Becker Herbstübungen

Blut aus allen Körperöffnungen
2. Auflage 2022
ISBN: 978-3-7562-8722-2
Verlag: BoD - Books on Demand
Format: EPUB
Kopierschutz: 6 - ePub Watermark

E-Book, Deutsch, 200 Seiten

1938 entdeckten Otto Hahn und Fritz Straßmann die neutroneninduzierte Kernspaltung. Damit war die Idee nicht weit, die frei werdenden ungeheuren Energien für den Menschen nutzbar zu machen. Die Zeit für eine friedliche Nutzung war allerdings denkbar ungeeignet. Aber die Militärs waren schnell dabei. Versprach ihnen doch die Kernspaltung eine Bombe, deren Sprengkraft, jegliches, vom Menschen bis dahin entwickeltes Zerstörungspotential in den Schatten stellen sollte. Die Herstellung dieser Bombe und ihr Einsatz gegen die japanischen Städte Hiroshima und Nagasaki im August des Jahres 1945 zählen nach dem, was der Zweite Weltkrieg an Zerstörung und Leid gerade über die Menschheit gebracht hatte, wahrscheinlich zu den größten Perversitäten des menschlichen Geistes. Bis heute, denn es ist nicht ausgemacht, was noch kommen wird. Im Kalten Krieg sorgte die Bombe für das Gleichgewicht der Kräfte zwischen den verfeindeten Blöcken. "Von dem uns kein Gebet und kein Bereuen je befreien kann", das waren die Worte des FDP-Abgeordneten Wolfgang Dorn zu den Überlegungen der politischen und militärischen Führer jener Zeit. Nun ist wieder Krieg, wieder in Europa und nicht weit von uns. Es ist ein schrecklicher, wenn auch kein atomarer, aber ein heißer, mit unerbittlicher Grausamkeit geführter Angriffskrieg gegen ein Land, das sich erbittert wehrt. Viele haben ihn nicht für möglich gehalten, obgleich es Anzeichen ab. Nach diesem Krieg, wann immer er auch vorbei sein soll, wird es einen Zweiten Kalten Krieg geben, der Europa lange Zeit im Griff halten wird. Es scheint, als wiederhole sich die unsägliche Geschichte. Der Mensch hat offensichtlich aufgepasst und viel in seinem Geschichtsunterricht gelernt, falls es nicht noch schlimmer kommt. Die politischen und militärischen Eliten in den Zeiten des Ersten Kalten Krieges hätten jedenfalls in Kauf genommen, dass unser Land dem Erdboden gleich gemacht worden wäre mit Millionen ziviler Opfer. In den "Herbstübungen" der 1960ger Jahre haben sie den Untergang geübt. Davon erzählt der Autor. Der Autor selbst war ein winziges Rad in dem, wenn auch papieren gebliebenen, Räderwerk des Grauens. Er möchte seine Erzählung als Mahnung verstanden wissen. Falls sie auch nur in einem Kopf zu Einsicht beitrüge, dass Hass und Gewalt und Krieg und auch Religion keine Mittel sind, aus dieser Welt eine bessere zu machen, dann war sie es wert, erzählt zu werden.

Klaus Becker studierte in den 1970er Jahren Mathematik und Betriebswirtschaftslehre. Er war viele Jahre Leiter eines Rechenzentrums und damit relativ weit weg von mathematischen Ausgabenstellungen. Nach Eintritt in den Ruhestand hat er sich für bestimmten Themen der Kosmologie begeistert und darüber auch einige Titel veröffentlicht. Ende der 1960er Jahre war er für zwei Jahre freiwillig Soldat der Bundeswehr und übte bei den Fallex-Übungen (Herbstübungen) den Atomkrieg. Davon erzählt er in diesem Buch.

Autoren/Hrsg.

Becker, Klaus

Leseproben

Lernt man in unseren Schulen nicht auch deshalb so viel, was man nicht gebrauchen kann,
um so vieles nicht zu lernen, was man brauchen könnte? 8 1 Einiges über Atommodelle
Zum Verständnis einiger der folgenden Ausführungen benötigen wir ein paar wenige grundlegende Kenntnisse über den Aufbau und insbesondere über die Radioaktivität von Atomkernen. Dazu genügt bereits die Kenntnis des von Niels Bohr schon im Jahre 1913 vorgestellten Atommodells. Damit können die Phänomene, um die es uns hier geht, auf anschauliche Weise erklärt werden. 1.1 Das bohrsche Atommodell
Atome bestehen aus dem Atomkern einerseits und der Atomhülle andererseits. Die Hülle wird aus negativ geladenen Elektronen, der Kern aus positiv geladenen Protonen und gegebenenfalls aus elektrisch neutralen Neutronen gebildet. Eigentlich sollte man erwarten, dass die negativen Elektronen in die positiv geladenen Kerne stürzen. Das einfachste Bild ist deshalb ein Schalenmodell, in dem die Elektronen auf unterschiedlichen Schalen oder auch Bahnen um den Kern kreisen, vergleichbar mit den Planetenbahnen um die Sonne. Die Schale, auf der sich ein Elektron befindet, bestimmt seine Bindungsenergie an den Atomkern. Diese Energiewerte können nur ganz bestimmte diskrete Werte annehmen. Auf jeder Schale, die von innen nach außen mit Großbuchstaben, beginnend mit K, bezeichnet werden, kann sich maximal eine bestimmte Anzahl Elektronen aufhalten. Diese maximale Anzahl heißt Besetzungszahl. In der Tabelle 1.1 sind die Besetzungszahlen der Schalen K bis P zusammengestellt. Es gilt Dabei ist n die Besetzungszahl und s, von innen nach außen gezählt, die Nummer der Schale. In der Abbildung 1.1 ist beispielhaft das Schalenmodell des Schwefelatoms mit 16 Elektronen dargestellt. Nummer Bezeichnung Besetzungszahl 1 K 02 2 L 08 3 M 18 4 N 32 5 O 50 6 P 72 Tabelle 1.1: Besetzungszahlen der Elektronenschalen Abbildung 1.1: Das Schwefelatom mit der Schalenkonfiguration K2, L8, M6 Das beschriebene Schalenmodell kann nicht alle beobachten Phänomene erklären, sodass schnell relativ komplizierte Erweiterungen notwendig werden. Im vorliegenden Kontext kommen wir aber mit dem beschriebenen Modell aus. Die Elektronenhülle bestimmt maßgeblich die chemischen Eigenschaften der Elemente. Chemische Verbindungen kommen nämlich durch Wechselwirkungen der Elektronenhülle zustande. Eine Elektronenhülle kann sich in einem energetisch angeregten oder im sogenannten Grundzustand befinden. Ein angeregter Zustand wird durch Energiezufuhr erreicht. Elektronen werden dadurch auf energetisch höher angesiedelte Schalen „gehoben“. Eine sich selbst überlassene Elektronenhülle strebt stets ihrem niedrigsten Energieniveau zu, was dem Grundzustand entspricht. Eine Anregung wird beispielsweise erreicht durch die Absorption eines Photons, eines Lichtteilchen also. Diese Anregung wird auch als Photonenanregung bezeichnet. Eine andere Möglichkeit ist die thermische Anregung durch Erwärmung des Materials. Durch die Wärmebewegung kommt es zu Zusammenstößen zwischen den Elektronen mit anderen Teilchen (Stoßanregung). Wir sehen uns die Vorgänge anhand eines einfachen Beispiels an und wählen dazu das Wasserstoffatom mit einem Proton im Kern und einem Elektron in der Hülle. Das Elektron des Wasserstoffatoms kreist normalerweise, also im nicht angeregten Zustand, auf der Schale, die dem Atomkern am nächsten liegt. Nimmt das Atom Photonen auf, so kann das Elektron in eine dem Atomkern entferntere Bahn "springen", die einen gegenüber dem Grundzustand höheren Energiegehalt aufweist. Das Atom ist nun angeregt. Im Allgemeinen "springt" das Elektron nach sehr kurzer Zeit (Milli- bis Nanosekundenbereich) in eine energieärmere Bahn zurück (Abregung). Dabei wird ein Photon emittiert. Der Atomkern hält beinahe die gesamte Masse eines Atoms. Das wird schnell klar, wenn man berücksichtigt, dass Protonen und Neutronen in etwa über die gleiche Masse verfügen, ein Elektron aber nur über den 1.836sten Teil eines Protons bzw. Neutrons. Die negative elektrische Ladung der Elektronen gleicht die positive Ladung des Atomkerns aus, sodass sich ein Atom im “normalen“ Zustand nach außen hin elektrisch neutral verhält. Da die Ladung des Elektrons bis auf das Vorzeichen mit der des Protons übereinstimmt, enthält ein Atom im elektrisch neutralen Zustand genau so viele Protonen wie Elektronen. Atome, bei denen Elektronen aus der Hülle entfernt wurden, heißen ionisiert bzw. Ionen. Die chemischen Elemente werden durch die Anzahl der Protonen im Atomkern definiert. Beispielsweise verfügt das Wasserstoffatom, das leichteste Atom überhaupt, über ein Proton, das Goldatom über 79 Protonen. Die Anzahl der Protonen eines Elements heißt Ordnungszahl des Elements, die Anzahl von Protonen und Neutronen zusammen Massenzahl. Es gibt Elemente, deren Kerne bei gleicher Protonenzahl über unterschiedlich viele Neutronen verfügen. Diese heißen dann Isotope des Grundelements. Wasserstoff beispielsweise mit einem Kern, der aus einem Proton und einem Neutron besteht, heißt Deuterium oder auch schwerer Wasserstoff. Wasserstoffkerne mit zwei Neutronen im Kern bilden Tritium, auch als überschwerer Wasserstoff bezeichnet. Isotope verfügen bis auf geringe Unterschiede über die gleichen chemischen Eigenschaften. Physikalisch unterscheiden sie sich hingegen gegebenenfalls dramatisch (siehe unter 1.2 Radioaktivität). Die im Atomkern vorhandenen positiv geladenen Protonen stoßen sich gegenseitig ab. Diese als Coulomb-Kraft (siehe Anhang A) bezeichnete Kraft sollte die Atomkerne eigentlich auseinanderfliegen lassen. Wenn da nicht noch eine weitere Kraft wäre, die die Atomkerne zusammenhält. Diese, als starke Kernkraft bezeichnete Kraft, ist eine der vier Grundkräfte der Natur. Sie begegnet uns allerdings nur im Inneren der Atome. Und sie ist die stärkste der vier Grundkräfte, zu denen in abnehmender Stärke nach der starken Kernkraft die elektromagnetische Kraft, die schwache Kernkraft und die Gravitation zählen (siehe auch Anhang E). Zu der starken Kernkraft tragen auch die im Kern gebundenen Neutronen bei. Die Kernkraft verfügt nur über eine extrem kleine Reichweite von etwa 10-15 m. Das ist in etwa die Größenordnung des Nukleon-Durchmessers. Daraus resultiert, dass es keine beliebig großen Kerne geben kann, denn ein Proton an der „Oberfläche“ eines großen Kerns spürt Anziehung nur von seinen nächsten Nachbar-Nukleonen, die Coulomb-Abstoßung hingegen von allen anderen Protonen des Kerns. Damit die Kerne stabil bleiben und nicht auseinanderfliegen, sind bei Elementen mit hoher Ordnungszahl zunehmend mehr Neutronen notwendig, um die Coulomb-Kraft, die die Protonen auseinander treibt, zu überwinden. Mit der Protonenzahl 82 ist Blei das letzte Element, das über stabile Isotope verfügt. Isotope höherer Ordnungszahl sind allesamt instabil. Instabile Atome emittieren Kernstrahlung. Man sagt auch, sie sind radioaktiv. Mit der Radioaktivität werden wir uns im folgenden Abschnitt etwas genauer beschäftigen. Das schwerste in der Natur, wenn auch nur in Spuren, vorkommende Element, ist Plutonium mit der Kernladungszahl 94. Uran mit der Ordnungszahl 92, das im vorliegenden Zusammenhang eine besondere Rolle spielt, kommt hingegen in nennenswerten Mengen vor. Natürliches, in Mineralen gebundenes Uran besteht zu etwa 99,3 % aus dem Isotop U-238 und zu 0,7 % aus dem Isotop U-235. Elemente mit mehr Protonen als 92 werden als Transurane bezeichnet. Transurane kommen in der Natur nicht vor. Ausnahmen sind das bereits genannte Plutonium und das Neptunium mit der Ordnungszahl 93. Beide kommen nur in Spuren vor und stammen aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems. Transurane lassen sich künstlich aus Uran oder anderen Elementen mit hoher Ordnungszahl herstellen. Dazu werden die Atomkerne mit Neutronen oder anderen Atomkernen beschossen. Die dabei ablaufenden Kernverschmelzungen generieren dann Transurane. Hinweis:
Auch Kerne können in Analogie zur Elektronenhülle energetisch angeregt sein oder sich im Grundzustand befinden. Anschaulich kann man sich vorstellen, dass Anordnung und Bewegungsweise der Nukleonen nur in ganz bestimmter Form stabil sind. Es würde an dieser Stelle zu weit führen, die entsprechenden Modelle erläutern zu wollen. Wir geben uns deshalb mit der Feststellung zufrieden. 1.2 Die Radioaktivität
Mit Radioaktivität bezeichnet man die Eigenschaft instabiler Atomkernen, sich spontan in andere Kerne umzuwandeln und dabei Strahlung zu emittieren. Dieser Umwandlungsprozess wird auch als radioaktiver Zerfall bezeichnet und die emittierte Strahlung als Kernstrahlung. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Zerfallsprozesse, die im Einzelnen sehr komplex sein...