Was ist eine kernspaltung und wie entsteht diese?
Gefragt von: Klemens Kuhlmann | Letzte Aktualisierung: 2. Januar 2022sternezahl: 4.3/5 (16 sternebewertungen)
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. Kernspaltung ist eine spezielle Form der Kernumwandlung.
Wo wird die Kernspaltung genutzt?
Außerhalb der Forschung ist die induzierte Kernspaltung von größerer Bedeutung. Dabei beschießt man einen großen Kern mit Neutronen. ... Für die technische Anwendung, etwa zur Stromerzeugung in Kernkraftwerken, spielt die Kernspaltung von Uran-235 eine wesentliche Rolle.
Wie funktioniert Kernspaltung für Kinder erklärt?
Bei der Spaltung eines Atomkerns entsteht Wärme, man sagt auch Energie oder - in diesem Fall genauer - Kernenergie dazu. Atomkerne werden in Kernkraftwerken gespalten, denn aus der entstehenden Energie kann man Strom erzeugen. Neben der Energie entsteht bei jeder Kernspaltung eine gefährliche radioaktive Strahlung.
Was passiert bei der Spaltung von Uran-235?
Der Kern wurde gespalten. In bestimmten Fällen entstehen beim Beschuss von Uran-235 mit langsamen Neutronen ein Krypton-89-Isotop, ein Barium-144-Isotop und 3 freie Neutronen.
Welche Elemente entstehen bei der Kernspaltung?
Im ersten Maximum findet man Elemente wie Strontium, Krypton oder Yttrium, im zweiten Maximum zum Beispiel Xenon, Cäsium oder Barium. Die meisten dieser Spaltprodukte sind wegen eines Überschusses an Neutronen radioaktiv und gehen erst über mehr oder minder lange Zerfallsreihen in stabile Endprodukte über.
Kernspaltung - einfach erklärt
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Was passiert bei einer Kettenreaktion?
Bei der Kernspaltung wird ein Atom durch den Beschuss mit einem Atomteilchen, einem Neutron, aufgespaltet. ... Der Vorgang wiederholt sich immer wieder: Freie Teile spalten Atome und setzten neue Neutronen frei. Deshalb auch der Name 'Kettenreaktion'. Und je mehr Neutronen frei werden, desto mehr Energie entsteht.
Wie kann man eine Kettenreaktion steuern?
Um eine Kettenreaktion aufrecht erhalten zu können, ist eine kritische Masse an Spaltmaterial nötig. Eine Kettenreaktion wird z.B. mit Steuerstäben reguliert, die die Zahl der freien Neutronen reduzieren.
Was spaltet Uran?
Von Uran-234 gibt es in der Natur nur geringe Spuren. Uran-238 kann sich durch Neutroneneinfang in Uran-239 verwandeln, das rasch via Neptunium-239 in Plutonium-239 zerfällt. Deshalb enthält ausgedienter Brennstoff aus Kernkraftwerken einen geringen Anteil Plutonium. Auch Plutonium-239 lässt sich leicht spalten.
Was versteht man unter einer unkontrollierten Kettenreaktion?
Unkontrollierte Kernspaltungs-Kettenreaktion
Der erste Weg ist eine unkontrollierte Kettenreaktion, bei der die freigesetzten Neutronen möglichst vollständig neue Kerne spalten. ... Dieser Prozess ist, einmal angestoßen, nicht mehr kontrollierbar – daher die Bezeichnung unkontrollierte Kettenreaktion.
Wie werden die Urankerne gespalten?
Um die Urankerne zu spalten, müssen die Neutronen also verlangsamt werden. Deswegen sind die Brennstäbe von Wasser umgeben, so werden die schnellen Neutronen langsamer. So sind sie in der Lage, in die Urankerne einzudringen und sie zu spalten.
Was ist Kernfusion einfach erklärt?
Als Kernfusion werden Kernreaktionen bezeichnet, bei denen je zwei Atomkerne zu einem neuen Kern verschmelzen. Kernfusionsreaktionen sind die Ursache dafür, dass die Sonne und alle leuchtenden Sterne Energie abstrahlen. ... Im Gegensatz zur Kernspaltung ist eine Kettenreaktion mit Fusionsreaktionen nicht möglich.
Wie funktioniert neutronenbeschuss?
Schnelle Elektronen erzeugen beim Auftreffen auf Materie Bremsstrahlung. Bei Elektronenenergien ab etwa 10 MeV hat die Bremsstrahlung Energien oberhalb der Bindungsenergie der Neutronen in den Targetkernen. Über die Reaktion (γ,n), den Kernphotoeffekt, werden dann schnelle Neutronen freigesetzt.
Was versteht man unter einem Atom?
Das Wort Atom stammt aus dem Griechischen und bedeutet unteilbar. Ein Atom ist also ein winzig kleines Teilchen, ein Baustein der Natur. Jeder Mensch, jedes Tier, jedes Material - einfach alles - besteht aus Atomen.
Wer hat die erste Kernspaltung durchgeführt?
Am 6. Januar 1939 erfährt die Fachwelt von der ersten erfolgreichen Kernspaltung. Die Wissenschaftler Otto Hahn und Fritz Straßmann informieren in der Zeitschrift "Naturwissenschaft" über die Bestrahlung von Uran mittels Neutronen.
Wie hat man die Kernspaltung entdeckt?
Die Kernspaltung wurde im Dezember 1938 am KWI für Chemie entdeckt. Otto Hahn und sein Mitarbeiter Fritz Straßmann bestrahlten Uran mit Neutronen und stellten dabei fest, dass offenbar auch Spaltprodukte wie Barium entstanden waren.
Welche Voraussetzungen sind für die Kernspaltung notwendig?
- Es muss genügend spaltbares Material vorhanden sein. ...
- Es müssen Neutronen mit der für die Kernspaltung notwendigen Geschwindigkeit existieren. ...
- Die Anzahl der Neutronen, die Kernspaltung hervorrufen, muss reguliert werden.
Warum muss die Kettenreaktion bei jeder Kernspaltung kontrolliert ablaufen?
Der Zerfall eines Urankerns kann weitere Kerne in der Nähe zum Zerfall anregen. Und die wiederum... Solche "nuklearen Kettenreaktionen" werden im Kernkraftwerk so kontrolliert, dass nie mehr Atome gespalten werden als nötig.
Was ist der Unterschied zwischen gesteuerter und Ungesteuerter Kettenreaktion?
Ungesteuerte Kettenreaktionen erfolgen bei Atombomben. Durch bestimmte Materialien kann man aber auch die Anzahl der Neutronen beschränken und damit die Kettenreaktion beeinflussen. Eine solche beeinflusste Kettenreaktion wird als gesteuerte Kettenreaktion bezeichnet.
Was versteht man unter der kritischen Masse von U 235?
Der Energieträger dieser Bombe war das instabile Isotop Uran-235, das in großer Menge nötig war. Richard Feynmen berechnete die Kritische Masse für diese Bombe auf 50kg reinen Urans, da es aber in solch großen Mengen nicht in hochreiner Form vorhanden war, mussten 100kg unreineren Urans-235 verwendet werden.
Warum ist Uran so gefährlich?
Uran ist ein radioaktives und toxisches Schwermetall. Doch nicht aufgrund seiner – ohnehin relativ geringen – Strahlung ist es für den Menschen gefährlich, sondern aufgrund seiner chemischen Giftigkeit: In einer hohen Dosis über einen längeren Zeitraum aufgenommen, kann es dauerhaft Blut, Knochen und Nieren schädigen.
Was passiert wenn man Uran anfasst?
Doch dieses natürliche Uran im Gestein ist für den Menschen nicht gefährlich. Allerdings ist Uran ein sogenannter Alphastrahler. Er hat zwar nur eine sehr geringe Reichweite, dafür eine sehr hohe Energie. Wenn Uran vom menschlichen Organismus aufgenommen wird, kann es die Zellkerne mit den Erbinformationen schädigen.
Welche Eigenschaften hat Uran?
Reines Uran ist ein silbrig glänzendes und relativ weiches Schwermetall. Alle Uran-Isotope sind radioaktiv und daher instabil. Ihr natürliches Vorkommen ergibt sich aufgrund der radioaktiven Zerfallsreihen. An der Luft läuft das häufigste Isotop Uran-238 infolge einer Oxidation gelbbraun an.
Was entsteht bei einer Kettenreaktion alles?
Eine Kettenreaktion ist eine physikalische oder chemische Umwandlung (Reaktion), die aus gleichartigen, einander bedingenden Reaktionen besteht. ... Dabei ist ein Produkt einer Einzelreaktion Ausgangsprodukt (Reaktant, Edukt) für eine Folgereaktion. Die Reaktionskette kann linear oder verzweigt sein.
Was sind Steuerstäbe und wie lässt sich mit diesen Materialien eine Kettenreaktion steuern bzw kontrollieren?
Die Kettenreaktion wird mittels Steuerstäben kontrolliert, die zwischen oder in den Brennelementen sitzen. Sie bestehen aus einem stählernen Hüllrohr, das mit einem Neutronenabsorber gefüllt ist. Absorbierende Stoffe sind Bor, Cadmium oder Gadolinium.
Welche Atomkerne sind Spaltbar?
solche mit relativ geringer kinetischer Energie – sind meistens nur Isotope mit ungerader Neutronenzahl gut spaltbar. Nur diese Atomkerne gewinnen durch die Aufnahme eines Neutrons Paarenergie hinzu. ... Element, mit seiner geraden Protonenzahl bei ungeraden Nukleonenzahlen auch ungerade Neutronenzahlen hat.