Was ist eine kontrollierte kettenreaktion?

Gefragt von: Mareike Herzog-Haas  |  Letzte Aktualisierung: 19. August 2021
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Kontrollierte Kernspaltungs-Kettenreaktion
Im stabilen Betrieb wird der Kernreaktor so eingestellt, dass pro Kernspaltung genau eine nachfolgende Spaltung induziert wird. Mit anderen Worten: Im Durchschnitt wird genau 1 Neutron aus einer Kernspaltung genutzt, um die Kettenreaktion zu erhalten.

Wie wird die Kettenreaktion kontrolliert?

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 ist eine Kettenreaktion einfach erklärt?

Mit der Kettenreaktion wird in einem Atomkraftwerk Strom erzeugt. Grundlage einer Kettenreaktion ist die Kernspaltung, bei der Energie entsteht. Bei der Kernspaltung wird ein Atom durch den Beschuss mit einem Atomteilchen, einem Neutron, aufgespaltet. ... Deshalb auch der Name 'Kettenreaktion'.

Was ist eine kontrollierte und eine unkontrollierte Kettenreaktion?

Was ist eine unkontrollierte Kettenreaktion? Im Gegensatz zur kontrollierten Kettenreaktion wird bei der unkontrollierten Reaktion, aufgrund des fehlenden Moderators, die Energie abrupt freigesetzt. Diesen Effekt nutzte die Menschheit, um die wahrscheinlich gefährlichste Waffe der Geschichte zu bauen, die Atombombe.

Was passiert bei einer ungeregelten Kettenreaktion?

Das spaltbare Material U-235 oder Pu-239 sendet selbständig permanent Neutronen aus. Bei entsprechend hohem Reinheitsgrad genügt es, dass die kritische Masse von ca. 8 kg bis 20 kg spaltbaren Materials räumlich konzentriert angeordnet ist, um die Kettenreaktion selbständig beginnen und ablaufen zu lassen.

Kettenreaktion - kontrolliert und unkontrolliert | Physik - Atomphysik | Lehrerschmidt

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Wie kann man eine Kettenreaktion stoppen?

Immer wenn genug spaltbares Material dicht genug zusammen ist, startet die Kettenreaktion. Um die zu stoppen, fährt man die so genannten Steuerstäbe zwischen die Brennstäbe, diese fangen die Neutronen ab. Das dauert im Normalfall einige Stunden, per Notfallschaltung aber ist das auch mal Sekundensache.

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.

Wo findet man eine unkontrollierte Kettenreaktion?

Die bei den Kernspaltungen freigesetzte Wärmeenergie wird benutzt, um in Kernkraftwerken elektrischen Strom zu erzeugen. Die Kernspaltungs-Kettenreaktion findet in diesen Kernkraftwerken statt, genauer in den sogenannten Kernreaktoren.

In was spaltet sich Uran-235?

Abb. 3 Energiebilanz bei der Kernspaltung am Beispiel der Spaltung eines Uran-235-Kernes in einen Krypton-89 und einen Barium-144-Kern.

Was versteht man unter der kritischen Masse von U 235?

Kritische Masse bezeichnet in der Kernphysik und Kerntechnik die Mindestmasse eines aus spaltbarem Material bestehenden Objektes, ab der die effektive Neutronenproduktion eine Kettenreaktion der Kernspaltung aufrechterhalten kann.

Warum nennt man es Kettenreaktion?

Eine Kettenreaktion ist eine physikalische oder chemische Umwandlung (Reaktion), die aus gleichartigen, einander bedingenden Reaktionen besteht. ... Der Begriff Kettenreaktion wird in der Umgangssprache im gleichen Sinne gebraucht, siehe Dominoeffekt oder Kettenbrief.

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 ist in den Brennstäben?

Brennstäbe in Kernkraftwerken sind mit dem zur Kernspaltung vorgesehenen Brennstoff (in der Regel in Tablettenform gepresstes Urandioxid oder sowohl Urandioxid als auch Plutoniumdioxid enthaltendes Mischoxid) gefüllte Rohre.

Wie wird der Prozess im Atomkraftwerk kontrolliert?

Ganz einfach: In Kernkraftwerken werden Atomkerne gespalten. Der Zerfall eines Urankerns kann weitere Kerne in der Nähe zum Zerfall anregen. ... Solche "nuklearen Kettenreaktionen" werden im Kernkraftwerk so kontrolliert, dass nie mehr Atome gespalten werden als nötig.

Welche Arten der Kernspaltung gibt es?

Kernspaltung eines Uran-235-Kern
  • Grundsätzlich unterscheidet man zwei Arten von Kernspaltungen: spontane und nicht-spontane, bzw. induzierte Kernspaltungen. ...
  • Dazu wird der Atomkern mit einem langsamen Neutron beschossen. ...
  • ( )
  • Nun wurde bereits gesagt, dass es mehrere Arten gibt, einen Urankern zu spalten.

Was braucht man um eine Kernspaltung zu starten?

In einem Kernreaktor werden Uran und Moderator so angeordnet, dass mit Hilfe von Regeleinrichtungen ein kontinuierlicher Spaltprozess aufrechterhalten und dadurch kontrolliert Kernenergie als Wärme freigesetzt wird. Dabei ist das Verhältnis der beiden Uranisotope 235 und 238 eine kritische Größe.

Was passiert wenn man Uran spaltet?

Dabei entstehen zwei, manchmal auch drei kleinere Atomkerne – die sogenannten Spaltprodukte. Gleichzeitig werden Energie und zwei bis drei Neutronen freigesetzt. Diese können ihrerseits von weiteren Uran-235-Atomen eingefangen werden, die sich dann ebenfalls spalten.

Was passiert in der Kernspaltung?

Die Kernspaltung ist eine Kernreaktion, bei der ein großer Kern zu zwei kleinere Kerne zerfällt und dabei unfassbare Energiemengen freigesetzt werden.

Welche Elemente sind Spaltbar?

Es werden dabei 2 MeV Energie frei und das Atom kann sich spalten. Entsprechend können Uran-233 und Uran-235 gespalten werden (andere ungerade Isotope sind zu instabil), genauso wie etwa Plutonium-239 und Plutonium-241.

Wo wird die Kernspaltung angewendet?

Kernkraftwerke (KKW), manchmal auch Atomkraftwerke (AKW) genannt, dienen der Gewinnung elektrischer Energie aus Kernenergie. Dabei erfolgt in einem Atomreaktor eine gesteuerte Kernspaltung, bei der thermische Energie freigesetzt wird.

Wo findet man Uran auf der Erde?

2008 wurden in den USA knapp 1500 Tonnen gefördert, im gleichen Zeitraum jedoch fast 19.000 Tonnen verbraucht. Uran wird heute hauptsächlich in Kasachstan, Kanada, Australien, Namibia, Russland, Niger, Usbekistan, den USA, der Ukraine, China und Südafrika gefördert.

Warum gibt es keine Kettenreaktion im Natururan?

2 Warum kann im Natururan keine Ketten- reaktion von selbst ablaufen? Freigesetzte Energie Bei der Spaltung von 1 kg Uran-235 wird eine Energie von etwa 23 000 000 kWh frei- gesetzt.

Was ist die Kernumwandlung?

Unter einer Kernumwandlung versteht man die Umwandlung von Atomkernen in andere Kerne. Das kann spontan oder durch äußere Einflüsse und Bedingungen erfolgen. Zu den Kernumwandlungen gehören der Spontanzerfall, die Kernspaltung und die Kernfusion.

Wer hat die erste Kernspaltung durchgeführt?

Im Dezember 1938 versuchte Otto Hahn zusammen mit seinem Mitarbeiter Fritz Straßmann im Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie in Berlin durch den Beschuss von Uran-Atomen Radium zu gewinnen.

Kann man eine Kernschmelze stoppen?

Lässt sich eine Kernschmelze aufhalten? „Dieser Prozess ist nicht mehr zu stoppen, wenn das Kühlsystem versagt hat“, sagte der renommierte Physiker Lothar Hahn, der bis 2010 Geschäftsführer der Gesellschaft für Reaktorsicherheit war, zu „sueddeutsche.de“.