Umweltfreundlicher Töten mit Nanotechnologie

08.02.2007

Alternative zu Munition aus abgereichertem Uran entwickelt

Von der Urananreicherung verbleibendes abgereichertes Uran ist einerseits wertloser, immer noch giftiger und leicht radioaktiver Abfall und andererseits für panzerbrechende Munition beliebt. Doch die gesundheitlichen Folgen durch den Verschuss von DU (Depleted Uranium)-Munition sind erheblich (Trojanisches Pferd der Atomkriege) und mittlerweile auch beim amerikanischen Militär nicht mehr unumstritten. Ein neu entwickeltes synthetisches Material soll nun das gefährliche Schwermetall ablösen.

Uran ist das schwerste natürlich vorkommende Metall und damit als Grundlage für panzerbrechende Geschosse automatisch von Interesse. Auch normale Munition besteht vorzugsweise aus dem Schwermetall Blei - wegen des höheren spezifischen Gewichts und der so gesteigerten Durchschlagskraft.

Grundmaterial und fertiges Projektil aus dem Nano-Wolfram-Glasgemisch (Bild: Ames Laboratory)

Uran hat jedoch noch einige Eigenschaften, die es für den militärischen Einsatz besonders interessant machen: Während eine Bleikugel zwar in "weichen Zielen" - Tieren und Menschen - eine hohe Durchschlagskraft hat und auch noch ohne Probleme Holztüren durchdringt, richtet das weiche Metall trotz seines hohen spezifischen Gewichts in harten Stahlplatten wenig aus und wird nur an der Oberfläche platt gedrückt.

Uran spitzt sich dagegen beim Auftreffen auf Stahl noch zu und durchbricht so auch massive Panzerungen. Zudem entzündet sich Uran durch die Reibungssitze bei 600°C und verbrennt dann unter Anrichtung weiteren großen Schadens im Inneren des Panzers zu Uranoxid, was aber auch einen Teil der erheblichen Giftwirkung verursacht, die auch die die Uranmunition verschießenden Soldaten (Tödlicher Staub) oder später im Extremfall in den ausgebrannten Panzern spielende Kinder, doch auch die gesamte umliegende Zivilbevölkerung gefährdet (Low Intensity Nuclear War) und zu langfristigen, in ihrem Ausmaß immer noch ungeklärten Folgeschäden führt, wie sie im Golf- und Jugoslawienkrieg beobachtet wurden ("Überraschungen" mit Uran-Munition).

Schon länger wurde damit experimentiert, statt Uran Wolfram als Grundlage für panzerbrechende Munition zu verwenden, das weniger giftig ist und sogar noch eine etwas höhere spezifische Dichte aufweist. Doch das Problem mit Wolfram ist einerseits der weit höhere Preis - es handelt sich um ein eher seltenes Metall, das auch nicht als Abfallprodukt anfällt -, andererseits das andere Verhalten von Wolfram gegenüber Uran beim Auftreffen auf Hindernisse: es spitzt sich beim Eindringen in harte Metalle nicht etwa zu, sondern wird pilzförmig platt gedrückt. Zwar geschieht dies nicht so extrem wie bei Blei, doch ist Wolfram dennoch nicht imstande, im gleichen Maße wie Uran Panzerplatten zu durchdringen.

Bisherige Versuche, dem Problem mit Legierungen wie beispielsweise Wolfram-Eisen-Nickel beizukommen, waren erfolglos. Eine aus auf Nanogröße gemahlenen Wolframpartikeln und Metallglas zusammengesetzte Legierung soll nun die gefährliche Uranmunition ersetzen. Das neue Material wurde in Zusammenarbeit mit dem U.S. Army Research Laboratory am dem dem U.S. Department of Energy unterstehenden Ames Laboratory entwickelt und schärft sich beim Eindringen in Panzerplatten ebenso zu wie Uran, ohne jedoch dessen (chemische) Giftigkeit und Radioaktivität aufzuweisen. Das Glas sorgt dabei für die erwünschte Zuspitzung des Projektils beim Eindringen in das zu durchschlagende Objekt, das Wolfram für die notwendige hohe spezifische Masse. Erst durch das Kleinmahlen des Wolframs bis in den Nanometerbereich war es möglich, das vorher problematische Zerplatzen der Metallpartikel zu einer Pilzform zu verhindern.

Innere Struktur des Nano-Wolfram-Glasgemisches unter dem Mikroskop (Bild: Ames Laboratory)

Auch wenn das neue Material die Soldaten weniger gefährdet und keine vergifteten, radioaktiven Landschaften zurücklässt, wird es sich bei den Projektilen aus Wolfram-Glas-Verbundmaterial natürlich trotzdem um eine höchst tödliche Waffe handeln. Doch nachdem es den Wissenschaftlern gelungen ist, so ein außergewöhnlich hartes Material zu entwickeln, denken sie daran, es auch für andere Zwecke als Projektile zu verwenden und anstelle der Glaskomponente es auch wieder mit anderen Metallen zu versuchen, um das Gewicht weiter zu erhöhen. Ob die Nano-Metallpartikel andere gesundheitliche Probleme mit sich bringen, was ja prinzipiell nicht auszuschließen ist (Es mangelt an der Nano-Hygiene), ist noch nicht bekannt.

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