Was sind das für materialien die für eine kernspaltung genutzt werden können?

Gefragt von: Pascal Ullrich B.A.  |  Letzte Aktualisierung: 31. Dezember 2021
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Hauptsächlich werden die Nuklide Uran-235 und Plutonium-239 verwendet. In Planung bzw. Erprobung waren auch Kernreaktoren auf Basis von Thorium-232 und Uran-233.

Welche Stoffe entstehen bei der Kernspaltung?

Unter Kernspaltung versteht man die durch Beschuss mit Neutronen erfolgende Zerlegung eines schweren Atomkerns in zwei mittelschwere Atomkerne. ... Ein Urankern kann auch in andere Atomkerne zerfallen, z. B. in Lanthan und Brom, in Selen und Caesium oder in Antimon und Niobium.

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.

Wie kann man instabile Kerne spalten?

Durch Beschuss mit langsamen Neutronen können schwere Atomkerne (z. B. Uran, Plutonium) in leichtere Atomkerne aufgespalten werden.

Warum wird bei der Kernspaltung so viel Energie frei?

Unter Kernspaltung versteht man die Aufspaltung schwerer Kerne (wie Uran) in zwei leichtere Kerne. Die zwei leichteren Kerne benötigen weniger Bindungsenergie als ein schwerer Kern. Deshalb wird Energie freigesetzt.

Kernspaltung und Kernreaktion im Atomkraftwerk (Animation)

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Wie viel Energie wird bei der Kernspaltung frei?

Bei der Uranspaltung wird pro Urankern eine Energie von rund 200 MeV (Megaelektronenvolt) frei – also millionenfach mehr als die wenigen Elektronenvolt pro Molekül bei typischen chemischen Reaktionen (etwa bei einer Verbrennung).

Wie viel Energie wird bei einer 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.

Was ist ein instabiler Kern?

Ein Kohlenstoff-Atom etwa besteht aus sechs Elektronen und sechs Protonen. Daneben enthält der Kern des Kohlenstoff-Atoms aber auch noch ungeladene Teilchen, die Neutronen. Wenn der Kern eines Atoms jedoch zu viele Neutronen enthält, wird er instabil. Das Atom kann dann zerbrechen – es zerfällt.

Wie nennt man die Kerne von instabilen Atomen?

Es stellt sich nun die Frage, nach welchen Kriterien man entscheiden kann, ob ein Kern stabil oder instabil ist. . Dabei versteht man unter einem u-u-Kern einen Kern mit einer ungeraden Anzahl an Protonen und einer ungeraden Anzahl an Neutronen. Neben den u-u-Kernen gibt es auch g-g-Kerne, u-g-Kerne und g-u-Kerne.

Welche Atome können gespalten werden?

Uran-235 ist das einzige in der Natur vorkommende Nuklid, bei dem die Anlagerung eines Neutrons zur Spaltung des Kerns führt. Bei einer Spaltung wird im Mittel eine Energie von etwa 200 MeV frei. Neben Uran-235 lässt sich jedoch auch das Plutoniumisotop 239Pu, das in der Natur nicht vorkommt, durch Neutronen spalten.

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.

Was passiert bei der Kernspaltung?

Die Kernspaltung ist eine Kernreaktion, bei der ein großer Kern zu zwei kleinere Kerne zerfällt und dabei unfassbare Energiemengen freigesetzt werden. Interessanter Fakt: Die Kernspaltung von einem einzigen Kilogramm Uran-235 setzt die gleiche Energiemenge frei wie die Verbrennung von 3.000 Tonnen Steinkohle.

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 entsteht bei einer Kettenreaktion?

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. Dadurch werden Neutronen des beschossenen Atoms frei, die wieder auf andere Atome treffen und sie spalten.

Wie kann man die Kernspaltung kontrollieren?

Kontrollierte Kernspaltungs-Kettenreaktion

Die Kernspaltungs-Kettenreaktion findet in diesen Kernkraftwerken statt, genauer in den sogenannten Kernreaktoren. Im stabilen Betrieb wird der Kernreaktor so eingestellt, dass pro Kernspaltung genau eine nachfolgende Spaltung induziert wird.

Welche Voraussetzungen sind für eine Kernspaltung notwendig?

Voraussetzungen für eine gesteuerte Kernspaltung sind:
  • 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.

Welche Atomkerne gelten als instabil?

Ein Kohlenstoff-Atom etwa besteht aus sechs Elektronen und sechs Protonen. Daneben enthält der Kern des Kohlenstoff-Atoms aber auch noch ungeladene Teilchen, die Neutronen. Wenn der Kern eines Atoms jedoch zu viele Neutronen enthält, wird er instabil. Das Atom kann dann zerbrechen - es zerfällt.

Wann ist ein Kern stabil?

Es wurde festgestellt, dass Kerne mit gerader Anzahl von Protonen und Neutronen stabiler sind als Kerne mit ungerader Anzahl. Kerne, deren Neutronenzahl und Protonenzahl einer der magischen Zahlen entsprechen, können als „ doppelt magisch “ bezeichnet werden und haben sich als besonders stabil erwiesen.

Welche Atomkerne sind stabil?

Ähnlich wie die Elektronen in der Atomhülle sitzen die Protonen und Neutronen im Atomkern auf Schalen. Kerne gelten als besonders stabil, wenn die Zahl ihrer Bausteine zwei, acht, 20 oder 28, 50 oder 82 beträgt.

Was versteht man unter einem nuklid?

Ein Nuklid (von lat.: nucleus) ist in der Kernphysik ein Atomkern, der durch eine bestimmte Anzahl von Protonen und Neutronen gekennzeichnet ist, wodurch die Atomart bestimmt wird.

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.

Was ist ein stabiler Zerfall?

Beim radioaktiven Zerfall wandeln sich Kerne, die außerhalb der Zone stabiler Nuklide liegen, freiwillig bzw. spontan durch Aussenden einer radioaktiven Strahlung in einen stabileren Kern mit niedrigerem Energieinhalt um.

Wie viel Energie entsteht bei einer 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.

Wie ist es möglich zwei Atomkerne zu fusionieren?

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.

Ist Fusionsenergie gefährlich?

Fusionsenergie - erstaunlich sicher und sauber

Die Antwort überrascht: Obwohl die Fusionsenergie rein physikalisch gesehen eigentlich eine Art der Kernenergie ist, wäre ein Fusionskraftwerk sowohl umwelt- wie auch sicherheitstechnisch komplett risikofrei.