Was ist der massendefekt?
Gefragt von: Frau Prof. Sigrun Beck B.Sc. | Letzte Aktualisierung: 5. Mai 2021sternezahl: 4.1/5 (19 sternebewertungen)
Als Massendefekt bezeichnet man in der Kernphysik das Massenäquivalent der Bindungsenergie des Atomkerns. Er äußert sich als Differenz zwischen der Summe der Massen aller Nukleonen und der tatsächlich gemessenen Masse des Kerns.
Was ist der Massendefekt Physik?
Als Massendefekt (auch Massenverlust) bezeichnet man in der Kernphysik den Massenunterschied zwischen der tatsächlichen Masse eines Atomkerns und der stets größeren Summe der Massen der in ihm enthaltenen Nukleonen (Protonen und Neutronen).
Wie kommt es zum Massendefekt?
Der Massendefekt beschreibt den Unterschied zwischen der Summe aller Nukleonen (Protonen und Neutronen) die einen Atomkern aufbauen und der wirklichen (geringeren) Masse dieses Kerns. Dieser Massendefekt kommt durch die freiwerdende Kernbindungsenergie beim Zusammenschluss der Nukleonen zustande.
Warum wird bei der Kernfusion so viel Energie frei?
Bei der Fusion verschmelzen leichte (typischerweise wasserstoffähnliche) Kerne miteinander. Die größeren Kerne benötigen wiederum weniger Energie, um zusammengehalten zu werden – das setzt Energie frei.
Wie entsteht Bindungsenergie?
In der Atomphysik wird als Bindungsenergie die Energie bezeichnet, die zum Zerlegen eines Atoms/Ions in ein (anderes) Ion und ein Elektron nötig ist. Sie kommt durch die elektrische Anziehung zwischen Elektron und Atomkern zustande. Beim Einfangen eines Elektrons wird der gleiche Energiebetrag frei.
Massendefekt und Kernbindungsenergie
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Was hält die Kernbindungsenergie zusammen?
Die Kernbindungsenergie ist jene Energie die frei wird, wenn sich Z freie Protonen und N freie Neutronen zu einem Kern verbinden. Bei der Kernfusion verbinden sich zwei leichte Atomkerne zu einem schwereren Atomkern.
Warum steigt die Bindungsenergie?
Fusioniert man also leichte Kerne zu schwereren Kernen, so steigt laut Diagramm die Bindungsenergie pro Nukleon. Das bedeutet gleichzeitig, dass ein höherer Massendefekt entsteht und entsprechend Energie freigesetzt bzw. gewonnen wird (Energie-Masse-Äquivalenz!).
Wie viel Energie wird bei der Kernfusion frei?
Zwei Kerne des Wasserstoffisotops 2H (Deuterium) verschmelzen zu Tritium (3H). Dabei entsteht außerdem ein freies Proton. Ergebnis: Bei der Verschmelzung zweier Deuteronkerne wird ein Energiebetrag von 4,04 MeV frei.
Wie viel Energie kann man bei der Kernfusion gewinnen?
Sehr groß ist sie jedoch bei Helium-4 erzeugenden Reaktionen: Die Umsetzung von einem Gramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von rund 100 Megawattstunden (MWh) oder 12,3 t SKE liefern.
Wie viel Energie bringt Kernfusion?
Dabei entsteht ein Helium-Kern, außerdem wird ein Neutron frei sowie große Mengen nutzbarer Energie: Ein Gramm Brennstoff könnte in einem Kraftwerk 90 000 Kilowattstunden Energie erzeugen – die Verbrennungswärme von 11 Tonnen Kohle.
Was versteht man unter Nukleonen?
Als Nukleonen [nukleˈoːnən] (Singular Nukleon [ˈnuːkleɔn]; lat. nucleus „der Kern“) bezeichnet man jene Teilchen, aus denen Atomkerne bestehen, also Proton und Neutron.
Warum ist Energie gleich Masse?
Äquivalenz von Masse und Energie bedeutet im Unterschied zur Auffassung der klassischen Physik, dass die beiden Größen nicht unabhängig voneinander existieren, sondern dass jeder Form von Energie eine Masse zugeordnet werden kann und umgekehrt jeder Masse eine Energie entspricht.
Was kann bei der Ermittlung der Gesamtmasse vernachlässigt werden?
Dafür musst du wissen, dass die Elektronen, die sich in der Hülle des Atoms befinden, nahezu keine Masse haben. Sie machen lediglich 0,1 % der Gesamtmasse aus. Dieser Wert ist in absoluten Zahlen sehr gering, daher kannst du ihn für deine Rechnungen vernachlässigen.
Was versteht man unter Bindungsenergie?
In der Atomphysik bezeichnet die Bindungsenergie, die Energie die du benötigst um ein Atom in ein anderes Atom und ein Elektron zu zerlegen.
Was versteht man unter einem nuklid?
Nuklid einfach erklärt
Bei Nukliden handelt es sich um eine spezielle Art von Atomen, welche eindeutig durch ihre Massenzahl (Summe aus Neutronen und Protonen) und Kernladungszahl (Protonenzahl) charakterisiert sind.
Wie berechnet man die kernmasse?
Die Kernmasse bezeichnet die Masse eines von allen Elektronen der Hülle befreiten nackten Atomkerns. Sie unterscheidet sich von der Atommasse um die Ruhemassen der im Atom gebundenen Elektronen und das Massenäquivalent der Bindungsenergie aller Elektronen: m K = m A − Z ⋅ m e + E b c 2.
Welche Energie wird bei der Kernspaltung frei?
Kernspaltung - eine spezielle Form der Kernumwandlung
Unter Kernspaltung versteht man die durch Beschuss mit Neutronen erfolgende Zerlegung eines schweren Atomkerns in zwei mittelschwere Atomkerne. Dabei werden Neutronen freigesetzt und es wird Energie abgegeben, die als Kernenergie bezeichnet wird.
Warum Fusion nur bis Eisen?
durch Fusion kann ein Stern höchstens Eisen erzeugen. Denn beim Eisenkern ist die Bindungsenergie je Kernteilchen (Proton, Neutron) am kleinsten. Daher wird Energie frei, wenn leichtere Kerne zu höchstens Fe fusionieren.
Wie gefährlich ist Kernfusion?
Risiken hinsichtlich Kernwaffenverbreitung. Die Technologie der Kernfusion weist nur eine begrenzte Schnittmenge mit der Kernwaffentechnologie auf. Jedoch kann durch die Kernfusion theoretisch Material für Atomwaffen produziert werden und somit das Risiko einer Verbreitung von Kernwaffen erhöht sein.