Die Sorge vor einer Atombombe ist angesichts aktueller geopolitischer Spannungen, wie dem russischen Angriffskrieg, so präsent wie lange nicht mehr. Forscher der Universität von Nikosia auf Zypern haben sich mit der Frage beschäftigt, ob Schutz vor einer nuklearen Explosion möglich ist. Ihre Studie wurde im Fachmagazin »Physics of Fluids« veröffentlicht und beleuchtet verschiedene Aspekte der Gefahren und möglichen Schutzmaßnahmen.
Die unmittelbaren Gefahren einer nuklearen Explosion
Die schlechte Nachricht vorweg: Es gibt keinen wirklich sicheren Ort während einer nuklearen Explosion. Alles, was sich in unmittelbarer Nähe, im Umkreis weniger Kilometer, befindet, wird augenblicklich verdampft. Die Strahlung stellt selbst aus größerer Entfernung eine ernste Gesundheitsgefahr dar, und radioaktiver Niederschlag kann noch Jahre nach der Explosion Auswirkungen haben.
Eine weitere, oft unterschätzte Gefahr ist die durch die Explosion erzeugte Druckwelle. Diese kann so extreme Fluggeschwindigkeiten der Luft erzeugen, dass Menschen weggeschleudert werden - je nach Sprengkraft der Bombe auch Dutzende Kilometer vom Einschlagort entfernt.
Schutz in Innenräumen: Eine Simulation
Die Studienautoren untersuchten die Auswirkungen der Druckwelle auf Menschen, die in Innenräumen Schutz suchen. Sie simulierten mit Computermodellen die Bedingungen in Räumen eines Betongebäudes, das einer solchen Druckwelle standhalten könnte. Dabei wurde die Explosion einer typischen Interkontinentalrakete mit einem 750-Kilotonnen-Sprengkopf modelliert. Zum Vergleich: Die Sprengkraft der Atombomben über Japan 1945 lag bei etwa 16 und 24 Kilotonnen, während die größte jemals getestete Bombe der Sowjetunion 1961 eine Sprengkraft von rund 50.000 Kilotonnen hatte.
Die Grenzen des Schutzes in stabilen Gebäuden
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass es nicht ausreicht, sich lediglich in einem stabilen Gebäude zu befinden. Enge Räume können die Fluggeschwindigkeit der Luft erhöhen, da die Luft von Wänden zurückgeworfen wird und sich um Ecken biegen kann. Im schlimmsten Fall kann dies eine Kraft erzeugen, die dem 18-fachen Körpergewicht eines Menschen entspricht.
„Unsere Studie zeigt, dass hohe Fluggeschwindigkeiten nach wie vor eine erhebliche Gefahr darstellen und immer noch zu schweren Verletzungen oder sogar Todesfällen führen können“, erklärte Dimitris Drikakis, einer der Autoren.
Gefährlichste Orte in Innenräumen
Laut der Studie sind die gefährlichsten Orte in Innenräumen:
- In der Nähe von Fenstern
- In Korridoren
- In der Nähe von Türen
„Die Leute sollten sich von diesen Orten fernhalten und sofort Schutz suchen“, riet Studienautor Ioannis Kokkinakis. Er empfahl stattdessen, sich auch in einem der Explosion zugewandten Raum so zu positionieren, dass man vor den hohen Fluggeschwindigkeiten geschützt ist.
Die Natur von Kernwaffen
Eine Kernwaffe (auch Atomwaffe, Nuklearwaffe, Atombombe oder Atomsprengkopf genannt) nutzt kernphysikalische Reaktionen - Kernspaltung und/oder Kernfusion - zur Energiefreisetzung. Im Gegensatz dazu beziehen konventionelle Waffen ihre Energie aus chemischen Reaktionen, bei denen die Atomkerne unverändert bleiben. Kernwaffen gehören zusammen mit biologischen und chemischen Waffen zu den Massenvernichtungswaffen.
Bei der Explosion einer Kernwaffe wird eine immense Energiemenge in Form von Hitze, Druckwelle und ionisierender Strahlung freigesetzt. Dies kann eine ganze Stadt zerstören und hunderttausende Menschen töten. Die Strahlung verursacht akute Strahlenkrankheit und langfristige Gesundheitsschäden.
Historische Entwicklung und Einsatz von Atomwaffen
Die Möglichkeit, die Sprengkraft von tausenden Tonnen TNT in militärisch einsetzbaren Sprengkörpern zu realisieren, eröffnete sich gegen Ende des Zweiten Weltkriegs durch die Kernspaltung. Die erste Atombombe wurde von den USA im Manhattan-Projekt entwickelt. Der erste Kernwaffentest fand am 16. Juli 1945 unter dem Projektnamen Trinity statt.
Die ersten und bisher einzigen militärischen Einsätze von Atombomben erfolgten am 6. und 9. August 1945 über den japanischen Städten Hiroshima und Nagasaki. Seitdem wurden Atombomben nicht mehr als Waffen eingesetzt.
Das Manhattan-Projekt
Die Entscheidung zum Bau der Atombombe fiel in den USA am 9. Oktober 1941 unter Präsident Franklin Roosevelt, um der Entwicklung durch Nazi-Deutschland zuvorzukommen. Bereits im August 1939 hatten die aus Deutschland geflohenen Physiker Leo Szilard und Albert Einstein Präsident Roosevelt in einem Brief vor dem deutschen Atomwaffenprogramm gewarnt und zur Initiierung eines amerikanischen Forschungsprogramms aufgerufen. Ende 1942 wurde das „Manhattan-Projekt“ ins Leben gerufen, das mit immensen Mitteln ausgestattet war. Über 100.000 Menschen arbeiteten an über 30 Standorten in den USA und anderen Ländern an der Entwicklung der tödlichsten Waffe der damaligen Zeit. Oberst Leslie Groves leitete das Projekt, wissenschaftlicher Direktor war Physiker Robert Oppenheimer, der das Forschungslabor in Los Alamos aufbaute.
Die ersten Einsätze und ihre Folgen
Nach dem erfolgreichen Trinity-Test am 16. Juli 1945 wurde die erste Atombombe, „Little Boy“ (Uran-235), am 6. August 1945 über Hiroshima abgeworfen. Die Detonation erfolgte etwa 600 Meter über dem Boden. Drei Tage später, am 9. August 1945, wurde die zweite Atombombe, „Fat Man“ (Plutonium-239), über Nagasaki abgeworfen. Aufgrund von Wetterbedingungen und Geländebeschaffenheit war die Zerstörung in Nagasaki weniger umfassend als in Hiroshima, obwohl die Bombe eine höhere Sprengkraft hatte.
Die Opferzahlen der Atombombenabwürfe sind bis heute Gegenstand von Diskussionen. Schätzungen gehen von 90.000 bis 120.000 Toten in Hiroshima und zehntausenden in Nagasaki aus, die entweder unmittelbar starben oder an den Folgen der Strahlenbelastung in den folgenden Monaten und Jahren erlagen. Etwa 80 Prozent der Innenstadt Hiroshimas wurden zerstört.
Hiroshima: Warum wurde die Atombombe abgeworfen? | Terra X
Das nukleare Wettrüsten und das „Gleichgewicht des Schreckens“
Nach dem Zweiten Weltkrieg begann ein massives nukleares Wettrüsten zwischen den USA und der Sowjetunion. Die USA besaßen zunächst als einzige Atommacht die Waffen, doch die Sowjetunion zündete 1949 ihre erste Atombombe. Dies führte zu einem globalen Rüstungswettlauf, der das sogenannte „Gleichgewicht des Schreckens“ hervorbrachte. Einige Politiker und Politikwissenschaftler schreiben diesem Gleichgewicht eine hemmende Wirkung auf direkte militärische Konfrontationen zwischen den beiden Militärblöcken im Kalten Krieg zu.
Heute besitzen die neun Atommächte weltweit schätzungsweise 12.705 Atomwaffen, davon sind etwa 3.732 direkt auf Trägersysteme montiert und einsatzbereit.
Die Entwicklung von Wasserstoffbomben
Die Weiterentwicklung von Kernwaffen führte zur Wasserstoffbombe (H-Bombe), die auf Kernfusion basiert. Die USA zündeten ihre erste Wasserstoffbombe 1952, die Sowjetunion 1953. Diese Waffen sind um ein Vielfaches stärker als die ursprünglichen Atombomben.
Auswirkungen und Risiken von Kernwaffen
Die bei der Explosion einer Nuklearwaffe freigesetzte Energie wird in Kilotonnen (kT) angegeben, was der Energie von 1000 Tonnen TNT entspricht. Die Auswirkungen einer nuklearen Explosion sind vielfältig:
- Thermische Strahlung: Erzeugt extreme Hitze und kann Brände auslösen.
- Druckwelle: Eine schockartige Ausbreitung von Luft, die Gebäude zerstört.
- Ionierende Strahlung: Direkte Strahlung (Gammastrahlen, Neutronen) verursacht Zellschäden und DNA-Mutationen.
- Radioaktiver Niederschlag (Fallout): Radioaktive Partikel, die in die Atmosphäre geschleudert werden und sich über weite Gebiete verteilen können, stellen eine langfristige Gefahr dar.
Die Sprengkraft der Bomben auf Hiroshima und Nagasaki war im Vergleich zu heutigen Atomwaffen gering. Die Sowjetunion demonstrierte 1961 mit der „Zar-Bombe“ eine Sprengkraft von über 50 Millionen Tonnen TNT.
Globale Folgen eines Atomkriegs
Studien prognostizieren verheerende globale Effekte nach dem Einsatz von Atomwaffen. Bereits der Einsatz von 100 Atomwaffen könnte zu Hungersnöten durch massive Ernteausfälle führen. Klimasimulationen zeigen die Entwicklung einer nuklearen Mini-Eiszeit mit drastischen Folgen für marine Lebensräume.
Ein lokaler Atomkrieg, wie zwischen Indien und Pakistan, könnte laut Schätzungen 164 Millionen Todesopfer fordern und zu einer globalen Hungersnot führen, von der mehr als fünf Milliarden Menschen betroffen wären.
Die Rolle von Kernwaffen in der internationalen Sicherheit
Kernwaffen spielten eine bedeutende Rolle im Kalten Krieg und trugen zum sogenannten „Gleichgewicht des Schreckens“ bei. Trotz zahlreicher Bemühungen um Rüstungskontrolle und Abrüstung (z. B. der Atomwaffensperrvertrag von 1968) bleibt die Gefahr eines Atomkriegs bestehen.
Die Entwicklung kleinerer, taktischer Kernwaffen wird als besondere Gefahr angesehen, da ihr Einsatz möglicherweise eine geringere Schwelle zur Anwendung hätte. Dies könnte zu einem „begrenzten“ Atomkrieg führen, mit potenziell verheerenden lokalen und regionalen Folgen.
Rüstungskontrolle und Abrüstung
Internationale Abkommen wie das Moskauer Atomteststoppabkommen (1963) und der Atomwaffensperrvertrag (1968) zielen darauf ab, die Verbreitung und den Einsatz von Kernwaffen zu verhindern. Der Vertrag zum Verbot von Atomwaffen (2017) hat bisher jedoch keine Beitritte von Atommächten erfahren.
Die Diskussion um die Notwendigkeit und den Einsatz von Atomwaffen hält an. Während Befürworter argumentieren, dass sie zur Kriegsverhinderung beitragen, warnen Kritiker vor den katastrophalen humanitären Folgen und der Gefahr einer Eskalation.
Die chemische und physikalische Zusammensetzung
Die Sprengkraft von Atomwaffen beruht auf Uran und/oder Plutonium. Plutonium ist ein Nebenprodukt der Kernspaltung in Reaktoren. Uranerz und dessen Abbauprodukte können bei Arbeitern und umliegender Bevölkerung zu Erkrankungen führen. Uranabbau findet oft auf dem Land indigener Völker statt.
Bei einer Kernspaltungsbombe wird eine überkritische Masse an spaltbarem Material (typischerweise Uran-235 oder Plutonium-239) zusammengebracht, um eine Kettenreaktion auszulösen. Bei einer Fusionsbombe wird zunächst eine Kernspaltungsbombe gezündet, um die für die Fusion notwendigen hohen Temperaturen und Drücke zu erzeugen.
Konstruktion und Zündung
Es gibt zwei Hauptkonstruktionen für Kernspaltungsbomben:
- Gun-Design: Hierbei wird eine unterkritische Masse auf eine andere geschossen, um die kritische Masse zu erreichen.
- Implosion: Das spaltbare Material liegt als Hohlkugel vor und wird durch die Explosion von umgebendem Sprengstoff im Zentrum komprimiert, um die kritische Masse zu erreichen. Die Trinity-Bombe und die Nagasaki-Bombe waren Implosionsbomben.
Die Zündung erfolgt über eine Reihe von elektrischen Zündern, die präzise gesteuert werden.
Die Rolle von Atomwaffen in Deutschland
Deutschland ist seit 1975 dem Nichtverbreitungsvertrag von Atomwaffen (NPT) beigetreten. Dennoch sind US-Atombomben vom Typ B61 in Deutschland stationiert. Die deutsche Bundesregierung hat beschlossen, neue Flugzeuge (F-35) zur Durchführung von Einsätzen mit Atomwaffen zu beschaffen, was von Umweltorganisationen wie Greenpeace kritisiert wird.
Die Sorge vor einem Atomkrieg ist angesichts der aktuellen politischen Lage präsent. Aktivismus und Aufklärung, wie durch Organisationen wie ICAN, werden als Mittel im Umgang mit dieser Angst und zur Förderung von Abrüstung betrachtet.