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Movinaking
Movinaking (Rang: Master)

Atomwaffe Implosion

Ich nochmal wieder zur Atombombe.
Es gibt ja die 2 Zündungsarten Gun Design (<-- ziemlich simpel) und die Implosion.
ich verstehe nicht wie das mit der Implosion ablaufen soll. Ist die MAsse im Sprengkörper schon vorher kritisch, jedoch reagiert sie nciht oder ist sie unterkritisch und wird durch die explosion um sie herum kritisch. aber warum wird diese kritisch? mit der dichte verstehe ich das nicht so ganz. Und warum ausgerechnet kreisförmig?

Hinzu kommt nach das ich nicht verstehe warum c der faktor zum errechnen der energie ist.
Danke!

2 Antworten

1007255
gartenschlauch2

gartenschlauch2

Rang: Einsteiger (0)

111 Minuten nachdem die Frage gestellt worden ist (08.02.2013 00:11)

1

Die Kritische Masse bezeichnet den Zustand, bei der die Reaktionsrate exakt konstant bleibt. D.h. pro Zerfall wird durchschnittlich genau ein weiterer Zerfall ausgelöst. Überkritisch bedeutet, dass die Reaktionsrate ansteigt, es folgt eine Kettenreaktion (-> Explosion der Bombe).
Die Kritische Masse ist neben der Masse und des Stoffes auch von der Umgebung (z.B. Reflektion der Neutronen an Wänden) und der Dichte des Materials (bei höherer Dichte statistisch grössere Chance, dass ein Neutron einen Atomkern trifft).

Bei einer Kernwaffe liegt vor der Zündung offensichtlich ein unterkritischer Zustand vor (sonst würde die Bombe explodieren), durch die Zündung wird ein überkritischer Zustand erreicht. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Gun-Design: Man schiesst eine (unterkritische) Kernsprengstoffladung auf eine zweite. Zusammen erreichen sie die kritische Masse -> Explosion.
Dieses Konzept kam bei der Hiroshimabombe zum Einsatz.

2. Implosion: Man sorgt durch kugelförmig angebrachte Sprengladungen dafür, dass die Kernsprengdtoffladung in der Mitte komprimiert wird, dadurch erhöht sich die Dichte, es folgt ein überkritischer Zustand -> Explosion. Nagasaki wurde so durchgeführt.

Um die freigesetzte Energie zu berechnen, bestimmt man den Massendefekt der Kernspaltung. Sei die Masse des Atomkerns zu Beginn m1, die totale Masse der Spaltprodukte m2. Der Massendefekt ist nun md = m1 - m2.
Die freigesetzte Energie entspricht nun E = md * c^2.
Laut der Relativitätstheorie ist m*c^2 die Ruheenergie eines Teilchens. Du kannst dir vorstellen, dass Masse nichts anderes als eine Erscheinungsform der Energie ist, genauso wie elektromagnetische Wellen oder dunkle Energie.

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951211
achimhausg

achimhausg

Rang: Doktorand (1.774) | Relativitätstheorie (81), Einstein (18)

27 Stunden nachdem die Frage gestellt worden ist (09.02.2013 00:35)

2

Bei der heute veralteten Gunmethode wurden lediglich 2 möglichst große unterkritische Massen zusammen geschossen, um einen möglichst großen Effekt zu erzielen.

Bei der Impressionsmethode kann auch eine kleine, unterkritische Masse gezündet werden. das geschieht im Prinzip durch um das spaltbare Material angeordnete Hohlladungen, mit Detonationsrichtung Zentrum.
So bekommt man auch kleine, taktische Bomben hin, oder kleine Zünder für große, saubere H-Bomben.

Die Formel E=mc² beschreibt, dass Masse sehr viel Energie ist.
Den Umrechenfaktor c², also (Lichtgeschwindigkeit in m/s)², tauchte erstmalig in einem Aufsatz auf, der eher als Fragestellung gedacht war und im Jahrbuch der Uni veröffentlicht wurde.
Keine wissenschaftliche Publikation mit peer review und dem ganzen notwendigen "PiPaPo" ;), ... allerdings hat die Zukunft dann gezeigt, in Theorie und Praxis, dass er damit verdammt richtig lag:

Von E=mc² zur Atombombe >>

http://www.einstein-online.info/vertiefung/atombombe/?set_language=de kopieren


„Alles was zählt, ist Intuition“
Albert Einstein

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