Was ist Ballotechnik?

Ballotechnik ist ein spekulatives, umstrittenes Gebiet der Kernphysik, das ballotechnische Kernreaktionen untersucht. Eine ballotechnische Reaktion tritt auf, wenn ein hochenergetisches Kernisomer in einen Grundzustand übergeht und Gammastrahlen freisetzt, aber keine Beta- oder Alphastrahlen. Alpha- und Betastrahlen sind eigentlich Teile eines Kerns, während Gammastrahlen reine elektromagnetische Energie sind. Da bei einer ballotechnischen Kernreaktion keine Materie freigesetzt wird, sondern nur Energie, erfährt der Stoff selbst keine Massenänderung.

In einem hochenergetischen Kernisomer befinden sich Protonen oder Neutronen im Kern in einem angeregten Zustand, und die betroffenen Teilchen müssen eine Spinänderung durchlaufen, um ihre überschüssige Energie freizusetzen. Isomere können dazu gebracht werden, diese Energie freizusetzen, aber nicht alle auf einmal – es ist keine Kettenreaktion bekannt, die eine sofortige Freisetzung der isomeren Energie bewirken könnte. Viele Spekulanten ohne Ausbildung in Kernphysik haben wissenschaftlich zweifelhafte Wege vorgeschlagen, die dazu führten, dass einige das gesamte Gebiet der Ballotechnik als pseudowissenschaftlich bezeichnen.

Carl Collins von der University of Texas in Dallas behauptete 1991, die Gamma-Freisetzung in einem Kernisomer zu induzieren, aber seine Ergebnisse wurden nie dupliziert, ein starker Hinweis darauf, dass seine spezielle Methode falsch ist. Dieser Vorfall hat einen Schatten auf die Ballotechnik im Allgemeinen geworfen. Der Begriff Ballotechnik wurde durch den Erfinder der Neutronenbombe Samuel Cohen populär gemacht, der den Begriff wahrscheinlich auch geprägt hat. Das Gebiet ist so undurchsichtig, dass nur sehr wenige Artikel über Ballotechnik zu finden sind, und es gibt sicherlich keinen Physiker, der seine Karriere auf diesem Gebiet basiert.

Kernisomere sind jedoch Realität. Es gibt mindestens fünf stabile Isomere, darunter Tantal-180m, Osmium-187m, Platin-186m, Hafnium-178m und Zink-66m. Das „m“ nach der Ordnungszahl kennzeichnet das Element als Isomer.
Tantal-180m kommt in winzigen Mengen in Tantal-180 vor und ist mit einem Preis von 17 Millionen US-Dollar (USD) pro Gramm die teuerste Substanz der Welt! Der weltweite Vorrat an Tantal-180m beträgt nur rund sieben Milligramm. Tantal-180m ist auch das einzige bekannte metastabile Isomer mit einer Halbwertszeit von mehr als einigen Jahrzehnten. Andere Isomere haben Halbwertszeiten von wenigen Tagen oder sogar Stunden.

Ballotechnik erregte während des Kalten Krieges Aufmerksamkeit, weil man befürchtete, dass sie zur Herstellung von Atomwaffen oder als spaltungsloser Zünder für eine Fusionsbombe genutzt werden könnte. Eine schattenhafte Substanz namens „rotes Quecksilber“ soll Gegenstand der Atomwaffenforschung von Sowjetrussland gewesen sein, und das Material soll 100,000 bis 200,000 US-Dollar pro Gramm gekostet haben. Es wird spekuliert, dass rotes Quecksilber eines der stabilen Kernisomere war.

Berechnungen deuten darauf hin, dass ein Kilogramm reines Tantal-180m bis zu 900 Megajoule Energie in den angeregten Zuständen seiner Nukleonen gespeichert hat, was es zu einer ausgezeichneten Energiequelle machen würde, wenn es dazu gebracht werden könnte, diese Energie freizusetzen.