr: 13/14

Inhaltsangabe:

Inhaltsangabe…………………………………………………………………………………………………… 1

  1. Einleitung………………………………………………………………………………………………. 2

  • Begriff………………………………………………………………………………………………… 2

  1. Geschichte……………………………………………………………………………………………… 2

  • Entwicklung……………………………………………………………………………………………2

  • Atomtests………………………………………………………………………………………………3

  • Historische Vorfälle………………………………………………………………………… … 4

  1. Aufbau…………………………………………………………………………………………………… 5

3.1 Innerer Aufbau………………………………………………………………………………… 5

  • Gun – Design………………………………………………………………………………………… 5

  • Implosions Design………………………………………………………………………………… 6

  • Wasserstoffbombe/H-Bombe………………………………………………………………. 7

  • Teller – Ulam – Design…………………………………………………………………………….7

3.2 Äußerer Aufbau………………………………………………………………………………….8

  • Höhenmesser……………………………………………………………………………………… 8

  • Luftdruckzünder……………………………………………………………………………….……8

  1. Explosion…………………………………………………………………………………………….……9

  • Kontrollierte Kettenreaktion………………………………………………………….………9

  • Unkontrollierte Kettenreaktion……………………………………………………….…….9

  • Explosion…………………………………………………………………………………….….…….10

  • Wirkungsgrad……………………………………………………………………………….…… .11

  1. Allgemein……………………………………………………………………………………….………11

  • Overkill……………………………………………………………………………………… ……….11

  • Wettrüsten……………………………………………………………………………… ……… 12

  • In welchen Ländern gibt es Atombomben? 12

  1. Auswirkungen auf Mensch und Natur………………………………………………… .13

  2. Quellen…………………………………………………….....[Volltext lesen]

  • Einleitung

    Begriff:

    Atomwaffen haben einige Namen z.B. Kernwaffen, Nuklearwaffe und eben auch Atombombe, der Begriff Atombombe wird oft als Überbegriff für alle Atomaren Waffen verwendet, denn eigentlich wurden im kalten Krieg die „Atombomben“ an Lang- oder Mittelstreckenraketen gekoppelt und waren nur am Anfang wie bei den Atombomben abwürfen auf Hiroshima und Nagasaki in Flugzeugen transportiert worden, sodass es eigentlich in der weiteren Entwicklung eher Atomraketen waren die jedoch genauso funktionierten sodass Umgangssprachlich immer noch von Atombomben gesprochen wurde.

    1. Geschichte

    Entwicklung:

    Alles begann 1938 in Berlin, die Chemiker Otto Hahn und Fritz Strassmann schossen Neutronen auf ein Uranatom um neue massereichere Elemente zu erzeugen. Doch was dann passierte hatten sie nicht geahnt, das Uranatom U236 teilte sich auf in Barium und Krypton. Diese Informationen sendeten sie dann zu Lise Meitner die dann bestätigte, dass sie somit die Kernspaltung entdeckt hatten.

    Natürlich fand man dann auch schnell raus dass darin ein ungeheures Energie Potential lag, da bei jedem gespalteten Urankern 2 bis 3 neue Neutronen entstehen. Die wiederum 2 bis 3 urankerne spalten können. Danach hat man dann schon 4 bis 9 Neutronen. Das alles geht dabei so schnell also in Bruchteilen von Sekunden sodass ungeheure Energiemengen freigesetzt werden können.

    Das haben dann natürlich auch die Politiker der Kriegsgegner mitbekommen, im Sommer 1939 nämlich, trafen sich Albert Einstein, Lea Szilard, Eugene Wigner und Edward Teller um dem damaligen US-Präsidenten Franklin D. Roosevelt einen Brief zu überreichen wo von einer „extrem starken Bombe“ die Rede war, und weil Einstein damals schon eine Art lebende Legende war glaubte man es ihnen, und Roosevelt beschloss die Entwicklung der amerikanischen Atombombe voranzutreiben.

    Somit startete dass Manhattan Project

    Und im Jahre 1945, nach Jahrelange Anstrengung von vielen Wissenschaftlern, Forschern und Ingenieuren gelang es ihnen das gewünschte Resultat her zu stellen, die erste Atombombe. Am 16. Juli 1945 früh am Morgen wurde dann in Alamogordon, im Süden von New Mexiko die neue Waffe „The Gadget“ getestet, sie explodierte in einem grellen Blitz, welcher den kompletten Himmel aufhellte.

    Der Lichtblitz war so grell das selbst Einwohner aus weit entfernten Gemeinden von zwei Sonnen sprachen. Die Explosion war so groß, damit hatte zu diesem Zeitpunkt keiner der Wissenschaftler gerechnet. Die Reaktionen der Wissenschaftler war sehr unterschiedlich, doch größtenteils wich die anfängliche Freunde über diesen grandiosen Erfolg in schwere Schuldgefühle.

    Viele von ihnen unterzeichneten sofort nach der Testexplosion Petitionen zur Vernichtung dieser Waffengattung, was jedoch nichts brachte.

    Ab diesem Tag startete das Atomzeitalter.

    Atomtests:

    • Bis zum heutigen Tage wurden rund 2050 Atomtests durchgeführt, davon 85% von der Sowjetunion und den Vereinigten Staaten.

    • Der erste Atomtest wurde am 16. Juli 1945 in New Mexico durchgeführt und der letzte bekannte am 12. Februar 2013 in Nordkorea.

    • Atomtests wurden schon unter Wasser, unterirdisch, im Weltall oder einfach auf der Erdoberfläche durchgeführt.

    Die Standorte mit den meisten Atomtests sind

    Nevada (USA) mit ca. 935 Tests,

    Semipalatinsk (damals UdSSR, heute Kasachstan) mit ca. 460 Tests,

    Moruroa (Atomtests von Frankreich) mit ca. 180 Tests,

    und Nowaja Semlja (damals UdSSR heute Russland) mit ca. 130 Tests.

    Historische Beispiele:

    Grundlegen muss man zwei Vorfälle erwähnen, das sind Hiroshima und Nagasaki (beide Japan). Zu beiden Atomabwürfen gibt es eine kleine Vorgeschichte, der 2. Weltkrieg war gerade beendet, doch die Kämpfe zwischen Japan und den USA hielten an, da Japan sich nicht vollkommen den Amerikanern unterwerfen wollte sahen sich die Amerikaner gezwungen die erst kürzlich getestete Atombombe auf die Japaner zu werfen.

    Zum Abwurf auf Hiroshima kam es dann am 6. August 1945, Hiroshima wurde gewählt da es zu diesem Zeitpunkt der Haupt Militärstützpunkt Japans war, die Atombombe nannte sich „Little Boy“, diese wurde aus dem Flugzeug „Enola Gay“ abgeworfen, die Bombe explodierte auf einer Höhe von 580 Metern direkt über der Innenstad Hiroshimas. Wenn man die Auswirkungen betrachtet, ist man auf das Ergebnis gekommen das rund 80% der Innenstadt komplett zerstört wurden, alle Menschen in diesem Bereich verdampften förmlich da die Hitze zu hoch war, das waren ca. 20.000 – 90.000 Menschen.

  • Download Die Entwick­lung und Funk­ti­ons­weise der Atombombe sowie deren Auswir­kungen auf Mensch und Natur.
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    Implosions Design:


    Schematische Darstellung einer Kernspaltungsbombe nach dem Implosions-Design.

    Eine andere Bauweise zeigt die Implosionsbombe Fat Man, die über Nagasaki abgeworfen wurde. Dabei befindet sich in der Mitte das spaltbare Material (i. A. Plutonium, Uran235 oder eine Legierung beider Metalle) als nicht-kritische Masse, entweder als Voll- oder als Hohlkugel. Um das spaltbare Material herum befinden sich mehrere Schichten hochexplosiven Sprengstoffs, wie zum  Beispiel TNT.

    Bei der Zündung richtet sich die Explosionsenergie ins Zentrum der Kugel und komprimiert das spaltbare Material so stark, dass die Masse kritisch wird. Die Implosionsbombe gilt als wirkungsvoller, weil sie schneller zündet als eine Bombe im Gun-Design und eine sehr große Menge spaltbaren Materials verwendet werden kann. Außerdem ist die Ausbeutung des atomaren Sprengstoffs höher, weil das Spaltmaterial während der Detonation zeitlich länger und in günstigerer Form zusammenbleibt.

    Wasserstoffbombe / H-Bombe:

    Bei Kernfusionswaffen (Wasserstoffbomben) dient ein herkömmlicher Atomsprengsatz (Fissionssprengsatz) dazu, die Isotope Deuterium und Tritium zu fusionieren.

    Bei Wasserstoffbombe wird neben einem als Zünder fungierenden Fissionssprengsatz eine große Menge der Wasserstoffisotope Tritium oder Deuterium angeordnet. Die Explosion des Fissionssprengsatzes soll den Wasserstoff auf Zündtemperatur erhitzen und den benötigten Druck erzeugen, sodass der Fusionssprengstoff zündet.

    Das Design der Bombe Classical Super mit einer einfachen Fusionsmasse neben oder um einen Fissionskern ist für Wasserstoffbomben ungeeignet da die Wirkung schlichtweg zu gering und die Kosten des Tritium-Deuterium Gemisches zu hoch waren, eine Bombe dieses Typs wurde nie gebaut. Allerdings wurde ein ähnliches Design für  die Neutronenbombe verwendet, da dort nur eine sehr kleine Menge Tritium-Deuterium benötigt wird und deshalb die Kosten klein bleiben.

    Teller - Ulam - Design:

    Beim Teller-Ulam-Design wurden die Schwierigkeiten der Classical Super von dem sowjetischen Forscher Sacharow gelöst. Der primäre Fissionssprengsatz und der sekundäre Fusionssprengsatz befinden sich in einem Gehäuse mit einem Hohlraum. Durch die Explosion des Fissionssprengsatzes, der dabei in Plasma verwandelt wird, entstehen so hohe Temperaturen, dass das Fissionsplasma im Röntgenbereich strahlt.

    Das Gehäuse wird von der Röntgenstrahlung erfüllt, was den Mantel des Fusionskernes auf die gleichen Temperaturen erhitzt. Diesen Vorgang nennt man „Thermalisierung“. Durch die Aufheizung verdampfen die äußeren Schichten des sekundären Sprengsatzes explosionsartig, wodurch eine Komprimierung und eine nach innen gerichtete Schockwelle ausgelöst werden. Im Zentrum des Fusionskernes kolla.....

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    1. Explosion


    Kontrollierte Kettenreaktion:

    Es gibt aber noch die unkontrollierten Kettenreaktion bei der unterschied ist das da kein Moderator besteht der die Energie kontrolliert und kein Moderator werden bei der Atombombe benutzt.


    Unkontrollierte Kettenreaktion:

    Kontrollierte Kettenreaktionen werden in Kernkraftwerken verwendet, um Energie zu erzeugen. Doch damit der Prozess geregelt werden kann, muss ein Moderator eingesetzt werden. Ein Moderator ist dazu da die Neutronen schnell abzubremsen. Heutzutage benutzt man Wasser dazu, früherer war es Grafit/Kohlenstoff seit den Vorfall Tschernobyl wird es nicht mehr benutzt. Es wird geachtet dass die Anzahl der Neutronen gleich bleibt.

    Und das es nicht zur Explosion führt.


    .....

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    Bei einer Atomexplosionen werden Atomkerne mit Neutronen beschossen dies führt zur Kernspaltung und es kommt zu ein Massenverlust und die Energie wird in Strahlung oder Wärmeenergie umgewandelt dabei wird eine große Explosion freigesetzt.


    Wirkungsgrad:

    Atombomben haben allgemein einen sehr niedrigen Wirkungsgrad auch wenn das die riesigen Atompilze nicht vermuten lassen. Die Atombombe von Nagasaki hatte gerade einmal einen Wirkungsgrad von 21% erreicht, es wurden also nur 21% der Energie die in dem Uran-235 steckten ausgenutzt und explodiert also in Explosion Energie umgewandelt.

    In den Folge Jahren wurden dann vor allem Wasserstoffbomben die auf dem Prinzip der herkömmlichen Atombombe basierten entwickelt, die zwar einen höheren Wirkungsgrad aufwiesen jedoch immer noch nicht das gewünschte Ergebnis brachten.

    1. Allg.....

    Overkill:

    Der „Overkill“ bezeichnet die totale Zerstörung der Planeten Erde und damit auch das auslöschen der Menschheit. Im Kalten Krieg stand die Welt ein paarmal vor der völligen Zerstörung durch einen Atomkrieg zwischen den USA und der Sowjetunion. Wie oft man die Erde mit den vorhandenen Atomwaffen hätte zerstören können wurde nie genau geklärt, da die Atommächte bis heute nicht ihre Anzahl an Atomaren Waffen offen gelegt haben.

    Es gibt zwar einige Theorien wie oft es vielleicht gegangen wäre allerdings ist keine davon bestätigt. Was aber in der Zeit des Kalten Kriegs sehr verbreitet war war die Annahme dass man die Erde komplett zerstören könne, heute ist man sich da nicht mehr ganz sicher, es gibt auch einige Theorien wonach die Menschheit in ihrer Entwicklung nur um einige Jahrhunderte zurück geworfen werden würde auch hier handelt es sich nur um Theorien und es würde nie eine davon zu 100% nachgewiesen da es schließlich noch nie vorkam allerdings ist wohl auch niemand drauf scharf es auszuprobieren.

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    Offizielle Atommächte sind z.B. die USA oder Russland, also Länder die bestätigt Atomwaffen besitzen und auch den Atomwaffensperrvertrag Unterzeichnet haben der Vorsieht das das Land keinem weiteren Land den Zugang zu Atomwaffen ermöglichen oder ihnen helfen sich eine zu beschaffen.

    Faktische Atommächte sind z.B. Israel oder Indien, also Länder die ebenfalls denn besitz an Atomwaffen bestätigt haben allerdings den Atomwaffensperrvertrag nicht unterzeichnet haben.

    Die dritte Art von Atommächten sind Länder sie nie offiziell bestätigt haben das sie welche besitzen man aber davon ausgeht das sie schon welche haben oder zumindest daran arbeiten sich eine zu beschaffen.

    1. Auswirkungen .....

    Es gibt einige Folgen einer Atombombe einmal von der Sicht der Menschen (Mutationen, Schäden) und der Natur (Pflanzen, Grundwasser). Die Atombombe hat eine Druckwelle die alles in irrerer Umgebung in Brand setzt, weil so viel Energie freigesetzt. Es wurden damals mehrere Bäume abgebrannt und viele Gebäude zerstört (ich orientiere mich an den Folgen von Hiroshima in Jahre 1957, ein paar Aufnahmen zum Beispiel bei einer Brücke konnte man die Druckwelle sehen da das Geländer der Brücke es geschützt hatte (eingebrannte Schatten).

    Einige Kilometer entfernt sah man immer noch die Schäden der Atombombe mehrere Häuser hatten eine leichte Neigung in der Richtungen der Detonation (chemische Explosion) und die Fenster der Häuser waren zerstört. Die Stadt war voll mit Trümmerhaufen der zerstörten Gebäude. Aber heutzutage ist es möglich dort zu Leben die Japaner haben alles wieder neu Aufgebaut.



    Die Atombombe verseuchte damals das Grundwasser und die Felder deswegen starben in diesem Jahr mehrer Menschen noch. Die Menschen die damals geboren wurden als die Atombombe gezündet wurde, hatten eine körperliche oder geistige Behinderung. Die überlebenden Menschen hatten oftmals große Brandwunden. Viele verloren ein Körperteil, z.B. einen Arm oder ein Bein. Jede Überlebende Person verlor mindestens ein Familienmitglied, wo damals erst die Menschen über den Schmerz sehr schwer hinweg kamen.

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    Quellen & Links

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