Things I read

„Operation Plumbbob“. Wie die Bezeichnung vielleicht vermuten lässt, handelt es sich bei dem Programm, das ich diese Woche im Internet gefunden habe, um ein Militärprojekt. Genauer gesagt um eine Testreihe für US-Atombomben im Jahr 1957. Während Plumbbob wurden keine extrem großen Bomben getestet, wie zum Beispiel während Operation Castle im Pazifik, sondern „kleinere“ Bomben mit Sprengkraft zwischen 1kg und 500kT (was, um fair zu sein, doch recht viel ist). Mit den Gewichtsangaben ist hier gemeint, wie viel TNT man braucht, um die gleiche Energie freizusetzen. Meine Aufmerksamkeit wurde aber stattdessen durch einige interessante, fast schon kuriose, Vorkommnisse geweckt.

Zuerst bin ich auf den Test „(Shot) John“ ¹gestoßen. Shot John sollte ein Demonstrationsversuch für Nuklearwaffen gegen Bomberschwärme sein, sozusagen die „Mutter aller Luftabwehrraketen“. Ein Kampfjet alleine könnte so im Ernstfall eine einzige Luft-Luft-Rakete abfeuern, um mehrere dutzend Flugzeuge auszuschalten. Die Idee war in der Zivilbevölkerung auf Skepsis gestoßen, weil die Vorstellung von explodierenden nuklearen Raketen über den Köpfen der Bürger recht schwer zu bewerben ist.
Das Verteidigungsministerium hat deshalb fünf Freiwillige (und einen Kameramann) gefunden, die bereit waren, sich direkt unter die Rakete zu stellen, welche knapp sechs Kilometer über ihnen detonierte. Video und Tonaufnahmen² zeigen den typischen hellen Lichtblitz und eine wenig später eintreffende Schockwelle. Da die Bombe in großer Höhe explodierte, war die Strahlungsbelastung am Boden glücklicherweise sehr gering und keinem der Anwesenden wurde bleibender Schaden zugefügt. Einer der euphorisierten Männer kommentierte das Ereignis mit den Worten: „My only regrets right now are, that everybody could not have been out here at Ground Zero with us“.

Etwas mehr Bekanntheit als dieser obskure Werbegag erlangte während „Pascal B“ ein Kanaldeckel, der auf knapp 66 km/s beschleunigt wurde. Der Deckel befand sich auf einem etwa 200m tiefen Schacht, auf dessen Boden die Nuklearwaffe lag, und war fest mit der Öffnung verschweißt. Man könnte nun denken, es sei recht offensichtlich, dass der Deckel bei der Explosion weg fliegt, aber 66km/s sind sehr viel und eine Kernexplosion erzeugt, anders als z.B. TNT, nur wenig bis gar kein Gas, welches den Deckel von unten beschleunigen könnte (Das heißt im Übrigen auch, dass es viel einfacher ist, eine Atombombe unterirdisch zu zünden als normalen Sprengstoff). Damit ein Objekt so schnell werden kann, muss es sich extrem nah an der Detonation befinden.³
Der Schlüssel für die hohe Geschwindigkeit liegt hier in der Art und Weise, wie die Bombe „verpackt“ wurde. Sie lag nicht einfach frei im Tunnel, sondern wurde mit einigen Tonnen Beton übergossen. Dieser Beton wurde bei der Explosion vaporisiert, absorbierte einen hohen Anteil der freigesetzten Energie und wurde sofort zu einem sehr heißen, schnell expandierendem Gas. Dieses Gas füllte den Schacht in Sekundenbruchteilen und katapultierte den Kanaldeckel mit furioser Geschwindigkeit gen Himmel. Effektiv hatte man eine große Kanone gebaut. Das Ganze wurde durch eine Hochgeschwindigkeitskamera beobachtet, die die Bewegung des Deckels nicht erfassen konnte, da er zu schnell war. So konnte eine Untergrenze für die Geschwindigkeit bestätigt werden.
Nach dem Ereignis wurde viel spekuliert, was mit dem Deckel passiert war. Mit 66 km/s war er sechs mal schneller als nötig, um die Erdanziehungskraft vollständig zu überwinden und hätte das erste menschengemachte Objekt im All werden können; und das ganze zwei Monate vor Sputnik! Man ist sich heute (und damals eigentlich auch) jedoch sehr sicher, dass der Deckel durch den Luftwiderstand quasi sofort atomisiert wurde. Das wird gut plausibel, wenn man sich überlegt, dass es ein Meteor ähnlicher Größe meistens nicht bis zur Erdoberfläche schafft.⁴

Das Prinzip, mit einer Kanone Dinge ins All zu schicken, fand beim Verteidigungsministerium übrigens tatsächlich Anklang, weil man hoffte, so relativ günstig kleine Frachten in niedrige Orbits schicken zu können. Von 1961 bis 1967 lief Projekt HARP, welches solche Kanonen baute. Man war in der Lage, 180kg schwere Projektile mit konventionellen Sprengstoffen auf suborbitale Flugbahnen zu schießen, die dann hauptsächlich zur Atmosphärenforschung verwendet wurden. Elektronik wurde in Epoxidharz eingegossen, um die Beschleunigungen zu überstehen; generell war das ganze Projektil natürlich aerodynamischer geformt als ein Gullideckel, was die Gefahr der Atomisierung reduzierte.

Operation Plumbbob war tatsächlich das erste Projekt, bei dem man Kernwaffen auf eine solche Art unterirdisch getestet hat. Der erste Test dieser Art war „Pascal-A“. Die Bombe mit nur ca. 1kg Sprengkraft wurde am Boden eines Tunnels in etwa 150m Tiefe platziert. Da es sich nur um eine kleine Bombe handeln sollte, wurde der Kanal nicht versiegelt, sondern oben lediglich mit Sensoren ausgestattet, um eventuell austretende Strahlung und Ähnliches zu messen.
Als spät in der Nacht die Vorbereitungen abgeschlossen waren, entschloss man sich spontan, die Bombe gleich zu zünden, anstatt auf den nächsten Tag zu warten. Bei einem knappen Kilogramm Sprengkraft sollte schließlich nicht allzu viel passieren, und auch Physiker werden irgendwann müde. Blöderweise erreichte Pascal-A mit einer Explosionskraft von 55 Tonnen das 50.000-fache seiner ursprünglich als „leicht“ angedachten Wirkung. Das führte dazu, dass alles, was im Tunnel war und produziert wurde, mit enormer Geschwindigkeit nach oben in bis zu 200m Höhe herausgeschleudert wurde. Durch die Dunkelheit sah das Ganze wie ein großes römische Licht (sic!) aus, das sofort die Aufmerksamkeit aller Anwesenden in der Umgebung auf sich zog. In den Berichten wird beschrieben, dass sämtliches Personal zu ihren Autos rannte und mit gigantischen Umwegen in den Windschatten der Explosion und weiter zur nahen Militärbasis fuhren, um dem Fallout zu entkommen.

Die Idee, unterirdisch zu Testen, hatte allerdings auch einen ernsteren Grund, als Riesen-Bengalos und Überschallkanaldeckel zu beobachten. Wie gerade beschrieben, erkannten Los Alamos und das Verteidigungsministerium recht früh ein Problem mit Tests an und über der Oberfläche: Fallout.
Die Explosion einer Atomwaffe ist aus ausreichender Entfernung eigentlich recht ungefährlich. Wie schon weiter oben erwähnt, wird die initiale Strahlungswelle der Bomben durch die Atmosphäre nahezu vollständig abgeschirmt.⁵ In Las Vegas entwickelte sich deswegen über die 50er eine regelrechte Industrie um das Beobachten von Tests.⁶ Übrig bleibt danach aber radioaktiver Staub, der je nach Größe der Bombe sehr schnell (180m/s), sehr hoch (15km) in die Atmosphäre steigt. Der Staub schlägt sich dann in den Gebieten in Windrichtung über die nächsten Tage nieder.
Über dem Ozean ist das kein riesiges Problem (natürlich trotzdem nicht optimal), aber die USA haben eben auch in Nevada getestet, sehr nah an Zivilisation. Zum Einordnen: Las Vegas war nur etwa 100km entfernt, in Kalifornien konnte man die Lichtblitze noch gut sehen und in einigen Dörfern im Umkreis sind regelmäßig Fenster kaputt gegangen. So war es abzusehen, dass radioaktives Material über Essen und Grundwasser in den Menschen landete. Weil die atomaren Wolken weit über das Festland ziehen, waren die Auswirkungen auch noch weit nordöstlich von Nevada messbar.⁷
Unterirdische Tests haben dieses Problem nicht, da die radioaktiven Stoffe alle im Boden bleiben und, da in einer Wüste getestet wurde, auch nicht einfach ins Grundwasser gelangen. Schon Pascal-A konnte auch mit Testunfall eine Falloutreduzierung von etwa 90% vorweisen.

Da diese ersten Versuche schon lange vor dem Partial Test Ban Treaty (1963) durchgeführt wurden, der oberirdische Tests verbat, könnte man denken, dass man sich viele Gedanken über die Sicherheit der beteiligten Menschen gemacht hat. Das ist meiner Meinung nach allerdings schwer einzuschätzen. Die Bevölkerung wurde lange im Dunkeln über den Fallout gelassen, während bestimmte Industrien gewarnt wurden.⁸ Auch beteiligte Soldaten drangen oft Minuten nach Explosionen bis auf wenige hundert Meter an Ground Zero heran und wurden so sehr hohen Strahlungsdosen ausgesetzt. Und über Tests im Pazifik, bei denen viele Tausend Inselbewohner zwangsumgesiedelt und wegen ignorierten Wetterberichten versehentlich verstrahlt wurden, habe ich noch gar nicht geschrieben.
All diese Tatsachen und vor allem die in den Berichten verwendete, sehr technische Sprache, die menschliches Leiden komplett zu ignorieren scheint, malt ein ziemlich übles Bild der Verantwortlichen. Dem stimmen auch US-Gerichte zu, weswegen die Regierung vor einigen Jahren gerichtlich zur Zahlung von Entschädigungen an Betroffene verpflichtet wurde.

---

Ich hoffe, ihr hattet Spaß beim Lesen und habt ein paar neue Sachen erfahren! Wenn ihr mehr wissen wollt oder einfach selbst gerne in alten Regierungsdokumenten wühlt, hab ich noch ein paar Links/Quellen für euch:

• Allgemeines zu Kernwaffentests: NuclearWeaponArchive und „Caging the Dragon„
• Wikipedia Artikel zur Nevada Test Site und zu Operation Plumbbob; eignen sich gut, um weitere Dokumente in den Referenzen zu finden
• Ein Artikel über Pulsreaktoren (hat nicht so viel mit Atomtests zu tun, aber demonstriert zum Teil, wie die Arbeitsatmosphäre in Los Alamos so war)
• Ein paar Namen: Alvin C. Graves (Testleiter für einige Tests), John Malik (Physiker, hat z.B. Sprengkraft der Hiroshima/Nagasaki Bomben bestimmt), Micheal Light (Fotograf für viele Atomtests)
• Namen von Atomtests, bei denen ihr selbst entscheiden könnt, ob ihr sie lustig findet: Nougat/Platypus, Dominic/Starfish Prime und Teapot/Zucchini

Footnotes

1. Nicht Lennon
2. Ich kann dieses Video nur empfehlen!
3. Als Beispiel: Man stelle sich den Feuerball einer Bombe mit einer Sprengkraft von hier 300t TNT-Äquivalent vor. Dieser Feuerball hat offensichtlich genau dann die gleiche Energiedichte wie TNT, wenn er die Ausdehnung von 300t TNT erreicht hat, also in diesem Fall eine Kugel mit 3.5m Durchmesser. Alles was weiter von der Bombe als dieser Radius entfernt liegt, wird also maximal so schnell wie durch TNT beschleunigt. Das reicht nicht für die beobachteten Geschwindigkeiten aus.
4. Wobei ich mir nicht sicher bin, welches bisschen Trivia weiter verbreitet ist.
5. Alpha und Beta-Strahlung bestehen aus geladenen Partikeln und interagieren deshalb mit den ebenfalls geladenen Atomkernen und Hüllenelektronen in der Luft, was sie stark abbremst. Gamma Strahlung kommt einige hundert Meter weit, wird aber auch schnell gestreut. Neutronen sind hier die größte Gefahr, weil sie nur mit den sehr kleinen Kernen bei direkter Kollision interagieren, aber in großer Distanz bleiben pro Fläche nicht mehr viele übrig.
6. Die Cosa Nostra (US Version der Mafia), die am Aufbau von Las Vegas entscheidend beteiligt war, dürfte damit ein hübsches Sümmchen verdient haben.
7. Ähnlich wie bei Tschernobyl in Europa.
8. Siehe dazu dieses Video von Veritasium über Kodak!