Die entstehung der atombombe

Die Atombombe ist die stärkste und die schrecklichste Waffe die es gibt. Mit allen Atomwaffen die es zur Zeit gibt, könnte man die Welt drei mal zerstören. Während des zweiten Weltkrieges fand man heraus, dass man den Krieg auf einen Schlag gewinnen könnte, wenn man eine Bombe bauen kann, die mit der Energie der Kernspaltung funktioniert. Eine solche Bombe zu bauen war damals noch eine ganz neue Aufgabe für die Physiker und Ingenieure, denn die Kernspaltung war gerade neu entdeckt worden. Von da an gab es zwischen Deutschland und den Vereinigten Staaten einen Konkurrenzkampf um die Erfindung dieser neuen Waffe. Denn es war klar, dass diese Nation, die zuerst eine Atombombe bauen und einsetzen kann, den zweiten Weltkrieg erfolgreich beenden wird.

Im Sommer 1945 waren die Amerikaner die ersten die eine Atombombe fertiggestellt hatten und diese testeten. Da die Deutschen zu dieser Zeit schon besiegt waren, setzten die Amerikaner ihre neue Waffe gegen Japan ein, um diese zur Kapitulation zu zwingen.   Die Einsätze der Atombombe Obwohl es die Atombombe schon seit über 50 Jahren gibt, wurden sie zum Glück erst zweimal eingesetzt. 1945 warfen die Amerikaner innert 3 Tagen je eine Atombombe über den japanischen Städten Hiroshima und Nagasaki ab. So wurde Hiroshima am Morgen des 6. Augustes 1945 von einem amerikanischen Kampfflugzeug überflogen, welches dann die 4 Tonnen schwere Atombombe, mit dem Namen " Little Boy" aus der Höhe von 10`000 Meter über der Stadt abwarf.

Als das amerikanische Flugzeug vor dem Abwurf Hiroshima anflog, gab es in der Stadt zwar kurz Alarm, aber sonst wurde das Flugzeug nicht speziell beachtet, da es von außen aussah als wäre es unbewaffnet. In Hiroshima merkte man erst was los war als die Bombe 600 Meter über der Stadt detonierte. Diese Bombe forderte in Hiroshima 200`000 Opfer. Die Druckwelle zerstörte alle Gebäude in einem Umkreis von 1,5 Kilometer vollständig. Die Fensterscheiben zersprangen in einem Umkreis von 12 Kilometer. Die Hitzewelle, die im Zentrum einige Millionen Grad erreichte, und die Strahlung töteten alle ungeschützten Menschen im Umkreis von einigen Kilometer.

Die Strahlung in den ersten Minuten und durch den radioaktiven Niederschlag innerhalb des ersten Tages nach der Detonation, verseuchte die ganze Stadt radioaktiv , und liess die überlebenden an Seuchen und schweren Krankheiten wie Krebs erkranken. 3 Tage später, am 9. August wiederholte sich das Drama von Hiroshima mit dem selben Ablauf und den selben Folgen in Nagasaki, beim zweiten amerikanischen Atomangriff gegen Japan, dabei kamen weitere 74`000 Menschen um, und wieder wurden zahllose Menschen verletzt und verseucht.   Die Folgen einer Atombombe Bei der Detonation einer Atombombe unterscheidet man zwischen 5 verschiedenen Folgen: Die radioaktive Strahlung der Detonation Den radioaktiven Niederschlag Die Hitzewelle Die Druckwelle Den nuklearen elektromagnetischen Puls Bei einer Atombombe der Grösse der Hiroshima-Bombe sind die Auswirkungen etwa so: -Die radioaktive Strahlung der Detonation ist die Strahlung die sich in den ersten Minuten nach der Detonation mit der Druckwelle und sonstigen winden verteilt, und das betroffene Gebiet mit einer Starker Strahlung verseucht. Alle ungeschützten Menschen in einem Umkreis von einigen Kilometer werden getötet. -Der radioaktive Niederschlag ist der Staub oder das Wasser das bei der Detonation radioaktiv verseucht, und mehrere Kilometer hoch in die Atmosphäre geschleudert wurde und sich innerhalb der nächsten 24 Stunden nach der Detonation auf einer riesigen Fläche verteilt und diese Fläche mit einer schwachen Strahlung verseucht.

Dieser radioaktive Niederschlag wird auch Fallout genannt. -Die Hitzewelle entsteht durch die ungeheure Energie, die bei der Detonation frei wird. Im Detonationszentrum beträgt die Temperatur mehrere Millionen Grad. Die Hitzewelle dauert nur wenige Sekunden, tötet aber alle Menschen im Umkreis von 1-2 Kilometer. Sogar Menschen die mehrere Kilometer vom Detonationszentrum entfernt sind können noch schwere Verbrennungen erleiden. -Die Druckwelle zerstört alle Gebäude in einem Umkreis von 1-2 Kilometer vollständig.

Wie die Hitzewelle dauert die Druckwelle nur wenige Sekunden. Die Druckwelle verursacht Winde mit einer Höchstgeschwindigkeit von 1200 Km/h. -Der nukleare elektromagnetische Puls besteht aus extrem starken Magnetfelder, die vor allem elektrische Geräte beeinflusst und zerstört.   Die Grössenordnung der Atombomben Die Sprengkraft von Atombomben wird am Energiegehalt vom Sprengstoff TNT gemessen, und wird in Kilotonnen und Megatonnen angegeben. Hat eine Atombombe den Energiegehalt von einer Kilotonne, bedeutet das, das diese Atombombe die selbe Energie hat wie tausend Tonnen TNT, hat eine Atombombe den Energiegehalt von einer Megatonne, bedeutet das, das sie den selben Energiegehalt hat wie eine Million Tonnen TNT. Die Atombomben, welche die Amerikaner über Hiroshima und Nagasaki abwarfen, waren eine 12 Kilotnnen und eine 22 Kilotonnenbombe.

Schon diese Atombomben töteten mehrere hunderttausend Menschen, und zerstörten zwei Städte fast vollständig. Doch Heute sind Atombomben dieser Grösse sehr kleine Bomben, denn Heute haben die grössten Atombomben einen Energiegehalt von 20 Megatonnen, also so viel wie 1500 Hiroshima-Bomben oder 750 mal so viel wie eine Nagasaki-Bombe. Bei der Detonation einer 20-Megatonnen-Atombombe gibt es eine Hitzewelle die 20 Sekunden dauert, auch die Menschen die sich 45 Kilometer vom Detonationszentrum entfernt sind erleiden schwere Verbrennungen. Die Druckwelle zerstört alle Gebäude die näher als 20 Kilometer vom Detonationszentrum stehen. Mit einer 20-Megatonnen-Atombombe kann man mehrere Millionen Menschen töten.   Die Atomwaffenstaaten Heute ist bekannt, dass die Vereinigten Staaten, Russland, Großbritannien, China, Frankreich und Indien, Pakistan, Iran Atombomben besitzen.

Weiter wird vermutet, dass Israel, Südafrika, Nord Korea und weitere Staaten Atombomben besitzen oder daran sind Atombomben herzustellen. Durch den Atomsperrvertrag versucht man die Verbreitung der Atombomben zu stoppen.. Die Muskelkontraktion Bevor ich den Vorgang der Kontraktion erläutere, beschreibe ich erst mal den genauen Aufbau der relevanten Teile. Das Myosinfilament besteht aus ca. 300 Myosinmolekülen, welche aus einem langen Teil, dem sogenannten Schwanz, und zwei Köpfchen je Molekül bestehen.

Der Hals, welcher die Köpfchen mit dem Schwanz verbindet, hat zwei Gelenke, an denen das Molekül sich also knicken kann. An den Myosinköpfchen befinden sich die Bindungsstellen an das Aktinfilament. Das Aktinfilament besteht aus zwei zu einer Alpha-Helix gewundenen Ketten kugelförmiger Moleküle, dem G-Aktin. Ein Aktinfilament besteht aus ca. 400 G-Aktinmolekülen. Diese Kette ist von zwei fädigen Tropomyosinmolekülen umgeben, welche in regelmäßigen Abständen von Troponinmolekülen, einem Molekül aus 3 Polypeptiden, unterbrochen werden, insgesamt jedoch durchgehende Einheiten bilden.

Dieses fädige Molekül blockiert im Normalzustand die Bindungsstellen für die Myosinköpfchen an dem Aktinfilament. Die Köpfchen der Myosinfilamente sind immer so angeordnet, daß die von der Mitte des Sarcomers, in dem sich ca. 1000 Filamente befinden, nach außen zu den Aktinfilamenten zeigen.   Im Ruhezustand sind die Myosinköpfchen an den Gelenken schon umgeklappt und befinden sich quasi unter Spannung, werden jedoch von ADP+P, das an das Köpfchen angelagert ist, am Umklappen gehindert. Da die Tropomyosinmoleküle an dem Aktinfilament die Bindungsstellen verdecken kommt es auch hier zu keiner Bindung. Wenn nun ein Reiz am Muskel eintrifft, dann wird aus dem Sarcoplasmatischen Retikulum Ca2+ in den Sarcomer ausgeschüttet.

Das bewirkt eine sterische Veränderung des Troponinmoleküls, d.h. das Troponinmolekül verändert seine Raumstruktur. Dadurch wird die Lage der mit den Troponinmolekülen verbundenen Tropomyosinmoleküle so verändert, daß die Bindungsstellen am Aktinfilament freigelegt werden. Die Myosinköpfchen nähren sich an diese Bindungsstellen an und verankern sich im Aktinfilament. Nun wird der Phosphatrest vom ADP+P abgespalten, und das vorgespannte Köpfchen klappt um.

Dabei gleiten die Myosinfilamente in die Aktinfilamente und der Sarcomer verkürzt sich. Als Beispiel kann man anführen, daß wenn sich eine Myofibrille eines Skelettmuskels und etwa 20% verkürzt, dann beruht das darauf, daß jedes der 20.000 Sarcomere, die sie aufbauen, sich von 2,5 µm auf 2 µm zusammenzieht. Nun wird das ADP abgegeben und ATP hinzugefügt. Die Weichmacherwirkung des ATP sorgt für eine Ablösung des Myosinköpfchens vom Aktinfilament. Das Ca2+ wird wieder ins Sarcoplasmatische Retikulum transportiert.

Damit ist die Raumstruktur des Troponinmoleküls wieder die alte und die Bindungsstellen am Aktinfilament sind wieder verdeckt. Nun wird ATP unter Energiegewinnung zu ADP+P. Die freiwerdende Energie wird gebraucht, um das Myosinköpfchen wieder zu spannen und das ADP+P sorgt dafür, daß das Köpfchen bis zum nächsten Reiz vorgespannt bleibt. Da die beiden Filamente, wie schon erläutert, ineinandergleiten, ist es klar, daß sich der Sarcomer irgendwann maximal verkürzt hat. Diesen Zustand nennt man Tetanus, er bezeichnet die maximale Kontraktion eines Muskels.

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