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Allgemeines zu Nuklearwaffen

  • Der Begriff „Nuklearwaffe“ bezeichnet Waffen, die Energie von Kernreaktionen wie Kernspaltung oder Kernfusion für zerstörerische Zwecke einsetzen. Nuklearwaffen können entsprechend ihres Funktionsprinzips kategorisiert werden in Atombomben (denen das Prinzip der Kernspaltung zugrundeliegt) und Wasserstoffbomben (denen das Prinzip der Kernfusion zugrundeliegt). Technologische Fortschritte haben zur Entwicklung der Neutronenbombe geführt, die die extrem starke Neutronenstrahlung, die durch die Kernfusion freigesetzt wird, nutzt, um eine zweite Reaktion - diesmal eine Kernspaltung – auszulösen.

    Atombomben

    Die Kerne von U235 (Uran 235), Pu239 (Plutonium 239) und U233 werden als „spaltbare“ Materialien bezeichnet, weil man – wenn sie mit Neutronen bombardiert werden – sie zu einer Kernspaltung veranlassen kann. Wenn die Kernspaltung stattfindet, werden gewaltige Energiemengen und Neutronen freigesetzt. Daher kann – wenn eine gewisse Masse an spaltbarem Material auf einen Punkt konzentriert wird – eine Kettenreaktion nuklearer Spaltung in Gang gesetzt werden. Die Masse an spaltbarem Material bei der dies möglich wird, nennt man „kritische Masse“. Eine Atombombe besteht im Grunde aus mehreren Teilen spaltbaren Materials, die die kritische Masse unterschreiten. Zur Einleitung der Kernreaktion werden die die kritische Masse unterschreitenden Massen schlagartig zusammengebracht, die kritische Masse wird überschritten und eine rasante Kettenreaktion setzt innerhalb kürzester Zeit gewaltige Mengen an Energie frei.

    Wasserstoffbomben

    Wasserstoffbomben nutzen die Energie, die von der Kernfusion leichter Kerne wie Deuterium und Tritium (bei beiden handelt es sich um Wasserstoffisotope) freigesetzt wird. Da eine Kernfusion nur bei Temperaturen stattfindet, die mehrere Millionen Grad Celsius überschreiten, muss vor der Zündung einer Wasserstoffbombe zunächst eine Atombombe gezündet (also eine Kernspaltung herbeigeführt) werden, damit überhaupt diese Temperaturen erreicht und damit die Kernfusion herbeigeführt werden kann. Deshalb findet bei der Explosion einer Wasserstoffbombe eine Kernspaltung sowie eine Kernschmelze statt.

    Neutronenbomben

    Neutronenbomben machen sich die gewaltigen Mengen an Neutronenstrahlung zunutze, die während der Kernfusion entstehen, um eine weitere Kernspaltung einzuleiten. Daher nennt man sie auch die 3F(Fission(Spaltung) -> Fusion -> Fission))-Bombe. Die radioaktiven Materialien der Bombe, die die beiden Stadien der Kernspaltung durchlaufen haben, nennt man auch „Asche des Todes“. Sie haben der Neutronenbombe die Bezeichnung „schmutzige Wasserstoffbombe“ eingetragen.

  • Kernmaterialien sind Materialien, die als Nuklearbrennstoff verwendet werden könnten. In der Regel wird Uran, Plutonium, Thorium oder eine Kombination dieser Materialien als Nuklearbrennstoff verwendet. Im Kontext der Nuklearwaffenentwicklung bezeichnet der Begriff „Nuklearmaterialien“ (oder „Kernmaterialien“) Uran und Plutonium.

    Uran

    Im Jahr 1789 entdeckte der deutsche Wissenschaftler M.H. Klaproth Uran als Teil des Minerals Uraninit (Pechblende) und nannte es nach dem Uranus, dem Planeten unseres Sonnensystems, der im Jahre 1781 entdeckt worden war. Insgesamt 14 künstlich hergestellte Isotope vom U227 bis zum U240 – alle davon radioaktiv - sind bekannt. Drei Isotope: das U234, das U235 und das U238 – von denen alle eine große Halbwertzeit haben – kommen in der Natur vor.

    Mehr als 99% des natürlich vorkommenden Urans ist jedoch U238. Uranerz wird in Kanada, in Südafrika, in den USA, Russland und Australien geschürft. Eine fortwährende Kette von Kernspaltungsreaktionen setzt große Mengen an Energie frei.

    Dieser Prozess ist bekannt als „Kernenergieerzeugung“. Atombomben folgen demselben Prinzip, jedoch in einem viel stärker konzentrierten Umfeld. U235 wird zur Kernenergieerzeugung verwendet, wobei ein Gramm an U235 dieselbe Energie liefert wie drei Tonnen Kohle. Da jedoch die natürliche Konzentration bei 0,7% liegt, muss Uranerz zunächst angereichert werden, sodass es anschließend einen hohen Anteil an purem U235 enthält. 15 kg an U235 werden benötigt, um eine Atombombe herzustellen.

    Plutonium

    Plutonium ist ein künstliches Element, das im Jahre 1940 erstmals von den US-Wissenschaftlern G.T. Seaborg, E.M. MacMillan, J.W. Kennedy, Z.M. Tatom und A.C. Wahl synthetisiert wurde, indem diese Uran mit Deuterium beschossen. Zwar ging man davon aus, dass Plutonium nicht in der Natur vorkommt, doch fand man im Jahre 1942 heraus, dass Plutonium in äußerst kleinen Mengen in Uranerz auftreten kann. Ähnlich den Prozessen, die in Kernkraftwerken ablaufen, scheint Uran, das in Mineralien enthalten ist, Neutronen zu absorbieren, wodurch Plutonium entsteht. Das in seiner Erscheinung silbrig-weiße Plutonium ist ein wichtiger Brennstoff für die Kernspaltung und daher ein Schlüsselbestandteil von Atom- und Wasserstoffbomben.

    Die internationale Aufsicht über die Herstellung von Plutonium wurde nach 1974 drastisch verschärft, als Indien aus Kernmaterial aus einem zivilen Kernreaktor Plutonium extrahierte und anreicherte und anschließend erfolgreich eine Atombombe baute und zündete. Fünf bis zehn Kilogramm hochangereicherten Plutoniums benötigt man zum Bau einer Atombombe.

    Die Nutzung von Plutonium als Energiequelle wird kontrovers diskutiert, und dies einmal aufgrund der Möglichkeit seiner Verwendung in Nuklearwaffen, des weiteren aufgrund der großen Gesundheitsrisiken, die mit der Verwendung von Plutonium verbunden sind. Es ist in höchstem Maße krebserregend und eines der für den Menschen giftigsten bekannten Stoffe. Eine hitzige Debatte um die Nutzung von Plutonium zur Energieerzeugung dauert bis heute an.

  • Die Nutzung von Kernreaktionen zur Erzeugung elektrischer Energie und die Entwicklung von Nuklearwaffen folgen demselben wissenschaftlichen Prozess, zudem finden dieselben Materialien Verwendung. Daher können die mit der Kernenergieerzeugung für friedliche Zwecke verbundenen Prozesse immer auch für kriegerische Zwecke eingesetzt werden. Das bedeutet: Nuklearbrennstoffe, die für die Kernenergieerzeugung verwendet werden, können gesammelt und wiederaufgearbeitet werden, um daraus Bestandteile von Nuklearwaffen zu erzeugen. (☞ Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen), Dies ist der Grund, warum die internationale Gemeinschaft darauf erpicht ist, den Gebrauch von Nuklearmaterialien zu überwachen (☞ NVV, IAEO)
  • Konventionelle Brennstoffe brennen – hat man sie entzündet – so lange, wie Sauerstoff anwesend ist und sie selbst noch nicht vollständig oxidiert sind. Kernbrennstoffe hingegen können nur in einer ganz besonderen Umgebung Energie freisetzen, nämlich in Kernreaktoren. Hinzu kommt die Tatsache, dass konventionelle Brennstoffe nur einmal verwendet werden können, nukleare Brennstoffe hingegen mehrere Male verwendet werden können, indem sie wiederangereichert werden.

    Daher kann man ausgebrannte nukleare Brennstoffe entweder entsorgen oder wiederanreichern, um sie noch einmal zu verwenden. Diesen Wiederanreicherungsprozess nennt man „Wiederaufbereitung von Kernbrennstoffen“. Da Kernbrennstoffe radioaktive Strahlung emittieren, erfordert die Entsorgung nuklearer Brennstoffe besondere Anlagen und Verfahren, um die Strahlung abzuschirmen. Ebenso sind spezielle Anlagen zur Wiederaufbereitung von Kernbrennstoffen vonnöten. Solche Wiederaufbereitungsanlagen unterliegen vonseiten der internationalen Gemeinschaft strengen Regeln und Inspektionen (u.a. durch den NVV und die IAEO). Dies hat zum Grunde, dass Wiederaufbereitungsanlagen Plutonium und HEU produzieren können, die beide in Nuklearwaffen zum Einsatz kommen können.

    Zu friedlichen Zwecken genutzt sind Wiederaufbereitungslagen äußerst nützlich. Benutzt man sie jedoch für die Herstellung von waffenfähigen Nuklearmaterialien, kann dies katastrophale Folgen haben. Daher hat Südkorea (die Republik Korea) bekanntgegeben, dass es Wiederaufbereitungsanlagen weder bauen noch betreiben wird und folgt darin seiner Selbstverpflichtung darauf, ein Nichtnuklearwaffenstaat zu sein.
  • HEU ist hochangereichertes Uran, das durch die Konzentration (Anreicherung) von U235 synthetisiert wird. Natürliches Uranerz enthält nur etwa 0,7% pures U235. Die gängigen Reaktortypen werden in der Regel mit Uran als Kernbrennstoff betrieben, das einen U235-Anteil von 3 bis 5 % hat. Daher muss der Anteil von U235 zunächst erhöht werden, damit man es als Kernbrennstoff verwenden kann.

    Dieser Prozess ist als „Anreicherung“ bekannt und umfasst ein stufenweises Konzentrieren von U235 in mehreren Durchgängen. Methoden zur Produktion von HEU sind unter anderem die Gasdiffusion, das Gaszentrifugenverfahren und die Laseranreicherung. Spezifika zu diesen Methoden stehen gemäß geltender Nuklearnonproliferationsrichtlinien unter hoher Geheimhaltung.

    Derweil hat sich der Begriff HEU zur Bezeichnung von Uran mit einer bei oder über 20% liegenden Konzentration von U235 durchgesetzt. Daher ist es heutzutage gang und gäbe, Nationen, die über HEU verfügen, zu unterstellen, dass sie die Absicht hegen, Nuklearwaffen zu entwickeln.
  • Die Bezeichnung „nuklearer Club“ bezieht sich auf die fünf Nationen, deren Atomwaffenbesitz von der internationalen Gemeinschaft gebilligt wird. Dies sind die USA, das Vereinigte Königreich, Frankreich, Russland und China. Der „nukleare Club“ ist keine Organisation. Allerdings ist es anderen Nationen durch internationale Gesetze verboten, Nuklearwaffen zu entwickeln oder zu besitzen.

    Länder wie Indien, Pakistan und Israel werden als „de facto“-Nuklearwaffenstaaten betrachtet, obwohl sie einen Atomwaffenbesitz weder bekanntgegeben noch eingestanden haben. Südafrika war früher auch eine Nuklearwaffennation. Länder wie Kasachstan, Usbekistan und Weißrussland, die in der Folge des Zusammenbruchs der UDSSR ihre Freiheit und aber auch Teile des Nuklearpotentials der UDSSR gewonnen haben, haben ihre gesamten Atomwaffen an Russland übergeben und werden von der internationalen Gemeinschaft streng überwacht.
    Die Mitglieder des sogenannten „nuklearen Clubs“ haben die IAEO (☞ Internationale Atomenergieorganisation), ins Leben gerufen, um zu verhindern, dass Nichtnuklearwaffenstaaten ein Nuklearwaffenpotential aufbauen. Die IAEO führt Vor-Ort-Inspektionen über die Nutzung von Nuklearmaterialien von Nichtnuklearwaffenstaaten durch. Zudem haben die Mitglieder des sogenannten „nuklearen Clubs“ den NVV (Nichtverbreitungsvertrag, „Atomwaffensperrvertrag“) geschaffen, der es Nichtnuklearwaffenstaaten untersagt, in den Besitz von Nuklearwaffen zu gelangen oder Nuklearwaffen zu entwickeln. Unterdes haben einige Staaten, die nicht zum „nuklearen Club“ gehören, Kritik an der unausgewogenen Verteilung geäußert und streben unablässig nach dem Aufbau eines Nuklearwaffenpotentials. (☞ Derzeitige Nuklearwaffenstaaten der Welt)
  • Die offizielle Bezeichnung des NVV ist: Vertrag über die Nichtweiterverbreitung von Nuklearwaffen. Dieser Vertrag verbietet es den fünf „Nuklearwaffenstaaten“, jegliche Form von Unterstützung oder Transfer, die dazu führen könnte, dass „Nichtnuklearwaffenstaaten“ ein Nuklearwaffenpotential aufbauen. Gleichzeitig verbietet der NVV den Nichtnuklearwaffenstaaten die Entwicklung, den Bau, das Testen und den Erwerb von Nuklearwaffen.

    Das grundlegende Ziel des NVV ist, die Zahl der Staaten mit Nuklearwaffenpotential zu beschränken. Dieser Zielsetzung gemäß sind Nichtnuklearwaffenstaaten verpflichtet, ein Überwachungsmaßnahmenabkommen („safeguards agreement“) zu unterzeichnen, das sie auf eine Reihe von Verpflichtungen festlegt, unter anderem auf etwa IAEO-Inspektionen von Nuklearmaterialien und ihrer Nutzung. Ursprünglich hatten nur die USA und die Sowjetunion über Nuklearwaffen verfügt. In den 1960er Jahren jedoch begannen Frankreich und China mit Atomwaffentests, und diesem Beispiel folgten weitere Staaten. International kam daher die Befürchtung auf, dass diese Entwicklung zur vollständigen Vernichtung der Menschheit führen könnte.

    Infolge von Verhandlungen zwischen den USA und der Sowjetunion wurde ein Entwurf des NVV ausgearbeitet, und nach Verhandlungen mit Nichtnuklearstaaten in der Generalversammlung der Vereinten Nationen am 12. Juni 1968 wurde der NVV zur Unterzeichnung freigegeben. Der NVV trat schließlich im März 1970 in Kraft. Die meisten Nationen der Welt sind dem NVV beigetreten. Allerdings haben Staaten, die seit dem Begin der NVV-Bestrebungen im Widerspruch zu der durch die USA und die Sowjetunion angeführten und vereinbarten Struktur des NVV standen – so etwa Frankreich und China – den NVV nicht unterschrieben. Andere Nationen wie Indien, Pakistan, Israel und Kuba sind dem Vertrag ebenfalls nicht beigetreten. Südkorea ist dem NVV offiziell am 23. April 1975 beigetreten. Zwar hat Nordkorea den NVV im Dezember 1985 unterzeichnet, allerdings trat es im Jahr 1993 aus Protest gegen Sondernuklearinspektionen wieder aus dem NVV aus, um kurze Zeit später diesen Ausstieg zurückzuziehen. Im Januar 2003 zog Nordkorea sich erneut aus dem NVV zurück, als Spannungen über sein Nuklearwaffenprogramm sich verschärften.
  • Die IAEO ist eine internationale Organisation, die die Zielsetzung hat, die Verwendung von Kernenergie auf Zwecke zu beschränken, die dem Wohle der Menschheit frommen. Die Schaffung einer solchen Behörde wurde als erstes von dem US-Präsidenten Eisenhower bei einer Sitzung der Generalversammlung der Vereinten Nationen am 8. Dezember 1953 vorgeschlagen und die IAEO wurde schließlich am 29. Juli 1957 gegründet. Die IAEO hat das Ziel, die Nutzung von Nuklearenergie auf Zwecke zu beschränken, die dem Frieden, dem Wohlergehen und dem Wohlstand der Menschheit förderlich sind. Genauso soll die IAEO die militärische Nutzung der Kernenergie verhindern.
    Diesen Zielsetzungen gemäß sind ihre Hauptaufgaben:
    △ die Förderung der friedlichen Nutzung der Kernenergie
    △ die Festlegung von Sicherheitsrichtlinien
    △ die Bereitstellung von technologischer Hilfe für unterentwickelte Staaten
    △ der Austausch wissenschaftlicher und technologischer Kenntnisse und Personals
    △ der Bau und die Unterhaltung radioaktivitätssicherer Anlagen

    Wie in dem NVV festgelegt schließt die IAEO mit NVV-Teilnehmerstaaten Überwachungsmaßnahmenabkommen („safeguard agreements“) und führt dann Inspektionen, Überwachungsmaßnahmen und weitere Maßnahmen in diesen Staaten durch. Obwohl die IAEO die UN-Politik fördert und der UN auch Bericht erstattet, so ist sie dennoch keine UN-Behörde.

    Südkorea wurde im Jahr 1957 IAEO-Mitglied, Nordkorea im Jahre 1974. Die IAEO hat ihren Sitz in Wien.
  • Der Begriff „Atominspektionen“ bezeichnet Inspektionen und ähnliche Aktivitäten zur Feststellung des aktuellen Sachlage im Hinblick auf Nuklearmaterialien und Nuklearanlagen. Diese „Atominspektionen“ werden von der IAEO in Staaten durchgeführt, die den NVV unterzeichnet haben. Inspektionen werden in drei Kategorien eingeteilt: temporäre, regelmäßige und Sonderinspektionen.

    Ad-hoc-Inspektionen

    Ad-hoc-Inspektionen (vorläufige Inspektionen) werden durchgeführt, um die von den NVV-Mitgliedsstaaten der IAEO gemeldeten Sachlage im Hinblick auf die Nuklearmaterialien und Nuklearanlagen zu verifizieren.

    Routineinspektionen

    Routineinspektionen können, aber müssen nicht in festen zeitlichen Abständen durchgeführt werden, um den Status der Nuklearmaterialien und Nuklearanlagen eines Landes zu überprüfen. Regelmäßige Inspektionen werden nur ausgeführt, wenn der Bericht des jeweiligen NVV-Teilnehmerlandes bei Ad-hoc-Inspektionen verifiziert worden ist. Die Inspektion umfasst die Erstellung eines Bestandsverzeichnisses von Nuklearmaterialien und die Überprüfung der Abdichtung und Sicherheitseinrichtung. Regelmäßige Inspektionen finden dreimal bis viermal pro Jahr statt.

    Sonderinspektionen

    Sonderinspektionen werden angeordnet, wenn Ad-hoc- und Routineinspektionen als unzureichend zur Klärung von Verdachtsmomenten hinsichtlich des Atomwaffenbesitzes eines Landes erachtet werden. Wenn ein Land es ablehnt, seine Deklaration über seine Nuklearmaterialien und Nuklearanlagen anzupassen, obwohl bei Routineinspektionen Diskrepanzen gefunden wurden oder wenn genügend Beweismaterial vorliegt, um unerlaubte Nutzung von Nuklearmaterialien und Nuklearanlagen vermuten zu lassen, wird eine Sonderinspektion durchgeführt, um den Status einer eventuellen Nuklearwaffenentwicklung oder eines Nuklearwaffenbesitzes zu ermitteln.

    Eine Sonderinspektion wurde von der IAEO seit ihrer Gründung zum ersten Mal im Jahre 1992 erbeten – und zwar von Nordkorea. Nordkorea hatte in seinem Bericht an die IAEO behauptet, dass es nur 90 Gramm Plutonium extrahiert habe. Bei Inspektionen fand man jedoch hinreichende Indizien, die zu dem Verdacht führten, dass Nordkorea mehrere Kilogramm Plutonium extrahiert hatte. Die IAEO verlangte also erstmals seit ihrem Bestehen eine Sonderinspektion, woraufhin Nordkorea im Jahre 1993 dann aus dem NVV ausstieg, womit die erste Nuklearkrise um Nordkorea ausgelöst wurde.