Physik Forum

[Lily20]

Hallo, ich grüße Euch.

Im Rahmen meines Studiums, muss ich ein Referat in dem Fach "Ionisierende Strahlung" halten.

Dabei soll ich logisch abschätzen, wie groß die Dosis nach dem Atombombenabwurf in Hiroshima war/ist.

Mögliche Gliederung:

Wie fünktioniert eine Atombombe?
Was geschieht nach der Explosion? (Neutronen, Alpha-, Beta-, Gamma-Strahlung ...)
Biologische Wirkung
Dosisvergleiche

usw.


Würdet Ihr mir bitte helfen, indem Ihr mir ein paar Quellen nennt, die mir weiterhelfen könnten? Das Referat soll viel Physik enthalten; also sind Quellen wie Wikipedia eher ungeeignet.

Würde mich echt über jede Antwort freuen.


Liebe Grüße

Lily

[toncoc]

quellen kann ich nicht auf die schnelle nennen, aber das thema physikalisch aufzurollen ist extrem aufwändig.

im grundprinzip werden bei kernwaffen zwei in sich unkritische massen (mit isotopen u-235, oder später pu-239, hochangereichert) mit konventionellem sprengstoff aufeinandergeschossen und ergeben so in verbindung mit einer neutronenquelle eine kritische anordnung mit prompt überkritischem neutronenmultikplikationsfaktor. das ganze ergibt in sekundenbruchteilen eine thermische leistungsexkursion von mehreren 10er potenzen.

1. frage: wieviel des eingebrachten spaltstoffes wurde "verbraucht"?
die gesamte menge an spaltstoff wird es kaum gewsesen sein, da durch die explosion die kritische anordnung auseinandergerissen wurde.
die bestimmung des verbrauchten spaltstoffes bestimmt wiederum mit der häufigkeit der spaltstoffverteilung (spaltstoffisotopenabhängig) das auftreten der radioaktiven b-minus-strahler.

2. frage: neutronenstrahlung wird in diesem zusammenhang eher nebensächlicher natur sein, da vermutlich wenig transurane bei diesem vorgang durch konversion entstanden sind, die wiederum dauerhaft neutronen bei spontanspaltung emittieren. einige spaltstoffe machen ß/n zerfälle (z.B. br-87) aber diese sind mit max 55sec halbwertszeit auch schnell verschwunden. lediglich in der kritischen anordnung lag für kurze zeit eine hohe neutronenstrahlung vor.

3. frage: y-strahlung tritt aus 2 ursachen auf: 1. bei der exkursion als prompte y-strahlung aus der spaltung des spaltstoffes selbst, und danach in verbindung mit den ß-minus-zerfällen der spaltstoffe.

4. frage: alpha-strahlung würde nicht sonderlich in der betrachtung auffallen, da als spaltstoffe eigentlich keine a-strahler auftreten können. der spaltstoff selbst ist ein a-strahler, aber a-strahlung hat eine sehr geringe reichweite und kann haut nicht durchdringen. lediglich eine inkorporation würde merklich zur personendosis beitragen.

5. frage: strahlung aus aktivierten stoffen. auch hier dürfte der anteil nicht so hoch sein, da die aktivierung der stoffe meist auf neutroneneinfang beruht (s. neutronenstrahlung).

6. frage: wenn du an alle daten gekommen bist, dann werden die angaben unter umständen in Bq, also zerfälle/sec angegeben sein.
das sagt aber primär wenig über die dosis aus.
zu beachten ist: leistung der emittierten teilchen oder wellenstrahlung (isotopenabhängig), aufenthaltsdauer, entfernung, wetterlage, windrichtung, luftfeuchte, evtl. abschirmung (höhenschema der gegend)...; ferner strahlungsart und damit den strahlungswichtungsfaktor, bei inkorporationen (z.b. i-131, Sr-90 usw. direkt bei der detonation, oder später mit der nahrungskette aufgenommen) der gewebewichtingsfaktor

7. frage: all das wird dann zu dem punkt kommen, das man sich fragen muss: wo soll sich die betrachtete person aufghalten haben? denn der abstand zur punktförmigen quelle geht quadratisch in die dosisleistung ein.
also H1/H2 = (r2/r1)².

aber damit kratzt man immer noch nur an der oberfläche....

finalement müsste ein bild herauskommen, das aussieht, wie wenn man einen stein in ein ruhendes gewässer wirft: die bombe bildet den mittelpunkt, und die dosis breitet sich aus, mit umgekehrt proportionaler leistung zur entfernung....

biologische wirkung:
das ist wiederum ein eigenes thema.
schätzwerte:
ca. 0,25Sv = veränderung des blutbildes
ca. 1Sv = übelkeit/erbrechen; strahlenkater
ca. 4Sv = halbletale dosis
ca. 7Sv = letale dosis
diese ergebnisse beruhen auf auswertungen der vorfälle in hiroshima, nagasaki, tschernobyl, ciudad juarez, goiania, tokaimura...