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Entwicklung der Atombombe
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Entwicklung der Atombombe

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Von der Entdeckung der Kernspaltung über die Entwicklung der Atombombe bis zum Abwurf auf Hirsohima und Nagasaki

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    Entwicklung der Atombombe Entwicklung der Atombombe Presentation Transcript

    • 1. Dezember 2008 Die Entwicklung der Atombombe Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 1
    • 1. Dezember 2008 ENTDECKUNG DER KERNSPALTUNG DIE BIS DAHIN FÜR UNMÖGLICH GEHALTEN WURDE Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 2
    • 1. Dezember 2008 Entdeckung durch: Otto Hahn Fritz Straßmann Lise Meitner Nachweis von radioaktivem Barium Spaltung von U-235 Ziel: Nutzung der Kernspaltung durch Neutronenbeschuss Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 3
    • 1. Dezember 2008 1 0n + 235 92 U → 236 92 U → 139 56 Ba + 94 36 Kr + 31 n + E 0 Entdeckung von radioaktivem Barium Hohe Energieemission (E=mc2) Nachweis von Kryptium durch dessen Zerfallsprodukte Nachweis der Neutronen z. B. durch 6Li(n,α)3H Annahme: Uran - 238 verantwortentlich für die __________Kernreaktion Aber: Versuche mit Thorium zeigten keine __________erhöhte Anzahl von Spaltungen bei __________thermischen Neutronen Lise Meitner und Otto Hahn PROBLEME BEI DER GRUNDLAGENFORSCHUNG Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 4
    • 1. Dezember 2008 1 0n + 235 92 U → 236 92 U → 139 56 Ba + 94 36 Kr + 31 n + E 0 Annahme: Uran - 238 verantwortentlich für die __________Kernreaktion Aber: Versuche mit Thorium zeigten keine __________erhöhte Anzahl von Spaltungen bei __________thermischen Neutronen Idee Bohrs: Uran - 235 als Isotop, das durch _____ ___________ thermische Neutronen gespalten wird Niels Bohr mit Albert Einstein PROBLEME BEI DER GRUNDLAGENFORSCHUNG Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 5
    • 1. Dezember 2008 1 0n + 235 92 U → 236 92 U → 139 56 Ba + 94 36 Kr + 31 n + E 0 Wirkungsquerschnitt Wirkungsquerschnitt Absorption (ca. 25 eV) Absorption (ca. 25 eV) Spaltung (ab 1 MeV) Spaltung (ab 1 MeV) Energie der Neutronen Energie der Neutronen U-235 verantwortlich für die Kernspaltung Wirkungsquerschnitt Spaltung (unabhängig von der Energie) Energie der Neutronen Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 6
    • 1. Dezember 2008 Das Uranprojekt Mitglieder des Uranvereins: Werner Heisenberg Hans Geiger Otto Hahn Deutsche Uranversuche Ziele: Uranmaschine Atombombe Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 7
    • 1. Dezember 2008 Grundlage des Uranprojekts U-235 als thermonukleares Brennmaterial Kritische Masse: U-235: 50kg Schweres Wasser(D2O) als Moderator Pu-239: 10kg (Bremsmittel) für die Neutronen D2O: 5-10t Plattenanordung (Heisenberg) Produktion: 3-4t D2O pro Jahr in ➡ Keine Neutronenvermehrung Norwegen Grund: ➡ Produktion und Zu geringe Anreicherung Anreicherung an erhöhen U-235 Plattenanordnung nicht ideal Kettenreaktion Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 8
    • 1. Dezember 2008 Produktion von schwerem Wasser Verfahren zur Produktion von D2O: Elektrolyse Katalytischer Austauschprozess Rektifizierung von flüssigem Wasserstoff Niederdruck Rektifizierung Norsk Hydro in Norwegen ➡ Kostenpunkt pro Tonne: 500.000 Reichsmark ➡ Kein Bau von neuen Anlagen zur Erhöhung der Kapazität Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 9
    • 1. Dezember 2008 Anreicherung von U-235 Verhältnis von U-235 zu U-238: 1 - 139 Verfahren zur Anreicherung: Zentrifugen ➡ sehr teuer elektrogmagnetischer Isotopenseperator elekotromagnetischer Isotopenseperator ➡ Kein funktionierender Zyklotron vorhanden Clusius-Dickelsches Trennrohr (Gasdiffusion) ➡ Schnelle Korrosion, kaum Anreicherung ➡ sehr wenig spaltbares Material Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 10 9
    • 1. Dezember 2008 Versuch - Uranmaschine B-VIII Entwurf von Werner Heisenberg Gitteranordnung mit 680 Uranwürfeln Gefüllt mit D2O als Moderator Graphitummantelung ➡ Verzehnfachen der Anzahl der Neutronen Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 11 9
    • 1. Dezember 2008 Kein Masterplan Aber: Keine feste Struktur Pläne für den Bau einer Wasserstoffbombe(Kernfusion) Einstufung als nicht kriegsrelevant vorhanden (Materialmangel) Möglicherweise: Test einer Keine Möglichkeit Plutonium zu „taktischen“ Atombombe erzeugen Keine Isotopentrennung im industriellen Maßstab Kein funktionierender Kernreaktor PROBLEME DIE ZUM MISSERFOLG DES UNTERNEHMENS FÜHRTEN Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 12
    • 1. Dezember 2008 Manhattanprojekt Leitung: Robert Oppenheimer Leslie R. Groves Ursache: Angst vor einer Los Alamos in New Mexico Deutschen Atombombe Spionage (Alsos-Mission) Petition von vertriebenen Wissenschaftlern an Präsident Roosevelt Pearl Habor Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 13
    • 1. Dezember 2008 Grundelage des Manhattanprojekts Auch U-235 als thermonukleares Brennmaterial Kohlenstoff als Moderator (Bremsmittel) Von Beginn an Gitteranordnung Höhere Anreicherung als bei den Deutschen ➡ Neutronenvermehrung ➡ Bau des 1. Reaktor Kettenreaktion Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 14
    • 1. Dezember 2008 CHICAGO PILE ONE (CP-1) Der erste Kernreaktor - Dezember 1942 Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 15
    • 1. Dezember 2008 Errichtung von riesigen Fabrikanlagen Calcutronen zur Herstellung von angereichertem Uran Gasdiffusionsanlagen ebenfalls zur Anreicherung Bau von Reaktoren zur Herstellung von Plutonium (Site W) Site W Calcutron im Bau Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 16
    • 1. Dezember 2008 Die 2 Arten von Atombomben Uranbombe Plutoniumbombe 1. Stabilisierungsflossen 2. Heckkegel 3. Lufteinlassröhren 4. Luftdruckzünder 5. Bleiabschirmung 6. Zünderanschluss 7. Konventionelle Sprengladung 8. Zündkopf 9. U-235 quot;Kugelquot; 10.Schusskanal 11.U-235 quot;Zielquot; mit 1. 2. u. 3: Implosionsanordung Aussparung 2. Neutronenquelle (Neutronenreflektor 3. Hohlkugel aus Plutonium genau darüber) 4. Komprimierende Welle 12.Fernüberwachungssonden 13.Zünder Kritische Masse durch Kritische Masse durch Zusammenschuss 2er unterkritischer Implusionsdesign (komplizierter) Massen Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 17
    • 1. Dezember 2008 Trinity (engl. Dreifaltigkeit) Die erste Atombombe Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 18
    • 1. Dezember 2008 EXPLOSION TRINITYS Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 19
    • 1. Dezember 2008 Gründe für die Wahl: Bis dahin verschont von amerikanischen Bombardements Truppensammelpunkt Zerstörung Wie 13.000 t TNT Temperaturen bis 10 Millionen Grad 100.000 sofort tot Atombombenabwurf auf Hiroshima „Little Boy“ Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 20
    • 1. Dezember 2008 Gründe für die Wahl: Ausweichziel wegen schlechtem Wetter (anstelle von Kokuna) Mitsubishi-Rüstungskonzern Zerstörung Wie 21.000 t TNT Halbes Stadtgebiet eingeebnet 22.000 sofort tot Viele 10.000 starben an den Spätfolgen Atombombenabwurf auf Nagasaki „Little Boy“ Die Entwicklung der Atombombe Severin Fink 21