v. Schuricht Kernexplosionen fur friedliche Zwecke

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1 v. Schuricht Kernexplosionen fur friedliche Zwecke

2 REIHE WISSENSCHAFT Die REIHE WISSENSCHAFT ist die wissenschaftliche Handbibliothek des N aturwissenschaftlers und Ingenieurs und des Studenten der mathematischen, naturwissenschaftlichen und technischen Facher. Sie informiert in zusammenfassenden Darstellungen tiber den aktuellen Forschungsstand in den exakten Wissenschaften und erschliebt dem Spezialisten den Zugang zu den N achbardisziplinen.

3 Volkmar Schuricht Kernexplosionen ffir friedliche Zwecke Mit 37 Ahhildungen und 24 Tahellen Vieweg. Braunschweig

4 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Sehurieht, Volkmar Kernexplosionen fiir friedliche Zwecke. -1. Aufl. - Braunschweig: Vieweg, 1977 (Reihe Wissenschaft) ISBN ISBN (ebook) I DOII0.I007/ ~ 1977 AIle Rechte vorbehalten Akademie-Verlag Berlin 1977 Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1977 Lizenzausgabe fiir Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, Braunschweig, mit Genehmigung des Akademie -Verlages, DDR - Berlin Herstellung: IV /2/14 VEB Druckerei»Gottfried Wilhelm Leibniz«, 445 GriiIenhainichen ISBN

5 Vorwort Der Eintritt der Kernenergie in ihre Lebensspha.re wurde der Menschheit insbesondere durch die kriegerische Anwendung in Hiroshima und Nagasaki im Jahre 1945 bewubt. Dieses Ereignis fuhrte dazu, dab auch der friedlichen Anwendung der Kerntechnik mit MiBtrauen, wenn nicht sogar mit Ablehnung, begegnet wurde. Seit rund zwanzig J ahren befabt man sich nun auch damit, Kernexplosionen fur friedliche Zwecke einzusetzen. In einem 1954 veroffentlichten Artikel des sowjetischen Wissenschaftlers G. POKROWSXI [1] - er erschien kurz nach der Inbetriebnahme des ersten Kernkraftwerkes der Welt am in der Sowjetunion - wurden erstmals Moglichkeiten der friedlichen Anwendung von Kernexplosionen angedeutet. Mogen einige dieser Vorschlage damals wie heute utopisch erscheinen, sie haben einen Weg gezeigt, wie sich Kernexplosionen in Zukunft auch zum Nutzen der Menschen einsetzen lassen. Der Vertrag uber die Nichtweiterverbreitung von Kernwaffen, eines der grundlegenden Vertragswerke zur Verringerung der Atomkriegsgefahr, bestimmt in seinem Artikel V, dab die friedliche Anwendung von Kernexplosionen durch die Kernwaffen besitzenden Staaten auch fur die Staaten zu sichern ist, die seiber keine Kernwaffen besitzen. Mit dieser Festlegung soil erreicht werden, dab keine weiteren Staaten Kernsprengeinrichtungen entwickeln, auch nicht unter dem Vorwand, sie fur friedliche Zwecke einsetzen zu wollen. Dadurch hangt die Anwendung von Kernexplosionen fur friedliche Zwecke eng mit dem Problem der Abriistung zusammen. Von grober Bedeutung fur die friedliche

6 4 Vorwort Nutzung nuklearer Explosionen ist der auf diesem Gebiet zwischen der UdSSR und den USA im Mai 1976 geschlossene Vertrag. Bisher wurden einige Hundert Kernexplosionen fiir friedliche Zwecke durchgefiihrt. In zunehmendem MaBe werden die dabei gesammelten Erfahrungen veroffentlicht und auf internationalen Tagungen der Internationalen Atomenergie-Agentur (IAEA) [2, 3, 4, 5, 6, 106] ausgetauscht. Einige Tausend Veroffentlichungen zur friedlichen Anwendung von Kernexplosionen sind bereits erschienen [7, 8]. Die fiihrenden Lander bei der friedlichen Anwendung von Kernexplosionen sind die UdSSR, die USA und Frankreich, die sich intensiv und umfassend mit diesem Problem beschaftigen. GroBbritannien, das als KernwaffenIand ebenfalls die technischen Voraussetzungen fiir eine selbstandige Entwicklung auf dem Gebiet der friedlichen Kernexplosionen 1) besitzt, sieht sich infolge seiner geographischen Lage bei den Anwendungen begrenzt. Trotzdem beteiligt es sich aktiv am Entwicklungsprogramm. Andere Lander, die keine eigenen nationalen Programme haben, sind an den Entwick Jungen und den gesammelten Erfahrungen interessiert bzw. verfolgen bestimmte Projekte, selbst wenn sie keine Kernwaffen besitzen. 1m November 1976 tagte bereits zum fiinften Male das Technische Komitee der laea fiir die friedlichen Anwendungen von Kernexplosionen, das den Stand und die Entwicklungstendenzen auf diesem Gebiet regelmabig einschatzt. Auch in Zukunft werden solche Beratungen niitzlich und notwendig sein [124]. Die Ergebnisse der letzten Tagung wurden in das bereits fertiggestellte Manuskript noch eingearbeitet. 1) 1m weiteren wird die umstii.ndliche Bezeichnung "Kemexplosionen ffir friedliche Zwecke" durch die - sprachlich zwar nicht einwandfreie - kfirzere "friedliche Kemexplosio. nen" ersetzt.

7 Vorwort nahm eine Sonderberatergruppe fiir friedliche Kemexplosionen beim Gouvemeursrat der laea ihre Arbeit auf [9]. Diese Gruppe soll ade Aspekte der friedlichen Kemexplosionen beraten, die in die Kompetenz der laea fallen. Insbesondere soll sie sich mit Sicherheits- und Umweltfragen auseinandersetzen sowie mit den okonomischen Aspekten derartiger Projekte im Vergleich zu nichtnuklearen Altemativen. SchlieJ3lich werden auch rechtliche Probleme behandelt, die zum Beispiel im Zusammenhang mit Dienstleistungen auf diesem Gebiet auftreten. Es ist das Ziel dieses Buches, einen weiten Kreis von Interessenten aus verschiedenen Fachgebieten mit den Moglichkeiten und Problemen der friedlichen Kernexplosionen aus naturwissenschaftlich-technischer Sicht vertraut zu machen. Herm Dr. W. Rehak, z. Z. Wien, sei an dieser Stelle herzlich fur die kritische Durchsicht des Manuskriptes und viele wertvolle Hinweise und Anregungen gedankt. Herzlicher Dank gebiihrt dem Akademie-Verlag Berlin, insbesondere der Lektorin Frau Trautmann, fiir die Forderung bei der Herausgabe des Buches. Dresden, im November 1976 V. SCHURICHT

8 Inhaltsverzeichnis o. Einleitung 9 1. Arten von Kernexplosionen fiir friedliche Zwecke Technik der Kernexplosionen Wissenschaftliche Grundlagen Kernsprengstoffe Wirkungen von Kernexplosionen Unterirdische Kernexplosionen Phii.nomenologie unterirdischer Kernexplosionen Abmessungen von Hohlraum und Kamin Kratererzeugende Kernexplosionen Phanomenologie kratererzeugender Kernexplosionen Abmessungen des Kraters Sonstige Kernexplosionen Anwendungen von Kernexplosionen fiir friedliche Zwecke Technische und industrielle Anwendungen Bauwesen ErschlieJlung von Bodenschatzen Sonstige Anwendungen in Technik und Industrie Wissenschaftliche Anwendungen Sonstige Anwendungen Sicherheitsprobleme bei Kernexplosionen fiir fried liche Zwecke Mechanische und seismische Effekte Druckwelle Bodenbewegung Radiologische Effekte Radiologische Effekte bei unterirdischen Kernexplosionen

9 8 Inhaltsverzeichnis Radiologische Effekte bei kratererzeugenden Kernexplosionen Sonstige Effekte AusbIick 4.1. Nationale Programme 4.2. Zusammenfassung Literaturverzeichnis 126 Anhang 1, Umrechnungsbeziehungen fur SI-Einheiten 134 Anhang 2, Verzeichnis der verwendeten Symbole 135 Sachverzeichnis. 137