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-Atomkerne werden zu einem neuen Kern verschmolzen
Thermische Neutronen
Wie hält man eine solche Kettenreaktion unter Kontrolle?
Energiegewinnung durch schnelle Neutronen
- es wird zu viel Wärmeenergie bei einer unkontrollierten Kettenreaktion frei (Bsp.: Atombombe)
- Neutronen stoßen sich nicht von der negativen Hülle oder dem positiven Kern ab
- bei der Spaltung werden schnelle Neutronen frei ( ca. 20000km/s)
- langsame Neutronen eignen sich jedoch besser für Kernspaltungen (höhere Reaktionswahrscheinlichkeit)
Lösung: einen Großteil der Neutronen absorbieren
Cadmium als Neutronen absorbierendes Element
nur noch ein Neutron löst eine weitere Spaltung aus
- in Reaktoren werden Steuer- und Regelstäbe aus Neutronen absorbierenden Elemente mehr oder weniger tief in den Reaktor eingetaucht
Atombombentest “Romeo”. Online unter: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Castle_Romeo.jpg [abgerufen am: 10.03.2013]
BARRAKU für oekonews: Vorteile und Nachteile von Kernenergie und Atomstrom. Online unter: http://www.oekonews.at/index.php?mdoc_id=1076386 [abgerufen am 01.03.2013]
Dreissigacker, Oliver: Sternexplosion im Labor. Onlne unter: http://www.zeit.de/wissen/umwelt/2010-02/erde-sd-kernfusion [abgerufen am 10.03.2013]
Keine Angst vor dem Atom. Online unter: youtube.com
[abgerufen am 25.06.2013]
Moderator. Online unter: http://kernenergie-wissen.de/images/pictures/MODERATOR.jpg [abgerufen am 10.03.2013]
Nimmerrichter, Walter/Walz, Adolf: Kraft und Stoff. Ein Arbeits- und Lehrbuch der Physik und Chemie für Hauptschüler. Stuttgart 1966
Kernfusion. Online unter: http://books.google.de/books?id=A6Iguf8ImYIC&pg=PA321&lpg=PA321&dq=kernfusion&source=bl&ots=zSwCl1elYb&sig=K0rsuwswLH4bIcixmjPgJ8BxY5g&hl=de&sa=X&ei=FbQzUd6fB42Pswat64HQDQ&ved=0CFMQ6AEwBQ#v=onepage&q&f=true [abgerufen am 01.03.2013]
Abbremsen durch Moderator
Multiplikationsfaktor k = 1
- Coulombbarriere zwischen den positiv geladenen Kernen muss überstiegen werden
viel weniger
Impulse!
Energiezufuhr von mindestens 100 Mio. Grad Celsius nötig
- Anzahl der Protonen und Neutronen im Atomkern gleich Atomkern ist stabil
- Anzahl der Protonen und Neutronen im Atomkern ungleich
Atomkern fängt ein Neutron ein und gewinnt Bindungsenergie
Kern gerät in einen angeregten, instabilen Energiezustand
- starke Kraft/Wechselwirkung zwischen Protonen und Neutronen > Coulombkräfte zwischen den Protonen
Kern hält zusammen
Kann nur durch Kernspaltung verloren werden
- Atomkern ( bspw. Uran-235) wird mit Neutronen beschossen
- dadurch wird er in zwei Bruchstücke gespalten
- diese fliegen mit sehr großer Energie auseinander
- es werden zwei bis drei schnelle Neutronen frei
- sie spalten ebenfalls einen Atomkern
- es werden wieder Neutronen frei, die weitere Kerne spalten (neue Neutronengeneration)
Kettenreaktion entsteht
1. Einleitung: Was ist Kernspaltung?
1.1 Wo wird sie verwendet?
2. Die Funktionsweise der Kernspaltung
2.1 Thermische Neutronen
2.2 Steuerung der Kettenreaktion
2.3 Versuch
3. Vor- und Nachteile der Kernenergie
4. Die Kernfusion
5. Fazit
Pro
Kontra
- Neutronen spielen eine wichtige Rolle als Auslöser der induzierten Spaltung und Aufrechterhaltung der Kettenreaktion
- durch einen Moderator werden die Neutronen auf eine thermische Stufe abgebremst
- Neutronen absorbierende Elemente (bspw. Cadmium) müssen Multipli-kationsfaktor auf 1 halten
- Kernspaltung ist zurzeit (noch) die effizienteste Energiegewinnung, jedoch sehr gefährlich
- kein CO2-Ausstoß
- Energieeffizienz
- schont natürliche
Ressourcen der Erde
- einer der wichtigsten Prozesse der Kernphysik, der 1938 von Otto Hahn und Fritz Straßmann entdeckt wurde
-Atomkern wird mit einem anderem Teilchen beschossen
- Atomkern wird in mehrere Teile zerlegt
- die neu entstanden Bruchstücke sind stark radioaktiv
- gefährliche Strahlung
- Atommüll
- eventuelle Unfälle
(Bsp.: Fukushima)
- eventueller terroristischer Anschlag
- Atomwaffen
- die Bruchstücke besitzen eine hohe kinetische Energie
- diese wird in Form von Wärme abgegeben (durch Zusammenstöße)
- die Wärme kann zur Stromerzeugnung genutzt werden
- Energiegewinn: ca. 211 MeV pro Spaltung
- weltweit 210 Kernkraftwerke mit 410 Reaktoren
- auf 30 Länder verteilt
- erzeugen 15% der weltweit genutzten Energie (370 Gigawatt pro Jahr)