Bei einer Atomwaffendetonation muss kurz vor dem Augenblick der Zündung die kritische Masse zusammengefasst werden. Es gibt dafür zwei Methoden: das »Kanonenrohr-Prinzip« nach dem die Hiroshima-Bombe funktionierte, und das »Implosionsprinzip«, das die Grundlage für die Nagasaki-Bombe war.

Beim Kanonenrohrprinzip werden zwei unterkritische Massen zu einer überkritschen zusammengeschossen, jedoch kaum komprimiert. Die dabei erreichten Geschwindigkeiten sind begrenzt, und die Kompaktierungszeit hat die Größenordnung von Millisekunden. Für dieses Verfahren ist Plutonium nicht geeignet. Ein Land, das sich Kernwaffen verschaffen will, kann das technisch relativ einfach zu realisierende Kanonenrohrprinzip nur verwenden, wenn es dafür genügend hochangereichertes Uran besitzt.

Das technisch aufwendigere Implosionsprinzip ermöglicht sehr viel schnellere Kompaktierungen. Hierbei wird eine Pu- oder U-Hohlkugel, die noch unterkritisch ist, mit Hilfe so genannter Sprenglinsen komprimiert und in einen überkritischen Zustand überführt. Bei den Sprenglinsen handelt es sich um eine speziell zusammengesetzte Sprengstoffumhüllung der Kugel. Wenn diese an mehreren Stellen gleichzeitig gezündet wird, entsteht eine kugelförmige Detonationswelle, die die Oberfläche der Hohlkugel an allen Punkten gleichzeitig erreicht. Dabei können Kompaktierungszeiten von einer millionstel Mikrosekunde noch weit unterschritten werden.

Die kritische Masse ist näherungsweise umgekehrt proportional dem Quadrat der Dichte. Das bedeutet, dass umso weniger Kernsprengstoff nötig ist, je besser er komprimiert werden kann, also je besser die Impolsionstechnik ist. So bewirkt bereits eine Dichteverdopplung eine Reduzierung der kritischen Masse auf ein Viertel. Der Wirkungsgrad, das heißt der Anteil des Kernsprengstoffs, der tatsächlich gespalten wird, ist bei dieser Technik erheblich besser als bei der Kanonenrohrtechnik. (Quelle: Anette Schapers: Kernwaffen der ersten und zweiten Generation, in Rüstungsmodernisierung und Rüstungskontrolle,Baden-Baden 1992, S. 76.)

Bearbeitungsstand: Dezember 2007

Siehe auch: Kritische Masse