War es wirklich eine Wasserstoffbombe?
6. Januar 2016
Die nordkoreanische Propagandamaschine feierte den jüngsten Bombentest mit martialischen Worten: Es sei gelungen, eine Wasserstoffbombe zu zünden. Ob das stimmt ist indes fraglich, denn die Stärke der Erschütterung bewegt sich etwa in dem Rahmen einer Atombombensprengung im Jahr 2013.
Möglicherweise wird die Wahrheit nie ans Licht kommen. Denn auch über chemische Analysen ist praktisch nicht herauszufinden, ob es eine klassische Atombombe war oder tatsächlich eine Wasserstoffbombe.
Erschütterung nicht viel stärker als zuvor
Zu der Frage, wie stark die Atombombenexplosion wirklich war, unterscheiden sich die Aussagen verschiedener Forschungseinrichtungen in Nuancen. So berichtet das GeoForschungZentrum Potsdam (GFZ) über eine Erschütterung von 5,3 auf der Richterskala. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und der geologische Dienst der USA (USGS) stufen das Ereignis mit 5,1 ein.
So oder so, die Stärke der Explosion liegt damit grob in einem bereits vertrauten Rahmen. Schon 2013 hatte Nordkorea einen Atomtest durchgeführt, der ein Beben der Stärke 5,1 ausgelöst hatte und 2009 ein Beben der Stärke 4,9 (BGR) oder 5,0 (GFZ).
"Der Hinweis, dass diese beiden Sprengungen und die aktuelle nahezu gleich sind, spricht zumindest nicht für einen technologischen Quantensprung und eine völlig neue Dimension bei den Tests", so das Fazit von Nicolai Gestermann, Geophysiker am nationalen Datenzentrum für die Verifikation des Kernwaffenteststoppvertrages, einer Einrichtung der BGR.
Gestermann stellt infrage, ob die nordkoreanische Führung damit ihr Ziel erreicht hat, Stärke zu zeigen. Unterirdische Tests der großen Atommächte hätten vor Inkrafttreten des weltweiten Testmoratoriums üblicherweise Beben der Stärke 6,9 bis 7,0 ausgelöst.
"Es ist ja das Ziel, eine möglichst starke Explosion mit einer Fusionsbombe [einer Wasserstoffbombe] zu erzeugen. Bei dem Test in Nordkorea sieht es jetzt jedoch nicht so aus als ob das gelungen wäre", sagt Gestermann. Zwar sei es theoretisch möglich, durch entsprechende Bauweise auch schwache Fusionsreaktionen zu erzeugen, aber das sei ja nicht Sinn der Sache.
Kernspaltung und Kernfusion
Sollte es aber doch eine Wasserstoffbombe gewesen sein, wäre das für internationale Beobachter ohne einen Besuch des nordkoreanischen Testgeländes praktisch kaum nachzuweisen.
Der Grund: Auch eine Wasserstoffbombe beinhaltet quasi als "Zünder" eine Atombombe, die mit Kernspaltung funktioniert.
Eine solche herkömmliche Atombombe setzt Energie durch Kernspaltung von Uran oder Plutonium frei. Eine unkontrollierte Kettenreaktion entsteht: Die Bombe explodiert. Dabei entstehen verschiedenste Radioisotope, die nach der Explosion die Umwelt verstrahlen und in der Atmosphäre messbar - also auch nachweisbar - sind.
Die Wasserstoffbombe arbeitet hingegen durch das Prinzip der Kernfusion: Wie auf der Sonne verschmelzen Kerne der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium. Dabei wird die Energie freigesetzt. Übrig bleibt Helium und ein freifliegendes Neutron. Beide sind aus der Ferne nicht messbar und verflüchtigen sich schnell.
Wasserstoffbombe durch chemische Messungen nicht zu erkennen
Bringt man eine Wasserstoffbombe unterirdisch zur Explosion, entstehen durch die Zündung der Atombombe also die üblichen nachweisbaren Radioisotope. Spätestens nach einigen Wochen sind diese auch in großer Entfernung - mit Stationen in Japan - messbar. Aber die Fusionsreaktion der Wasserstoffbombe hinterlässt keine aus der Ferne messbaren chemischen Spuren.
Allerhöchstens bei einem zeitnahen Besuch des Testgeländes ließen sich möglicherweise noch Edelgase in der dortigen Atmosphäre aufspüren. Da Nordkorea aber keine Beobachter ins Land lässt, fällt diese Option aus.
Eine eher theoretische Möglichkeit wäre dann noch die Messung von Neutrinos. Das sind sehr leichte und kleine Elementarteilchen, die normalerweise durch kosmische Strahlung auf die Erde gelangen.
Auch während einer Fusionsreaktion entstehen Neutrinos. Messstationen für Neutrinos gibt es unter anderem in Japan, der Antarktis und in Italien. Diese riesigen Anlagen dienen aber der Grundlagenforschung. Würde dort etwas gemessen, wäre es reiner Zufall.
Es war sicher kein Erdbeben
Festzustellen, dass es grundsätzlich ein Atomtest und kein Erdbeben war, sei indes nicht sehr schwierig, erläutert Professor Torsten Dahm. Am GFZ leitet er die Sektion für Erdbeben- und Vulkanphysik. Grundsätzlich gibt es drei Indizien, die das Beben nach einer Sprengung von einem natürlichen Erdbeben unterscheiden.
"Einen Hinweis gibt uns die Abstrahlcharakteristik der Wellen", sagt Dahm. "Das ist ein ganz starker Hinweis auf eine Explosion im Vergleich zu einem tektonischen Beben. Andere Hinweise geben auch die Frequenzspektren, also die Energie, die dabei abgestrahlt wird."
Als drittes Indiz dient die Tiefe des Epizentrums des Bebens: "Es ist klar, dass man eine Explosion, die man selbst verursacht, nicht in sehr großer Tiefe zünden kann", sagt Dahm. "Erdbeben finden in einer Tiefe von zehn Kilometern oder noch tiefer in der Erdkruste statt, während Explosionen sehr nahe an der Oberfläche stattfinden."
Die Tiefe ist umso besser zu bestimmen, je näher die Messstationen am Epizentrum liegen. Aber auch wenn das Land internationalen Inspektoren keine örtlichen Daten liefert, können die Erdbebenforscher aus der Ferne einiges errechnen. Sie nutzen sogenannte "seismische Antennen."
Das sind eigentlich keine Antennen, sondern weltweite Netzwerke von Seismometern, die in großen Entfernungen an besonders ruhigen Standorten aufgebaut sind. "Da kann man versuchen, aus den ankommenden Wellen Tiefenphasen zu untersuchen und zu modellieren. Die geben einem dann einen Hinweis auf die Herdtiefe des Bebens."
Im Fall des jetzigen Atomtests ist der Fall ohnehin klar: Das Epizentrum lag mitten in einem bekannten Testgebiet, das darüberhinaus praktisch keine natürliche Seismizität aufweist.