Was man für eine Atombombe braucht...

#22
Original geschrieben von indy
[B

@PeMü

Wie kommst Du darauf... ohne Reaktor keine Bombe (meine Meinung).

[/B]


hi philip,

die ersten hypothetischen (da keine beweise für deren existenz vorliegen) deutschen leistungsreaktoren dürften aus technologischen gründen schwerwassermoderiert gewesen sein. bei deuterium liegt die neutronenabsorptionsrate (neigung zum einfangen thermischer neutronen in relativen einheiten) bei 1!!!!! damit ist deuterium in form von deuteriumoxid (schweres wasser) der beste verfügbare moderator. mit diesem moderator läßt sich auch das nur zu 0,7% im natururan (U238) vorhandene isotop U235 als spaltstoff in einem reaktor nutzen. nur U235 läßt sich bekanntlich spalten. ein mit D2O moderierter reaktor wird also auch bei natururan kritsch => das dürfte daher auch die erste deutsche leistungsreaktorvariante gewesen sein. kohlenstoff C-12 würde unter bestimmten umständen ebenfalls als moderator in einem derartigen "natururan"-reaktor nutzbar sein, da die neutronenabsorptionsrate bei diesem element bei 10 liegt. bei enrico fermis angeblich welterstem reaktorversuch mit dem versuchsreaktor CP-1 unter einer tribüne im stadion von chicago (lt. gängiger geschichtsschreibung) am 2. dezember 1942 wurde ebenfalls graphit (40 000 graphitblöcke) als moderator benutzt. im kern waren ca. 30t natururan eingebracht. es wurde bei fermis reaktor keine energie ausgekoppelt, der reaktor diente nur versuchszwecken. der nachweis gelang, da der reaktor wie gewünscht kritisch wurde.

bei leichtwasserreaktoren würde das alles nicht funktionieren, da wasserstoff eine neutronenabsorptionsrate von 650 besitzt. um in diesem fall den neutronenverlust zu kompensieren, muß der anteil von U235 im spaltstoff auf 2 bis 4% erhöht werden.

ich denke, es lag damals in deutschland wahrscheinlich schon im bereich des technisch machbaren, den für heterogene leichtwasserreaktoren benötigten anreicherungsgrad von 2 bis 4% mittels UF6 und dem gasdiffusionsverfahren, dem energiegünstigeren ultrazentrifugen-trennverfahren oder dem trenndüsenverfahren zu erzielen. eindeutige beweise für diese these fehlen aber!

wie oben bereits beschrieben, dürften die ersten deutschen leistungsreaktoren (siederohr- / siedewasser- oder druckwasserreaktoren) aber zur umgehung der technologischen schwierigkeiten bei den anreicherungsverfahren nicht mit angereichertem uran, sondern nur mit natururan als spaltstoff und schwerem wasser als moderator konzipiert gewesen sein.

zu deinen atombomben:

für eine U235-atombombe benötigt man aufgrund waffenphysikalischer prinzipien einen anreicherungsgrad von >90%, besser noch >99%. um über die trennverfahren auf eine genügend große menge U235 (kritische masse) zu gelangen, ist natürlich ein extremer technischer aufwand nötig. beim gasdiffusionsverfahren müssen z.B. 2500 stufen kaskadiert werden, um einen anreicherungsgrad von bis zu 4% zu erzielen. nach jeder stufe muß man das UF6 neu komprimieren, damit ist der energieaufwand sehr hoch.

beim zentrifugenverfahren müssen dagegen "nur" 10 bis 30 trennstufen kaskadiert werden. ABER => da der gasdurchsatz bei zentrifugen sehr gering ist, müssen viele zentrifugen parallel geschaltet werden. dabei sind dann insgesamt bis zu 150 000 zentrifugen im einsatz.

interessant ist das trenndüsenverfahren mittels UF6 und He. den vorgang muß man ca. 400 - 500 mal durchlaufen, um einen anreicherungsgrad von 2 - 4% zu erzielen.

aus diesen gründen favorisierst du offenbar den reichsdeutschen bau einer kernwaffe mit Pu239. dieses element kommt aber in der natur fast nicht vor und ist demzufolge in einem reaktor zu erbrüten. ABER => die erzeugung von Pu239/94 erfolgt durch einfangen eines neutrons aus U238/92 über U239/92 => Np239/93 zum isotop Pu239/94. diese kernumwandlung wird aber nur durch schnelle neutronen (E > 0,1 MeV) hervorgerufen. da in einem konventionellen reaktor (auch schwerwasser) der moderator bekanntlich dazu eingesetzt wird, um die schnellen neutronen zur spaltung der U235-kerne abzubremsen (E = 0,025 eV), gibt es damit eine diskrepanz in deiner gedankenkette reaktor = Pu239 = bombe.

in einem leichtwasserreaktor entstehen pro 1 kg uran während der üblichen einsatzzeit der brennelemente nur ca. 10g Pu239 => zum richtigen erbrüten mit der entsprechenden quantität ist also ein spezieller reaktortyp notwendig => der schnelle brutreaktor. schnell bezieht sich hier auf die verwendung von schnellen neutronen. der reaktorkern ist bei diesem reaktortyp wesentlich kompakter aufgebaut. die spaltstoffkonzentration muß deutlich höher liegen als bei konventionellen leichtwasserreaktoren => damit scheidet also schon ein früher deutscher schwerwassermoderierter natururanreaktor aus.

da in diesem schnellen brutreaktor ausschließlich schnelle neutronen zur verwendung kommen, darf kein moderator benutzt werden. wasser als kühlmittel kommt auch nicht in frage, da es die neutronen ebenfalls zu schnell auf niedrige geschwindigkeiten abbremst (moderiert). des weiteren könnte wasser die extremen wärmemengen, die durch die hohe spaltstoffkonzentration im reaktorkern entstehen, nicht schnell genug abführen.

aus diesem grund wird ein derartiger reaktor flüssigmetallgekühlt. man verwendet natrium, dessen schmelzpunkt bei 98°C und dessen siedepunkt bei 883°C liegt. ein kleiner vorteil von natrium => natrium siedet nicht bei den entstehenden reaktortemperaturen => der entstehende druck ist mit ca. 10bar im primärkreislauf (radioaktiv) relativ gering.

in den brennelementen dieses speziellen reaktortyps wird nun ein teil des nicht spaltbaren U238 durch schnelle neutronen in spaltbares Pu239 umgewandelt (erbrütet).

du siehst, die technische realisierung eines brutreaktors ist die hohe schule des reaktorbaus. meiner meinung nach war das in den anfangszeiten der deutschen reaktortechnologie mitte der 40iger jahre noch nicht machbar. man sammelte noch jede menge erfahrungen mit dem bau konventioneller siedewasser- oder druckwasserreaktoren. damit dürfte sich eine deutsche Pu239-bombe auch etwas relativieren.

ich halte es aber durchaus für möglich, daß man um 1944 schon den weltersten leistungsreaktor (siederohr- / siedewasser- oder druckwasserreaktor) in deutschland baute, der über eine dampfturbine + generator elektrische energie erzeugte. offiziell wird ja behauptet, daß erst am 20. dezember 1951 im US-bundesstaat idaho mit dem versuchsreaktor EBR1 das 1. mal elektrische energie aus der kernspaltung gewonnen wurde. ich habe so ein gefühl, daß das nicht stimmt und nur zur wahrung des gesichtes der amerikaner veröffentlicht wurde. die amis (und die russen) haben mit großer sicherheit genaue unterlagen der damaligen zeit, die beschreiben, welche deutschen projekte bereits erfolgreich realisiert wurden. in den vergangenen 58 jahren war für die russen / amis genügend zeit, entsprechende realisierte prototypen in deutschland rückbauen zu lassen => damit gibt es natürlich auch keinen körperlichen beweis mehr für diese überlegungen.

glück auf

peter
 
W

wolfmann

Guest
#23
Hallo Peter,
es ist gut, wieder von Dir zu hören. Bezüglich Deiner Ausführungen zum Brutrektor: Du hast Dich da offenbar bei Fachleuten schlaugemacht, oder Du bist selbst einer :D .
Wie haben denn die Amerikaner den ersten Brutreaktor gebaut ? Hast Du darüber Informationen ?

Bezüglich Manfred von Ardenne:
Soweit mir bekannt ist, wurde ihm doch von den Sowjets eine hohe Auszeichnung verliehen. Außerdem durfte er in den alten DDR Zeiten ein privates Forschungsinstitut betreiben. Für solche Previlegien muß er aber schon mehr geleistet haben als den Aufbau des Fernsehens in der UdSSR.

Gruß

Wolfgang
 
W

wolfmann

Guest
#24
@ Justus und Peter
Ich werde alt, ich brauch schon ein PPS.

Beim Manhattan Projekt wurde das Uran 235 mit der Gasdiffusionsmethode und Zyklotronen angereichert (Californian Cyclotron = Calutron). Soweit ich weiß, wurde zunächst mit einer der beiden Methoden (ich weiß nicht welche das war, kann's aber nachlesen) auf eine bestimmte Konzentration angereichert, dann mit der anderen Methode weiter auf 99,xx%

Gruß

Wolfgang
 
A

alpha

Guest
#25
Hi zusammen

kurze Anmerkung

...Ardenne hat nur den "Stalinpreis 2.Klasse" erhalten
...die Amis haben sich ,obwohl sie so schlau waren, einen oder den deutschen Spezialisten für Zentrifugen an Land gezogen
(den Namen hab ich zur Zeit leider nicht greifbar aber irgendwo hab ich glaube ich noch ein Video wo es darum ging)

Gruß Andreas
 
I

indy

Guest
#26
Du meinst den Zypen bei der Reportage über Saddams Atomprogarmm...zu reichsdeutschen Zeiten war der aber (sofern mein Gedächtniss mir keinen Streich spielt) bei der Luftfahrtindustrie und hat an Propellern geforscht.
Das mit Zentrifugen kam später...
 
A

alpha

Guest
#27
Saddams Atomprogamm könnte richtig sein...
Ich hab das Video glaub ich noch irgendwo.
Ich weiss nur noch das ich mich gewundert habe das die Amis einen Deutschen Spezialisten für Zentrifugen gebraucht haben???
Ich schau mal...wird aber nicht so einfach habe gerade von Video auf DVD umgerüstet.

Gruß Andreas
 
#28
Original geschrieben von wolfmann


Wie haben denn die Amerikaner den ersten Brutreaktor gebaut ?

Gruß

Wolfgang

...das wie und wann ist in der tat für mich die primäre frage, auf die ich bis jetzt keine befriedigende antwort gefunden habe. angeblich war ja die nagasaki-bombe bereits eine Pu239-waffe. es fragt sich also, auf welche art und weise man bis mitte 1945 das dafür benötigte hochreine Pu239 produzierte...

es kann aber auch sein, daß die amerikaner in diesem punkt bewußt lügen und es sich wie bei der hiroshima-bombe auch um eine uran-bombe handelte, um uns unbekannte zusammenhänge zu verschleiern...

es dürfte wohl unmöglich sein, darüber die ganze wahrheit zu recherchieren...

glück auf
 
W

wolfmann

Guest
#30
Es ist zumindest denkbar, daß auch die "Fat Man", also die Nagasaki Bombe aus U235 bestand und lediglich ein anderes Zündsystem hatte, nämlich das Implosionsprinzip.
Die kritische Masse ist ja sowohl theoretisch als auch experimentell sehr genau ermittelt worden. Aus diesem Grunde war man sih der Funktion des Geschützdesigns sicher und brauchte keinen Test.
Das Implosionsdesign war aber vergleichsweise unsicher, aus diesem grunde war ein Test erforderlich.

Gruß

Wolfgang
 
J

Justus

Guest
#31
für eine U235-atombombe benötigt man aufgrund waffenphysikalischer prinzipien einen anreicherungsgrad von >90%, besser noch >99%.
Nein!

beim zentrifugenverfahren müssen dagegen "nur" 10 bis 30 trennstufen kaskadiert werden. ABER => da der gasdurchsatz bei zentrifugen sehr gering ist, müssen viele zentrifugen parallel geschaltet werden. dabei sind dann insgesamt bis zu 150 000 zentrifugen im einsatz.
Also dass da bis zu 150.000 Zentrifugen im Einsatz sein sollen, halte ich für „leicht“ übertrieben.

ich halte es aber durchaus für möglich, daß man um 1944 schon den weltersten leistungsreaktor (siederohr- / siedewasser- oder druckwasserreaktor) in deutschland baute,
Worauf begründest Du diesen „Verdacht“?

Beim Manhattan Projekt wurde das Uran 235 mit der Gasdiffusionsmethode und Zyklotronen angereichert (Californian Cyclotron = Calutron). Soweit ich weiß, wurde zunächst mit einer der beiden Methoden (ich weiß nicht welche das war, kann's aber nachlesen) auf eine bestimmte Konzentration angereichert, dann mit der anderen Methode weiter auf 99,xx%
Hat das mit dem Calutron denn wirklich gut funktioniert? Denn von dem Verfahren hat man nach dem Krieg ja nichts mehr gehört. Die heute gängigste Methode ist die Anreicherung mittels Zentrifugen.

Ich weiss nur noch das ich mich gewundert habe das die Amis einen Deutschen Spezialisten für Zentrifugen gebraucht haben???
Ist doch klar, weil die Deutschen bis nach Kriegsende die einzigen waren, die das technisch praktische Know How hatten, leistungsfähige Anreicherungs-Zentrifugen in Serie herzustellen (Prototyp UZ III lief ja Ende 1943 !). Allen anderen war zu der Zeit lediglich das Funktionsprinzip bekannt.
 
W

wolfmann

Guest
#32
@ Justus
Die Methode mit den Calutrons hat tatsächlich funktioniert. Sie wurde aufgegeben, weil Gasdiffusion deutlich schneller abläuft. In den USA gab es die Anlagen in Oak Ridge. Es geht das Gerücht, daß die zwischenzeitlich freigegebenen Baupläne von Saddam vor 1990 1:1 umgesetzt wurden, nachdem er keinen Reaktor für Plutonium mehr hatte.


Gruß

Wolfgang
 
#33
Original geschrieben von Justus
[B


Also dass da bis zu 150.000 Zentrifugen im Einsatz sein sollen, halte ich für „leicht“ übertrieben.


[/B]
...das ist eine offizielle angabe über die zentrifugenanlagen, die heute von den niederlanden, großbritannien und deutschland betrieben werden. die genannten länder arbeiten nach diesem verfahren. in den USA, frankreich und russland wird dagegen vorrangig die gasdiffusionsmethode eingesetzt.

ich betone noch einmal, diese zentrifugenanlagen werden nicht für abartige militärische zwecke eingesetzt, um nur mal schnell 50kg U235 für eine bombe zu produzieren.

hier geht es um eine wesentlich größere quantität, da dieser kernbrennstoff für zivile leistungsreaktoren produziert wird.

im siedewasserreaktor von krümmel sind z.B. 149 t kernbrennstoff im kern (anreicherungsgrad bis zu 4,02%) und im druckwasserreaktor brokdorf beträgt die kernbrennstoffmenge 103 t (anreicherungsgrad bis zu 4%).

in einem block des RBMK 1000 (graphitmoderierte tschernobyl-reaktoren) waren z.B. 190 t im einsatz.

glück auf

peter
 
#34
Original geschrieben von Justus



quote:
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für eine U235-atombombe benötigt man aufgrund waffenphysikalischer prinzipien einen anreicherungsgrad von >90%, besser noch >99%.
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Nein!



diese information bekam ich während eines persönlichen gespräches mit einem kernphysiker und habe sie nicht im internet recherchiert. letzteres ist mir bei vielen veröffentlichten informationen zu suspekt...

glück auf

peter
 
J

Justus

Guest
#35
Hi Wolfgang,

Die Methode mit den Calutrons hat tatsächlich funktioniert. Sie wurde aufgegeben, weil Gasdiffusion deutlich schneller abläuft. In den USA gab es die Anlagen in Oak Ridge. Es geht das Gerücht, daß die zwischenzeitlich freigegebenen Baupläne von Saddam vor 1990 1:1 umgesetzt wurden, nachdem er keinen Reaktor für Plutonium mehr hatte.
Angebliche Baupläne Saddam: Verstehe ich nicht. Wenn diese Methode mit dem Calutron noch deutlich schlechter als das Gasdiffusionsverfahren ist, müssten die Irakies doch mit dem Klammerbeutel gepudert gewesen sein, wenn sie das forciert hätten.


Hi Peter,

… das ist eine offizielle angabe über die zentrifugenanlagen, die heute von den niederlanden, großbritannien und deutschland …
o.k., o. k. heute in halb Europa …… ich hatte das auf Damals bezogen.

ich betone noch einmal, diese zentrifugenanlagen werden nicht für abartige militärische zwecke eingesetzt, um nur mal schnell 50kg U235 für eine bombe zu produzieren.
Ist ja klar, aber das Thema das drüber steht …. im Zusammenhang mit den Registern "Das Jonastal" und "Theorien und Indizien die nicht mehr zu halten sind" … sorry, da habe ich eben andere Assoziationen.

diese information bekam ich während eines persönlichen gespräches mit einem kernphysiker und habe sie nicht im internet recherchiert. letzteres ist mir bei vielen veröffentlichten informationen zu suspekt...
Vor Jahren, wenn ich dass noch richtig im Schirm habe, wohl zur Ära Jimmy Carter, wurde behauptet, dass Reaktorplutonium auf Grund der Verunreinigungen nicht als Waffenplutonium taugt. Daraufhin wurde auf Carters Betreiben mit diesem angeblichen Plutonium-Isotopen- „Schrott“ mal ein Test gemacht. Wenn ich das noch richtig in Erinnerung habe, soll das genau so "gut" gefunzt haben, wie mit reinem Bombenstoff.

Ich glaube inzwischen der Atomindustrie wenig und den Militärs noch viel weniger im Zusammenhang mit diesen Dingen.
 
W

wolfmann

Guest
#36
Hallo Justus,
die Entscheidung für oder gegen ein System hängt von verschiedenen Faktoren ab. Die Effektivität eines Systemes ist sicher sehr wichtig, die Verfügbarkeit ist es aber auch. Wenn ich mich richtig an die Zeit entsinne wurde der Irak damals schon bezüglich bestimmter Hochtechnologie boykottiert. Insbesondere Ultrazentrifugen, Gasdiffusionsanlagen und Bauteile dafür standen auf dem Index. Da die Calutronmethode als veraltet galt ist es denkbar, daß deren Bauteile zu haben waren. Dann wäre Saddam nicht mit dem Klammerbeutel gepudert, wenn er sich für diese Methode entschieden hätte. Aber wie gesagt, es ist ein Gerücht.

Gruß Wolfgang
 
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