Von Philippa, Anja und Hannah (März 2009). Kritische Masse Schnelle und langsame Neutronen ...

Von Philippa, Anja und Hannah (März 2009)

Kritische MasseSchnelle und langsame NeutronenModeratorNeutroneneinfangMultiplikationsfaktorGeregelte Kernspaltung als

statistischer ProzessQuellen

Gewisse Mindestmasse spaltbaren Materials Kettenreaktion

U-235 50 kgLässt sich verkleinern, wenn

spaltbarer Stoff von Reflektor umgeben ist

Langsame Neutronen besser für Kernspaltung geeignet

Schnelle Neutronen halten sich zu kurz in Kern nähe auf

Bezeichnung Energie

Langsame (thermische) Neutronen

< 10 eV

Mittelschnelle (epithermische) Neutronen

10 eV bis 0,1 MeV

Schnelle Neutronen > 0,1 MeV

Schnelle und langsame Neutronen

Elastische Zusammenstöße mit Atomkern Energiebereich: 10 keV – 1 MeV

Unelastische Zusammenstöße mit Atomkern Energiebereich: 1 MeV – 10 MeV

Neutronen müssen auf 2 km/ s abgebremst werden

Materalien, die Neutronen durch Zusammenstöße abbremsen Moderatoren

Es eignen sich: Leichtes & besonders schweres Wasser, Beryllium und Kohlenstoff

Gute Moderatoren müssen zwei Bedingungen erfüllen:

▪ Durch wenig Stöße müssen die Neutronen ihre Geschwindigkeit verlieren

▪ Darf nur eine geringe Neigung zum Einfang von Neutronen besitzen

Moderatoratome

Mittlere Stoßzahl für eine Abbremsung von 1,75 MeV auf o,o25eV

Neigung zum Einfang von thermischen Neutronen in relativer Einheit

Wasserstoff H-1 18 650

Deuterium H-2 25 1

Beryllium Be -9

86 7

Kohlenstoff C-12

114 10

Uran U-238

2172 5601

temperaturabhängig

Neutroneneinfang

Einfang von Neutron in AtomkernNeues Isotop, gleicher StoffResonanzeinfang:

Neutronen bestimmer Energien Steuerung Kernreaktor

Zum Einfang geeignet:• Bor

Steuerstäbe

Kontrollieren KettenreaktionGeeignete Stoffe:

Bor, Indium, Silber, CadmiumHeliumatome erzeugen Druck

Neutronen der Generation =

kritisch ( k = 1) Folgegeneration

Neutronen der Generation <

unterkritisch (k < 1) Folgegeneration

Neutronen der Generationen >

überkritisch ( k > 1) Folgegeneration

überkritischer Reaktor zum Start der Spaltung

kritischer Reaktor zur Aufrechterhaltung der Spaltung

unterkritischer Reaktor zum Herunterfahren der Spaltung

Geregelte Kernspaltung als statistischer Prozess

Kernenergie Basiswissenwww.wikipedia.dewww.leifi.dewww.technikatlas.dewww.massin.de/erdkunde/kernspaltung.htm