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Erderkundungen nach der Bombe : Welchen Drachen hat Pjöngjang entfesselt?

  • -Aktualisiert am

Die Zündung der ersten Wasserstoffbombe am 1. November 1952 Bild: dpa

Der Kernwaffentest von Pjöngjang hat die Welt aufgeschreckt. War es tatsächlich eine Wasserstoffbombe? Was uns die Seismik über die Waffe verrät.

          Es wird vermutlich noch Monate dauern, bis endgültig feststeht, ob Nordkorea bei seinem jüngsten Kernwaffentest am Mittwoch in der vergangenen Woche tatsächlich eine Wasserstoffbombe gezündet hat, wie es die staatliche Propaganda in Pjöngjang behauptet. Da die von verschiedenen Fachleuten aus seismischen Messungen abgeleiteten Ladungsstärken der getesteten Bombe erheblich voneinander abweichen, kann kein eindeutiger Schluss auf den Typ der Bombe gezogen werden. Klarheit werden erst jene radioaktiven Isotope bringen, die bei der unterirdischen Detonation entstanden sind und in den kommenden Wochen aus dem Gestein des Testgeländes treten werden. Trotz ihrer geringen Konzentrationen können die Radionuklide von Messstellen außerhalb Nordkoreas erfasst werden.

          Bei unterirdischen Kernwaffentests entstehen ebenso wie bei tektonischen Erdbeben seismische Wellen, die üblicherweise von Seismometern registriert werden. Weil Atombombentests und Erdbeben in den Seismogrammen ihre jeweils typischen Signaturen hinterlassen, lassen sich diese beiden Ereignisse mit recht großer Sicherheit voneinander unterscheiden. Die Unterscheidungsmerkmale wurden von Seismologen bei der Auswertung der Detonationen der nuklearen Sprengköpfe entwickelt, die die fünf Atommächte bei den mehr als tausend Kernwaffentests während des Kalten Krieges zündeten. Hierauf basiert auch im Wesentlichen das im sogenannten vollständigen Teststoppabkommen festgelegte Verfahren zur weltweiten Überwachung von unterirdischen Atomversuchen.

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          Wie stark war die Explosion tatsächlich?

          Kernwaffentests finden entweder in einige hundert Meter tiefen Bohrlöchern oder in Stollen statt. Die Aufnahmen amerikanischer Satelliten belegen, dass Nordkorea auf seinem Testgelände in Punggye Ri im Nordosten des Landes keine Bohranlagen betreibt. Vielmehr haben Bergleute tiefe Stollen in das bewaldete Bergland getrieben. Bisher konnten mindestens vier Stolleneingänge identifiziert werden. Unter Tage wird der Sprengkörper üblicherweise von Messgeräten umgeben und in das Gestein einzementiert. Anschließend werden das Bohrloch oder der Stollen mit Beton gefüllt, damit es nicht zu den sogenannten Ausbläsern kommt. Dabei würde ein Teil der Sprengkraft verpuffen und große Mengen radioaktiver Stoffe in die Luft entweichen.Beim Zünden der Bombe wird ein Teil des umgebenden Gesteins zerrüttet und geschmolzen. Dabei entsteht ein unterirdischer Hohlraum. Infolge der Wucht der Explosion werden messbare seismische Wellen erzeugt.

          Der Atombombentest in Nordkorea am  6.1.2016 ließ weltweit die Seismographen ausschlagen.
          Der Atombombentest in Nordkorea am 6.1.2016 ließ weltweit die Seismographen ausschlagen. : Bild: CTBTO,

          Die von der Detonation in der vergangenen Woche in Nordkorea ausgehenden Wellen waren ebenso stark wie die Schwingungen, die von einem Erdbeben der Magnitude 5,1 ausgelöst werden. Es gibt verschiedene Verfahren, aus der seismischen Aktivität die Ladungsstärke der Kernwaffe zu berechnen. Die Stärke wird üblicherweise im Gewichtsäquivalent des chemischen Sprengstoffs TNT angegeben. Amerikanische Experten ermittelten für die in Nordkorea getestete Bombe einen Wert zwischen sechs und sieben Kilotonnen TNT. Die Seismologen bei der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Hannover, dem deutschen Zentrum zur Überwachung von Atomversuchen, haben dagegen einen doppelt so großen Wert von circa 14 Kilotonnen TNT berechnet. Das entspricht in etwa der Ladungsstärke der im Zweiten Weltkrieg über Hiroshima detonierten Atombombe.

          Unbekannte Geologie des Testgebietes

          Die erheblichen Unterschiede in den berechneten Werten beruhen in erster Linie darauf, dass den westlichen Fachleuten die geologischen Verhältnisse im nordkoreanischen Testgelände nur unzureichend bekannt sind. So leiten feste Gesteine wie Granit, Gneis oder Basalt seismische Wellen mit weniger Verlusten weiter als Sedimentgesteine. Lars Ceranna, der bei der BGR für Überwachung von Atomversuchen zuständige Seismologe, hält es für wahrscheinlich, dass das Testgelände in einer Zone granitischen Gesteins liegt. Amerikanische Seismologen legen ihren Berechnungen offenbar eine andere Geologie zugrunde. Ebenso wie die geologischen Verhältnisse ist unbekannt, wie gut die nordkoreanische Kernwaffe bei dem unterirdischen Test im Stollen an das Gestein gekoppelt war. Bei einer losen Verbindung wird die aus der Magnitude berechnete Ladungsstärke erheblich unterschätzt.

          Mehrere Monate nach dem Atomversuch in Nordkorea im Jahre 2013 erfassten Messstationen der in Wien ansässigen Organisation zur Überwachung des Vollstänigen Teststoppabkommens Spuren des radioaktiven Isotope Xenon-131. Es war bei dem unterirdischen Kernwaffentest entstanden und dann in geringer Konzentration durch Klüfte und Spalten aus dem Gestein des Testgeländes Punggye Ri im Nordosten des Landes ausgetreten. Anschliessend breitete es sich dann als radioaktive Wolke über Japan und dem nördlichen Westpazifik aus. Auch nach dem jüngsten Atomtest wird eine ähnliche Wolke erwartet. Sie kann Aufschluss über den Typ der getesten Kernwaffe geben.
          Mehrere Monate nach dem Atomversuch in Nordkorea im Jahre 2013 erfassten Messstationen der in Wien ansässigen Organisation zur Überwachung des Vollstänigen Teststoppabkommens Spuren des radioaktiven Isotope Xenon-131. Es war bei dem unterirdischen Kernwaffentest entstanden und dann in geringer Konzentration durch Klüfte und Spalten aus dem Gestein des Testgeländes Punggye Ri im Nordosten des Landes ausgetreten. Anschliessend breitete es sich dann als radioaktive Wolke über Japan und dem nördlichen Westpazifik aus. Auch nach dem jüngsten Atomtest wird eine ähnliche Wolke erwartet. Sie kann Aufschluss über den Typ der getesten Kernwaffe geben. : Bild: Grafik BGR Hannover

          Es kann aber nicht darauf geschlossen werden, welchen Typ von Kernwaffe Nordkorea in der vergangenen Woche gezündet hat. Selbst der von der BGR ermittelte doppelt so hohe Wert für die Sprengkraft ist kein Hinweis darauf, dass es sich wirklich um eine Wasserstoffbombe gehandelt hat. Thermonukleare Bomben sind in der Regel erheblich stärker als Atombomben und hätten deshalb seismische Wellen mit wesentlich höherer Magnitude erzeugen müssen. Der Wert der jüngsten Detonation von 5,1 entsprach der Magnitude des vorherigen dritten Atomversuchs in Nordkorea im Jahre 2013.

          In Erwartung auf verräterische Radionukide

          Selbst wenn die Stolleneingänge hermetisch verschlossen sind, dringen im Laufe von Wochen oder Monaten einige der bei der Detonation erzeugten radioaktiven Isotope durch Klüfte und Spalten im Gestein in die Außenwelt. So identifizierten Wissenschaftler in den Aufzeichnungen von Messstellen in Japan und Russland 55 Tage nach dem nordkoreanischen Atomtest im Februar 2013 geringe Spuren der Edelgasisotope Xenon-131 und Xenon-133. Diese beiden Radionuklide kommen in der Natur nicht vor und entstehen nur bei der Kernspaltung in Reaktoren oder Atombomben.

          Nun wird erwartet, dass nach dem jüngsten Test in den kommenden Monaten ebenfalls radioaktive Isotope aus dem Gestein des Testgeländes Punggye Ri entweichen. Da bei der Detonation einer Wasserstoffbombe andere Isotope entstehen als bei der Explosion einer Atombombe, wird die Zusammensetzung des Isotopengemisches zeigen, über welche Nuklearwaffen das Regime in Pjöngjang tatsächlich verfügt.

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