Kernspaltung

Kernspaltung   Entdeckung der Kernspaltung:   -1932 Engländer Chadwick: richtige Deutung der Strahlen die beim Beschuss von Beryllium mit Alphateilchen entstehen    er nannte die Auftretenden Teilchen wegen ihres elektrisch neutralen Charakters Neutronen. - Mann konnte nun den Aufbau von Atomen klären (Kern: Protonen und Neutronen) - Man hatte nun auch Teilchen zur Verfügung die sich relativ leicht in andere Atomkerne einbauen ließen (weil ungeladen keine Wechselwirkung) vgl. letzte Stunde - Deswegen wurden die freien Neutronen zunächst zur Erzeugung künstlicher Isotpoe genutzt z.B.:   - dann beim Beschuss von Uran und Thorium mit Neutronen wurde erstmals die Vermutung geäußert dass Elemente mit Kernladungszahl über 92 (Transurane) entstehen könnten.   - Gleichzeitig Vermutung dass bei Beschießung von schweren Kernen mit Neutronen die Kerne in mehrere Bruchstücke Zerfallen könnten.

(wurde aber nicht weiter überprüft  1934)   -1938/39 OTTO HAHN und FRITZ STRASSMANN und LISE MEITNER kamen zu Überzeugung dass beim Beschuss von Uran mit Neutronen tatsächlich radioaktives Barium entsteht das bedeutet dass Uran Kerne gespalten wurden!!   Kernspaltung und Spaltprodukte   -es können grundsätzlich alle Atome gespalten werden   - aber bei bestimmten Uran und Plutonium Isotopen ist es besonders einfach (mit Neutronen)   - außerdem sind es exotherme Reaktionen da mehr Energie frei wird als zu Spaltung aufgebracht werden muss!   -in Natur gibt es 3 Uranisotope U234, U235, U238, sie sind Alphastrahler mit unterschiedlichen Halbwertszeiten! TABELLE!!!!   - alle haben die Eigenschaft des Spontanzerfalls (d.h. die Kernkraft ist so groß wie die Abstoßung der Protonen im Kern) => Stabilität ist geschwächt , Spontanzerfälle aber eher Selten deswegen spielen sie keine Rolle bei der Kerntechnik   - Kernspaltungen mit beschuss von Neutronen werden untersucht   - Die Isotope verhalten sich bei Neutronenbeschuss unterschiedlich   -bei U238 nur selten Spaltung erreicht und nur bei hoher Geschwindigkeit (der Neutronen)   - bei U235 geht es sehr viel leichter und sowohl durch schnelle als auch durch Thermische Neutronen mit langsamen Neutronen gelingt es besonders leicht!   -U234 spielt keine Rolle wegen des geringen Vorkommens!    -in der BRD betriebene Kernkraftwerke werden Kerne des U235 gespalten ,dafür muss nicht das Uran als Element vorliegen, Kernspaltung auch in der Form chemischer Verbindungen machbar.   KERNREAKTIONSGLEICHUNG     -trifft ein thermisches Neutron auf ein Uranatom 235 so wird es in den Kern aufgenommen und es entsteht ein hochangeregter Zwischenkern U236. Seine Lebensdauer ist nur s Da der Kern versucht seine Anregungsenergie abzugeben.   -Modellvorstellung: Nach dem Einfang eines Neutrons fängt der Urankern das schwingen an , verformt sich elipsenförmig, dann hantelförmig einschnürt und letztlich in 2 mittelschwere Trümmerkerne zerfällt, sowie in 2 bis 3 Neutronen.

An der Stelle der Einschnürung berühren sich nur noch wenige Nukleonen, deswegen ist nur noch wenig Kernkraft vorhanden für den Zusammenhalt. Aber weiterhin vorhanden ist die Kraft dass sich die Protonen abstoßen und diese Überwiegt letztenendes so dass der Kern sich teilt. Außerdem hat der Kern die Tendenz sich zu energetisch günstigeren Zuständen überzugehen und dass ist in dem fall zu kleineren Kernen zu werden   -Spaltung von Uran 235 kann zu verschiedenen Spaltprodukten führen  die Kernladungszahlen müssen aber in der Summe immer die des U235 ergeben.   -Häufigkeitsverteilung der Spaltprodukte. Man kennt heutzutage bis zu 200 verschiedene Spaltprodukte   - Aufgrund von Neutronen Überschuss sind die Meisten Spaltprodukte , zum großen Teil radioaktiv und wandeln sich durch Betastrahlung in stabile Kerne um, es ist aber auch Neutronenemission möglich.   Energiebilanz der Kernspaltung   - im Urankern sind die Nukleonen mit einer Mittleren Energie von 7,6 MeV gebunden in kleineren Spaltprodukten (mit Massenzahl zwischen 80 und 150) beträgt die Bindungsenergie je Nukleon ca.

8,5 MeV. die Differrenz  0,9 MeV wird bei der Kernspaltung frei. da der Urankern 235 Nukleonen besitzt  ergibt sich bei der Spaltung  ein Energiebetrag von 235 mal 0,9MeV also rund 210 MeV   Reaktionsenergie       -

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