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Zivile“ Kernkraft und Pu.
Schauen wir uns noch mal Plutonium an.
Dieses Element findet sich zunächst nicht auf unserem Planeten, sondern es entsteht bei der Kernspaltung von U235 dadurch, dass das unvermeidlich ebenfalls vorhandene U238 mittles Neutroneneinfang, und durch nachfolgende Umwandlungsprozesse zu Plutonium wird.
Also zunächst zu Pu239 und es entstehen weitere Isotope (Pu240 und geringem Maße auch andere)
https://geschichtsforum.de/thema/kleine-geschichte-der-atombombe.45542/page-3#post-695543
Also das Zeug, welches in jedem Kernreaktor (Uran-Basis, andere sind nicht gebräuchlich) ganz von selbst im Überfluss entsteht, ist schwer so zu zünden, dass sich eine brauchbare Energieausbeute zum Zwecke der beabsichtigten Zerstörungsentfaltung nicht einfach erzielen lässt.
Es also eines ambitionierten technologischen Aufwands bedarf diesen Kernsprengstoff zu diesem Zweck zu verwenden.
Es ist wohl ein wahres Kunststück.
Indes: dieses wurde erstmals vor rund einem dreiviertel Jahrhundert zustande gebracht, und die damals hart und mühsam erarbeiteten Grundlagen sind nun längst Allgemeingut der wissenschaftlichen Erkenntnis, ganz schweigen vom allgemeinen technische Fortschritt.
Nun ging man zunächst davon aus, dass sich zivile und miltitärische Nutzung der Kernkraft dadurch trennen ließe, dass dieser Stoff (Pu239) durch die im KKW unvermeidliche Anreicherung mit weit noch problematischeren Isotopen, vor allem Pu240, für den Zweck des Atombombenabaus verderben müsse,
da deren weit spontanere Neutronenemmision nicht mehr beherrschbar sei.
Entlang dieser Linie argumentierte die Nuklearindustrie um den Bau und Verkauf von entsprechenden Aufbereitungsanlagen zu rechtfertigen. 2]
(Andererseits bleibt die Gewinnung von Kernsprengstoff aus Uran (U235) durch Isotopentrennung so aufwändig, dass Uranbomben seltene Exoten blieben.)
Tatsächlich ist es technisch nicht möglich reines Pu239 zu erzeugen, und ein wenig Pu240 ist immer vorhanden. Die Frage stellt sich daher ob es eine Grenze des Anteils gibt ab der keine Pu-Bombe mehr verwirklicht werden kann.
(Dieser betrug bei der Nagasakibombe Fat Man knapp 1% und selbst dieser geringe Anteil führte zur Schätzung der Wahrscheinlichkeit einer verfrühten Zündung „pre detonation“ mit schlechterer Energieausbeute von 12% welche Groves für akzeptabel hielt. 1]
Die Wahrscheinlichkeit einer pre detonation ergibt sich aus der spontanen Neutronenemission gemessen in Neutronen pro Gramm und Sekunde, und der Größe der verwendeten Masse,
sowie dem Zeitraum den es braucht um die kritische, bzw. überkritische Dichte zu erreichen, sprich der Geschwindigkeit des entsprechenden Ereignisses.
Es war die Kontamination des Kernsprengstoffes Pu239 mit Pu240, die beim Manhatten Project zur Entwicklung der Implosionsbombe führte, die eben nur einen Bruchteil der Zeit für die Überschreitung der kritischen Dichte benötigte als die HEU-Bauweise Little Boy. 3] (siehe auch vorherige Beiträge)
Klar ist also, dass eine schnellere Vereinigung der noch unterkritischen Dichte des Pu zu überkritischen (Implosionsgeschwindigkeit) höhere Pu240-Konzentrationen erlaubt.
Und ebenso einleuchtend ist, dass das entsprechende erste Design des Fat Man vor einem 3/4-Jahrhundert noch nicht das erzielbare Optimum darstellen konnte.
Sehr bald wurde das Fat-Man-Design durch eine relativ einfachen konstruktiven Trick erheblich verbessert: Man lässt die zu verdichtende Pu-Hohlkugel zunächst in eine Vakuum-Zwischenschicht stürzen. Bereits 1948 finden dazu die Sandstone-Tests statt. 4]
Diese Bauart hat bereits 3 Jahre nach Fat Man die dreifache Implosionsgeschwindigkeit.
Der Wirkungsgrad steigert sich, die benötigte Masse des Kernsprengstoffs nimmt ab, und höhere
Pu240-Anteile sind akzeptabel.
Entsprechend steigt der Pu240-Anteil des in Hanford produzierten Pu-Kernsprengstoffs von 1945-1955 auf 7,5%. 5]
1957 ergeht an Hanford gar eine Anfrage nach Pu mit einem Pu240-Anteil von 20%. 6]
Dies kann man im Zusammenhang mit dem nur teilweise declassified Test von 1962 sehen. 7]
Hier wurde mindestens ein erfolgreicher Versuch unternommen mit „zivilem“ Pu eine Atombombe zu erzeugen.
1975 verhindern die USA die Lieferung einer französischen Pu-Aufbereitungsanlage an Südkorea mit dieser Begründung: „According to a message signed by Henry Kissinger, “normal reactor grade plutonium could be used in sophisticated bomb designs or, at the cost of some uncertainty in yield, even in less sophisticated weapons.” 8]
Und das fasst die Komplexität der Betrachtung recht treffend und knapp zusammen.
Der langen Einlassung kurzes Fazit:
Die Trennung zwischen ziviler und militärischer Nutzung der Kernkraft ist ein Mythos, der auf dem Boden der Illusion gedeiht, welche das hässliche Geschwister der Lüge ist.
1] Jones, Gregory S.; Heinonen, Olli (2018): Reactor-grade plutonium and nuclear weapons. Exploding the myths. Arlington: Nonproliferation Policy Education Center. - Seite 60
Derzeit kann dieses Buch kostenlos als PDF hier heruntergeladen werden:
http://www.npolicy.org/thebook.php?bid=37
2] ibid S. 20-21
1975 kommt ein entsprechender Vertrag zwischen der BRD und Brasilien zustande.
„The Germans defended their Brazil deal by claiming that weapongrade plutonium could contain no more than 2% Pu-240.“
3] HEU – highly enriched uranium (U235-Anteil > 80%)
4] Rhodes, Richard (1995): Dark sun. The making of the hydrogen bomb. New York, NY: Simon & Schuster. Seite 320
5] Jones S. 148.
6] Jones S. 128.
7]
https://www.osti.gov/opennet/forms?formurl=document/press/pc29.html
8]
https://nsarchive.gwu.edu/briefing-...eans-break-contract-french-reprocessing-plant
