Australian National University - Abteilung für Kernphysik und Beschleunigeranwendungen / 16. Juni 2025
Was ist Urananreicherung und wie wird sie für Atombomben eingesetzt?
Ende letzter Woche griff Israel drei der wichtigsten iranischen Atomanlagen – Natanz, Isfahan und Fordow – an und tötete dabei mehrere iranische Atomwissenschaftler. Die Anlagen sind stark befestigt und größtenteils unterirdisch. Über das Ausmaß des Schadens gibt es widersprüchliche Berichte. Natanz und Fordow sind Urananreicherungsanlagen des Iran, und Isfahan liefert die Rohstoffe. Jede Beschädigung dieser Anlagen würde daher die Fähigkeit des Iran zur Herstellung von Atomwaffen einschränken.
Doch was genau ist Urananreicherung und warum gibt sie Anlass zur Sorge?
Um zu verstehen, was es bedeutet, Uran anzureichern, müssen Sie ein wenig über Uranisotope und über die Spaltung des Atoms in einer Kernspaltungsreaktion wissen.
Was ist ein Isotop?
Alle Materie besteht aus Atomen, die wiederum aus Protonen, Neutronen und Elektronen bestehen. Die Anzahl der Protonen bestimmt die chemischen Eigenschaften der Atome und unterscheidet die verschiedenen chemischen Elemente.
Atome haben die gleiche Anzahl an Protonen und Elektronen. Uran hat beispielsweise 92 Protonen, Kohlenstoff hingegen nur sechs. Dasselbe Element kann jedoch unterschiedliche Neutronenzahlen aufweisen, wodurch Isotope entstehen.
Bei chemischen Reaktionen spielt dies kaum eine Rolle, ihre Kernreaktionen können jedoch völlig unterschiedlich sein.
Der Unterschied zwischen Uran-238 und Uran-235
Wenn wir Uran aus dem Boden graben, besteht es zu 99,27 % aus Uran-238 mit 92 Protonen und 146 Neutronen. Nur
0,72 % davon sind Uran-235 mit 92 Protonen und 143 Neutronen (die restlichen 0,01 % sind andere Isotope).
Für
Kernkraftwerke oder
Atomwaffen müssen wir die Isotopenverhältnisse ändern. Denn von den beiden Hauptisotopen des Urans kann nur
Uran-235 eine
Kernspaltungskettenreaktion auslösen:
Ein Neutron löst die Kernspaltung aus, die Energie freisetzt, weitere Neutronen führen zu weiterer Kernspaltung und so weiter. Diese Kettenreaktion setzt enorme Energiemengen frei. Bei einer Atomwaffe besteht das Ziel darin, diese Kettenreaktion in Sekundenbruchteilen auszulösen und eine nukleare Explosion auszulösen.
In einem zivilen Kernkraftwerk läuft die Kettenreaktion kontrolliert ab. Kernkraftwerke produzieren derzeit 9 % des weltweiten Stroms. Eine weitere wichtige zivile Nutzung von Kernreaktionen ist die Produktion von Isotopen, die in der Nuklearmedizin zur Diagnose und Behandlung verschiedener Krankheiten eingesetzt werden.
Was ist dann Urananreicherung?
Uran „anzureichern“ bedeutet, das natürlich vorkommende Element zu nehmen und den Anteil an Uran-235 zu erhöhen, während Uran-238 entfernt wird. Es gibt einige Möglichkeiten, dies zu erreichen ( einschließlich neuer Erfindungen aus Australien ), aber kommerziell wird die Anreicherung derzeit mit einer Zentrifuge durchgeführt. Dies ist auch in den Anlagen des Iran der Fall.
Zentrifugen nutzen die Tatsache, dass Uran-238 etwa 1 % schwerer ist als Uran-235. Sie verwenden Rotoren, um gasförmiges Uran mit 50.000 bis 70.000 Umdrehungen pro Minute zu drehen , wobei sich die Außenwände der Zentrifugen mit 400 bis 500 Metern pro Sekunde bewegen. Dies funktioniert ähnlich wie eine Salatschleuder, die das Wasser an die Seiten schleudert, während die Salatblätter in der Mitte bleiben. Das schwerere Uran-238 bewegt sich an den Rand der Zentrifuge, während das Uran-235 in der Mitte verbleibt. Da die Wirksamkeit jedoch begrenzt ist, wird der Schleudervorgang immer wieder durchgeführt, um den Anteil an Uran-235 zu erhöhen.
Die meisten
zivilen Kernreaktoren verwenden
„niedrig angereichertes Uran“, das auf
3 bis
5 Prozent angereichert wurde. Das bedeutet, dass
3 bis
5 Prozent des gesamten Urans in der Probe nun Uran-235 sind. Das reicht aus, um eine Kettenreaktion aufrechtzuerhalten und Strom zu erzeugen.
Welchen Anreicherungsgrad benötigen Atomwaffen?
Um eine explosive Kettenreaktion auszulösen , muss die Uran-235-Konzentration
deutlich höher sein als die Konzentration, die wir in Kernreaktoren zur Strom- oder Medikamentenherstellung verwenden.
Technisch gesehen kann eine Atomwaffe bereits mit
20 % Uran-235 (sogenanntem „hochangereicherten Uran“) hergestellt werden. Je höher die Anreicherung des Urans ist, desto kleiner und leichter kann die Waffe sein. Länder mit Atomwaffen verwenden in der Regel zu etwa
90 % angereichertes,
waffenfähiges Uran.
Laut der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEA) hat der Iran große Mengen Uran auf
60 Prozent angereichert. Tatsächlich ist es einfacher, von 60 Prozent auf 90 Prozent anzureichern, als die ursprünglichen 60 Prozent zu erreichen. Das liegt daran, dass immer weniger Uran-238 entsorgt werden muss.
Aus diesem Grund wird davon ausgegangen, dass im Iran ein extremes Risiko besteht, Atomwaffen zu produzieren, und die Zentrifugentechnologie zur Anreicherung wird geheim gehalten. Letztlich kann dieselbe Zentrifugentechnologie, die Brennstoff für
zivile Reaktoren produziert, auch zur Herstellung von Atomwaffen eingesetzt werden.
Inspektoren der IAEA überwachen Atomanlagen weltweit, um sicherzustellen, dass die Länder die Regeln des globalen Atomwaffensperrvertrags einhalten. Der Iran behauptet zwar, er
reichere Uran ausschließlich zu
„friedlichen Zwecken“ an, doch Ende letzter Woche urteilte der IAEA-Vorstand, der Iran habe gegen seine Verpflichtungen aus dem Vertrag verstoßen.
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AW: Israel greift den Iran an!
Zitat von Klopperhorst
Genau, sehe ich auch so.
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