Atomenergie

Trifft ein langsames Neutron auf einen U-235-Kern, wird es vom Kern aufgenommen ==> hoch angeregter Zwischenkern U-236. In den meisten Fällen teilt sich der Kern nach kurzer Zeit (10-14 s) und zerfällt in 2 Teile (z. B. Kr-89 und Ba-144), wobei 2-3 schnelle Neutronen ausgesandt werden. Außerdem wird Energie frei.

Die frei gewordenen schnellen Neutronen können nun wiederum weitere Uranatome spalten, die dann wiederum Barium, Krypton, drei schnelle Neutronen und Energie freisetzen – es kommt zu einer Kettenreaktion! An dieser Stelle gibt es zwei Möglichkeiten der Nutzung:

 Bei ungesteuerter Kettenreaktion kommt es zu einer explosionsartigen Freisetzung gewaltiger Energiemengen bis der gesamte 235-Uran-Vorrat vollständig umgewandelt ist: Die Atombombe!

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Beispiel mit 3 Spaltneutronen pro gespaltenem Uranatom:

Kettenglied 1. Glied 2. Glied 3. Glied 4. Glied 5. Glied 10. Glied
Atomspaltungen 1 3 9
Wie du siehst werden bereits nach 10 Spaltungen eine Unmenge neuer Atome gespalten ... in jedem Glied drei mal soviel wie im vorherigen! So werden Energiemengen freigesetzt, die nur schwer zu kontrollieren sind. Also muss die Zahl der Atomspaltungen reduziert werden. Man kann z. B. weitere Atomspaltungen verhindern, indem man Neutronen weg fängt. Dazu verwendet man Graphit. Trifft eines der Spaltneutronen auf einen Graphit-Stab, so wird es soweit abgebremst, dass es nicht mehr in der Lage ist, Uranatome zu spalten.

Wenn durch geeignete Maßnahmen – z.B. Graphit-Bremsstäbe im Reaktor – die Neutronenzahl reguliert wird haben wir eine gesteuerte Kettenreaktion bei der die Geschwindigkeit der Kernspaltung gesteuert und die anfallende Energie gezielt abgeführt werden kann: Das Atomkraftwerk bzw. Kernkraftwerk!

Die selben Bedingungen wie oben, aber durch zwei Bremsstäbe "gesteuert":

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... oder noch mehr "gebremst":

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Interaktive VRML-Datei starten (PlugIn erforderlich!) ...

Jetzt bleibt nur noch die Frage zu klären, wo die freigesetzte Energie bei der Kernspaltung herkommt! Dazu muss man die Masse der beteiligten Atome kennen. Genaue Untersuchungen haben ergeben, dass die Summe der Massen aller Zerfallsprodukte kleiner ist als die Masse des ursprünglichen Uranatoms – der sogenannte Massendefekt! Die „verschwundene“ Masse wurde nach der von Einstein entwickelten speziellen Relativitätstheorie-Formel E = m c2 in Energie umgewandelt.

"In einem Kilogramm Uran-235 steckt soviel Energie wie in 93 Waggon Kohle oder 67 Kesselwagen mit Heizöl. Mit dieser Energiemenge (23.000.000 kWh) könnten alle Bewohner der Bundesrepublik Deutschland ihre Wohnungen eine Stunde lang beleuchten."

(Was ist was, Atomenergie, Tessloff, S. 10)

Atomenergie JA oder NEIN ... ? Was denkst DU nun darüber?

 

Weiterführende Links:

Auf www.kernenergie.de findet ihr noch mehr Informationen über die Nutzung der Atomenergie!

z.B.: Interaktive Inhalte: http://www.kernenergie.de/r2/de/KE_multimedial/KE_interaktiv/?navanchor=1210068

... und sogar die Simulation eines Atomkraftwerkes: http://www.kernenergie.de/r2/de/KE_multimedial/Reaktorsimulation/nuclear_reactor.php