GK = Gigakelvin = Milliarden Kelvin = rund Milliarden Grad Celsius,
MK = Megakelvin = Millionen Kelvin = rund Millionen Grad Celsius,
1 eV = rund 10000 Kelvin,
K = Kelvin = Grad Celsius + 273,15 ,
p = 1H+ = Proton = Wasserstoff-1-Kern,
d = 2H+ = Deuteron = Deuterium-Kern = Wasserstoff-2-Kern,
e- = Elektron,
e+ = Positron,
ve = Elektronneutrino.
Die Dissipation der thermischen Energie durch Strahlung:
Reichweiten:
Reichweite von Elektronen in Wasser:
1 MeV ..... 4,0 mm,
2 MeV ..... 9,5 mm,
5 MeV ..... 25 mm.
Reichweite von Protonen (Wasserstoff-1-Kernen) in Wasser:
1 MeV ..... 0,028 mm,
2 MeV ..... 0,086 mm,
5 MeV ..... 0,40 mm.
Reichweite von Alphateilchen (Helium-4-Kernen) in Wasser:
1 MeV ..... 0,0061 mm,
2 MeV ..... 0,012 mm,
5 MeV ..... 0,039 mm.
Nur geladene Teilchen wie Elektronen, Protonen, und Alphateilchen
haben eine feste Reichweite. Neutrale Teilchen wie Neutronen und
Gammaquanten haben nur Halbwertsschichten. Neutrinos gehen durch
Wasser und jede feste Materie praktisch ungehindert hindurch.
Halbwertsschichten in Wasser:
1 MeV Neutronen ... 10 cm,
2 MeV Gammaquanten ... 14 cm.
1 MeV entspricht einer Temperatur von rund 10 GK.
100 MK entsprechen einer Energie von rund 10 keV.
Die Dissipation oder Ausbreitung der thermischen Energie durch
alle Arten von Strahlung wird durch deren geringe Reichweiten
in Wasser stark behindert.
Wenn man eine Nuklearwaffe in 10000 Metern Wassertiefe zündet,
dann stehen jedem Quadratzentimeter der Druckwelle 1000 Kilogramm
Masse gegenüber.
Die Expansion dieser heißen Plasmablase kann daher im
kernphysikalischen Sinne nur langsam stattfinden, weil die
Beschleunigung gleich der Kraft geteilt durch die Masse ist,
und weil die Kraft gleich dem Druck mal der Fläche ist.
Die Wärmeleitung und die thermische Konvektion in Wasser sind
noch viel langsamer.
Wasser ist schlecht komprimierbar, aber es wird in Atomkerne
und Elektronen zerlegt werden.
Durch diesen massiven Trägheitseinschluß müßte eigentlich eine
hohe Dichte energiereicher Protonen entstehen.
Eine Sauerstoff-16 mit Proton Reaktion ist ziemlich unwahrscheinlich,
aber auch diese würde Energie erzeugen.
Die Proton-Proton-Reaktion liefert aber zusätzliche Energie nach,
sowie einen Deuteriumkern, ein Positron, und ein Elektronneutrino:
1H+ + 1H+ = 2H+ + e+ + ve + 0,42 MeV
Die Elektronneutrinos ve tragen aber einen Energieanteil von
0,26 MeV in die Unendlichkeit davon (endlich eine hohe Reichweite).
Die neu entstehenden Positronen e+ reagieren schnell mit den
überall vorhandenen Elektronen e- und liefern ebenfalls zusätzliche
Energie nach:
e+ + e- = 1,02 MeV Gammaenergie auf 2 oder 3 Gammaquanten verteilt.
Die Außenfläche, und mit ihr die Abgabe von thermischer Energie,
steigt mit dem Quadrat des Durchmessers der Plasmablase an, aber das
Volumen, und mit ihm die Erzeugung von thermischer Energie, steigt
mit dem Kubus des Durchmessers der Plasmablase an, so daß ab einem
bestimmten Durchmesser mehr Energie erzeugt wird, als verloren geht.
Wie aus den Reichweiten und Halbwertsschichten in Wasser hervorgeht,
ist die Zone der Energieübertragung durch Strahlung nur wenige
Zentimeter dick, während der thermonukleare Feuerball einige
Kilometer groß werden kann.
Nun stellt sich die Frage, wie viele Megatonnen TNT-Standardsprengkraft
man benötigt, damit die Kernfusion der Protonen des Wassers mehr
Energie erzeugt, als diese Plasmablase nach außen hin abgeben kann.
Wenn das der Fall ist, dann gelingt es auch, den gesamten Ozean
in eine riesige Wasserstoffbombe zu verwandeln, weil dann diese
Plasmablase bei ihrer Ausdehnung immer heißer werden muß, so daß
sich die Kernfusionszone immer weiter in das umgebende Wasser
hinein ausweiten kann.
Das wäre doch eine hübsche Computersimulation.
Anmerkungen von Karl Bednarik zur Kurzgeschichte:
Frühere Versuche zu diesem Thema haben einfach zu nahe an
der Wasseroberfläche stattgefunden, so daß das heiße Plasma
in die Luft entweichen konnte.
Ein Video dazu:
http://www.youtube.com/watch?v=Gu_z4PMN11k
Die Rechte und die Verantwortlichkeit für diese Geschichte liegen beim Autor (Karl Bednarik). Die Geschichte wurde auf Wunsch von Karl Bednarik auf e-Stories.de aufgenommen - Vielen Dank! Die Betreiber von e-Stories.de übernehmen keine Haftung für den Beitrag oder vom Autoren verlinkte Inhalte. Veröffentlicht auf e-Stories.de am 11.04.2009. - Infos zum Urheberrecht
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