Plutoniumbombe
Für die Plutoniumbombe bildet der Spaltstoff Pu-239 (das Isotop Plutonium mit der Massenzahl 239: die Anzahl der Kernmasseneinheiten (Nukleonenzahl)) ohne Zweifel den geeigneten Sprengstoff.
Das Prinzip dieser Atomwaffe wurde entsprechend erstmals am 16. Juli 1945 in Alamogordo gezeigt. Auch die Bombe in Nagasaki wurde nach diesem Prinzip gebaut.
Damit man eine Plutoniumbombe bauen kann, muß waffenfähiges Plutonium zur Verfügung stehen. Diese Qualität des Plutoniums erreicht man bei einem Kernreaktor, wenn die Brennelemente nur eine geringe Zeit (Tage bis wenige Wochen) im Reaktor bleiben, womit ein ganz geringer Abbrand erzielt wird.
Bei einem Abbrand von etwa 20.000 bis 30.000 MWd/t, wie er in industriell zur Stromerzeugung genutzten Reaktoren erreicht wird, bilden sich auch große Anteile nicht spaltbarer Plutonium-Isotope wie PU-238, Pu-240, Pu-241 und Pu-242. Diese Plutoniummischung eignet sich wenig für waffentechnische Zwecke, d.h. eine beabsichtige Verwendung für den Bau einer Spaltbombe würde kaum lösbare technische Probleme aufwerfen.
Zum Bau einer Spaltbombe wird eine Mindestmenge an spaltbarem Material benötigt, die sogenannte kritische Masse. Folgende Mengen werden nach Taylor angegeben:
| Art des Spaltstoffs | Mindestmenge | |
|---|---|---|
| als Metall | als Oxid | |
| Waffen-Plutonium | 4 kg | 6 kg |
| Reaktor-Plutonium | 8 kg | 10 kg |
| 93 % angereichert U-235 | 17 kg | 20 kg |
| 10 % angereichert U-235 | 1000 kg | 500 kg |
| 3 % angereichert U-235 (Reaktor-Brennstoff) | keine Spaltbombe möglich | |
| U-233 | 16 kg | |
Andere Quellen nennen zum Teil größere kritische Massen für eine Spaltbombe. Um größere Massen in einer Konstruktion aufzuteilen in unterkritische Massen, müßten diese zu einer kritischen Masse zusammengeschossen werden.
Um eine Vorstellung zu gewinnen, welche technischen Probleme dabei auftreten, muß man die Schußgeschwindigkeiten kennen. Für Waffenplutonium beträgt diese einige Kilometer pro Sekunde.
Würde man eine Spaltstoffmischung aus Reaktorbrennstoffen zu einer Reaktion bringen wollen, müßten mehrfache Schußgeschwindigkeiten wie bei Waffenplutonium erzielt werden, was nicht zu bewältigende technische Probleme nach sich ziehen würde.
Literatur
W. Koelzer: Lexikon zur Kernenergie. Karlsruhe 1980