KernreaktorWIE FUNKTIONIERT DIE KERNSPALTUNG PRAKTISCH?

Gliederung

Kontrolierte Ketten-reaktion

Wo dabei Energie frei wird

Die Ketten-reaktion

Kettenreaktion

Neutron

Uran-235

Cs-140

Rb-92

Freigesetzte Energie

U+ ¿92235 ¿n01 → Cs55

140 +¿ + + +

Kettenreaktion

Kontrollierte Kettenreaktion

Brennelement

238U

235U

Regelstab (Cadmium)

Moderator Wasser

Kontrollierte Kettenreaktion

Brennelement

238U

235U

Regelstab (Cadmium)

Moderator Wasser

Woher kommt die Energie?Berechnet die Masse einesAtoms (Hilfsmittel Tafelwerk)

U92235

92∗ 1𝑢1,66053873𝑘𝑔∗1,67262158𝑘𝑔=92,66943𝑢

143∗ 1𝑢1,66053873𝑘𝑔 ∗1,67 492716𝑘𝑔=144,23908𝑢

¿236,90851𝑢

Experimentell findet man jedoch für

+Berechnet die Bindungsenergie pro Nukleon von in eV.U92

235

Die Differenz der beiden Massen heißt Massendefekt

Masse und Energie sind äquivalent. Der Massendefekt wird als Bindungsenergie freigesetzt wenn Nukleonen sich Binden.

𝐸𝐵=∆𝑚∗𝑐2=3.18001∗10− 27𝑘𝑔∗¿

¿2.85805∗10−10 𝐽=1,78386∗109𝑒𝑉

𝐸𝐵 / 𝐴=1,78386∗109𝑒𝑉

235=7,59𝑀𝑒𝑉

Woher kommt die Energie?

Rb-92 Cs-140

8.314MeV-7.59Mev=0,7234MeV8.569MeV-7.59Mev=0,9785MeV140(0,7234MeV)+92(0,9785MeV)= 191,3MeV

Kritische MasseMindestmasse zur Aufrechterhaltung einer Kettenreaktion.

Kritische Masse: Pro Kernspaltung löst ein Neutron eine Kettenreaktion ausÜberkritische Masse: Mehr als ein Neutron löst eine Kettenreaktion ausUnterkritische Masse: Weniger als eine neue Kettenreaktion

Faktoren:- Material- Form und Dichte- Neutronenreflektor- Moderierender Stoff

Beispiel: Kritischemasse für Uran-235 ist 49kgUmgeben von 30cm Stahl nur 17,2kg

QuellenImpulsePhysik 11|12

http://www.periodensystem-online.de

http://de.wikipedia.org/wiki/Uran

http://www.ne.anl.gov/cp1-anniversary/

http://www.wolframalpha.com/

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