Übungen zur künstlichen Kernumwandlung

1. Kernumwandlung

Die Veränderung von Elementen auf atomarer Basis – jahrtausendelanger Traum der Alchemisten – ist mit Hilfe der künstlichen Kernumwandlung kein Traum mehr sondern längst Wirklichkeit geworden! Das Prinzip ähnelt dabei dem Spontanzerfall; allerdings wird sowohl bei der Kernspaltung als auch bei der Kernumwandlung der Zerfall durch Beschuss mit Teilchen künstlich ausgelöst! 
Bei der künstlichen Kernumwandlung wird dabei durch Beschuss mit Teilchen ledigliche die Anzahl der Neutronen und Protonen geringfügig verändert - nichtdestotrotz wandelt sich des beschossene Element in ein anderes Element um! 

Beispiel:

Die erste künstlich herbeigeführte Kernreaktion war 1932 die Umwandlung von Beryllium in Kohlenstoff durch den Beschuss mit α–Teilchen:

Hierbei wurde das Berylliumatom mit einem Heliumkern beschossen. Es wandelte sich daraufhin in Kohlenstoff um und sandte ein Neutron sowie Energie aus.

Umwandlung von Beryllium in Kohlenstoff 1 n

+

19 F

=>

+

0 e

+

Energie

0 9 -1
1 n + 238 U

=>

+

0 e

+

Energie

0 92 -1

 

     

 

2. Kernspaltung

Bei der Kernspaltung wird durch Beschuss mit Teilchen der ursprüngliche Kern komplett in zwei neue Kerne gespaltet und darüberhinaus Teilchenstrahlung und Energie ausgesandt. Auch hierbei wandelt sich des beschossene Element in andere Elemente um! 

Beispiel:

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.

Spaltung von Uran in Barium und Krypton 1 n

+

235 U

=>

137 Cs

+

+

3

1 n

+

Energie

0 92 55 0
1 n + 235 U

=>

90 Sr

+

+

2

+

Energie

0 92 38

 

     

3. Übungen:

Alle Zerfallsbeispiele sind hypothetisch und nur zu Übungszwecken! Diese Zerfallsgleichungen müssen so in der Natur nicht vorkommen!

1 n

+

163

Dy

=>

+

4 He
0 66 2

4 He

+

251

Cf

=>

+

0 e
2 98 -1

1 n

+

=>

231 Pa

+

4 He
0 91 2

4 He

+

150

Sm

=>

+

70 Ga + 2

1

n

Energie
2 62 31

0


1 n

+

235

Th

=>

+

103 Ru + 3

1

n

Energie
0 90 44

0


4 He

+

=>

204 Pb

+

24 Mg + 2

1

n

Energie
2 82 12

0