Kettenreaktion - Hintergründe ....

In den letz­ten Tagen wur­de viel über die Atom­bom­ben von Hiro­shi­ma und Naga­sa­ki geschrie­ben. Über die ver­hee­ren­den Wir­kun­gen. Über Tod, Krank­heit und Leid, die dem Abwurf der Bom­ben folgten.

Über die zugrun­de lie­gen­den phy­si­ka­li­schen Pro­zes­se ist aller­dings wenig bekannt. Des­we­gen hier nun ein klei­ner Exkurs in die Phy­sik, die Atom­phy­sik und ihre Folgen ....

Der Kern­spal­tungs­pro­zess - und sei­ne Ursachen


Ato­me bestehen aus Atom-Ker­nen mit Neu­tro­nen (0)* und Pro­to­nen (+)**, umge­ben von einer Atom-Hül­le, auch "Wol­ke", aus Elek­tro­nen (-)***, die sich auf Bah­nen mit unter­schied­li­cher Ent­fer­nung vom Kern bewe­gen. Gleich­na­mi­ge Ladun­gen sto­ßen sich ab, daher wird mit zuneh­men­der Zahl von Pro­to­nen (+) im Kern eines Atoms sei­ne Nei­gung, sich spon­tan zu spal­ten, immer größer.

Bei klei­nen Ato­men, etwa dem Was­ser­stoff [H = Hydro­ge­ni­um], wird der Kern nur von einem Pro­ton (+) gebil­det, der von einem sehr klei­nen, sich schnell bewe­gen­den Elek­tron (-) umkreist wird.

Da die Ladun­gen ungleich sind, zie­hen sie sich an [und das Elek­tron (-) "stürzt" nicht nach innen, auf das Pro­ton (+) hin, weil es sich mit schnel­ler Bewe­gung auf unter­schied­li­chen Bah­nen um das Pro­ton (+) bewegt und durch die Zen­tri­fu­gal­kraft vom Pro­ton (+) weg­strebt. Es hal­ten sich also Zen­tri­fu­gal­kraft zum einen und Anzie­hungs­kraft zwi­schen den Ladun­gen die Waa­ge: Das Elek­tron (-) bewegt sich auf einer zufäl­li­gen Bahn in wech­seln­den Ent­fer­nun­gen vom Kern des Atoms].

Betrach­tet man grö­ße­re Ato­me, wie etwa das Uran, so sieht die Sache schon ganz anders aus. Wegen der gro­ßen Zahl an Pro­to­nen (+) (+) ist die Absto­ßung um ein Viel­fa­ches erhöht und wird z.T. durch die "Iso­lier­ar­beit" der Neu­tro­nen (0) kompensiert.
"Uran" ist aber kei­ne ein­heit­li­che Men­ge an Ato­men. Es gibt soge­nann­te Iso­to­pe, womit Ato­me am glei­chen Ort [iso topos] im Peri­oden­sy­stem der Ele­men­te gemeint sind, die zwar die glei­che Pro­to­nen­zahl (+) besit­zen, sich aber in der Zahl der Neu­tro­nen (0) unterscheiden.

So gibt es Uran²³⁸ und Uran²³⁵, wobei die Zah­len die Anzahl der Neu­tro­nen (0) bezeich­nen. Unter nor­ma­len Bedin­gun­gen sen­den die­se Ato­me spon­tan Strah­lung aus: Soge­nann­te α-Strah­lung, auch α-Teil­chen genannt [dabei han­delt es sich um Heli­um-Ker­ne, bestehend aus zwei Pro­to­nen (+) und zwei Neu­tro­nen (0)].

Wird nun ein sol­ches Uran²³⁵-Atom durch ein umher­flie­gen­des Neu­tron (0) "ange­sto­ßen", so zer­fällt es in zwei unter­schied­li­che Ato­me, näm­lich - wie in der Abbil­dung dar­ge­stellt - in Sil­ber und Rhodium. 

* (0) = elek­trisch neu­tral / Neu­tron;
** (+) = posi­ti­ve Ladung / Pro­ton;
***(-) = nega­ti­ve Ladung /Elektron.