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Physik

Radioaktivität und kernphysik

Grundlagen der kernphysik

Biologische strahlenwirkung, strahlenschutzmaßnahmen

Kernspaltung einfach erklärt: Uran-235, Kettenreaktion und Atombombe

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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Kernspaltung einfach erklärt: Uran-235, Kettenreaktion und Atombombe

Sliven

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Kernspaltung und Kettenreaktionen: Von der Entdeckung bis zur Anwendung

Die Kernspaltung ist ein faszinierender Prozess, der die Grundlage für Atomkraft und Nuklearwaffen bildet. Dieser Vorgang wurde 1938 von Otto Hahn und Fritz Straßmann entdeckt und von Lise Meitner interpretiert.

Kernspaltung Uran-235 ist der Schlüsselprozess, bei dem ein Neutron einen Urankern spaltet
Unkontrollierte und kontrollierte Kettenreaktionen sind die zwei Hauptanwendungen der Kernspaltung
Atombomben nutzen unkontrollierte Kettenreaktionen, während Kernkraftwerke auf kontrollierten Kettenreaktionen basieren
Die Freisetzung enormer Energiemengen und die Produktion neuer Neutronen sind charakteristisch für den Spaltungsprozess

31.1.2021

1821

Die Kernspaltung.
Otto Hahn und Fritz Straßmann entdecken 1938
die Möglichkeit der Kernspaltung" prägte Liste
Meitner.
Langsames
Neutron
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Die kontrollierte Kettenreaktion: Prinzip und Anwendung in Kernkraftwerken

Die kontrollierte Kettenreaktion ist das Herzstück der friedlichen Nutzung der Kernenergie, insbesondere in Kernkraftwerken. Im Gegensatz zur unkontrollierten Variante wird hier der Spaltungsprozess sorgfältig reguliert.

Bei der kontrollierten Kettenreaktion wird dafür gesorgt, dass nur jeweils ein Neutron einen weiteren Kern spaltet, während die übrigen Neutronen absorbiert oder "eingefangen" werden. Dies geschieht durch den Einsatz von Steuerstäben, typischerweise aus Borcarbid, in Kernkraftwerken.

Beispiel: Ein Kontrollierte Kettenreaktion Beispiel ist der Reaktorkern eines Kernkraftwerks, wo Steuerstäbe die Reaktionsrate präzise regulieren.

Vocabulary: Kernspaltung Atomkraftwerk bezeichnet den kontrollierten Spaltungsprozess, der in Kernreaktoren zur Energieerzeugung genutzt wird.

Ein wichtiger Aspekt der kontrollierten Kettenreaktion ist die Verwendung von "langsamen" Neutronen:

Highlight: "Langsame" Neutronen mit einer Geschwindigkeit von 2 km/s (7.200 km/h) eignen sich besser zur Spaltung von U-235 als "schnelle" Neutronen mit 20.000 km/s (72.000.000 km/h).

Die Kontrollierte Kettenreaktion Physik ermöglicht es, die enorme Energie der Kernspaltung sicher und effizient für die Stromerzeugung zu nutzen.

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Die Entdeckung und Grundlagen der Kernspaltung

Die Kernspaltung wurde 1938 von Otto Hahn und Fritz Straßmann entdeckt, wobei Lise Meitner den Begriff prägte. Dieser Prozess bildet die Grundlage für die Nutzung der Kernenergie und hat die moderne Welt tiefgreifend beeinflusst.

Bei der Kernspaltung wird ein großer Atomkern spaltbaren Materials, typischerweise Uran-235, durch ein Neutron in zwei kleinere Trümmerkerne gespalten. Dieser Vorgang setzt eine enorme Menge Energie frei und erzeugt gleichzeitig zwei bis drei neue Neutronen, die weitere Kerne spalten können.

Beispiel: Eine typische Kernspaltung Uran-235 Reaktionsgleichung lautet: n + ₉₂U-235 → ₅₆Ba-139 + ₃₆Kr-94 + 3n + Energie

Highlight: Die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie ist um ein Vielfaches größer als bei chemischen Reaktionen, was die Kernspaltung zu einer äußerst effizienten Energiequelle macht.

Vocabulary: Spaltprodukte Uran-235 sind die kleineren Atomkerne, die bei der Spaltung entstehen, wie Barium und Krypton im obigen Beispiel.

Die Entdeckung der Kernspaltung legte den Grundstein für die Entwicklung der Kernenergie und revolutionierte unser Verständnis der Atomphysik.

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Zusammenfassung der Kernspaltung: Prozess und Auswirkungen

Die Kernspaltung einfach erklärt lässt sich in sechs Hauptschritte unterteilen:

Ein Urankern wird mit einem Neutron beschossen.
Der Urankern spaltet sich in zwei kleinere Teile auf.
Diese Spaltprodukte bewegen sich sehr schnell auseinander.
Gleichzeitig werden auch drei schnelle Neutronen freigesetzt.
Bei der Kernspaltung wird Gamma-Strahlung ausgesendet.
Es wird sehr viel Energie freigesetzt.

Definition: Der Massendefekt Kernspaltung beschreibt die Umwandlung eines kleinen Teils der Masse in Energie gemäß Einsteins Formel E=mc².

Highlight: Die Kernspaltung Kettenreaktion kann sowohl kontrolliert (in Kernkraftwerken) als auch unkontrolliert (in Atombomben) ablaufen, was die Vielseitigkeit und Macht dieses Prozesses unterstreicht.

Vocabulary: Kernspaltung Radioaktivität bezieht sich auf die Emission von Strahlung während und nach dem Spaltungsprozess.

Die Kernspaltung Formel und ihre Anwendungen haben unser Verständnis der Atomphysik revolutioniert und sowohl zu friedlichen als auch zu militärischen Entwicklungen geführt. Es bleibt eine der bedeutendsten wissenschaftlichen Entdeckungen des 20. Jahrhunderts.

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Die unkontrollierte Kettenreaktion: Prinzip und Anwendung

Die unkontrollierte Kettenreaktion ist ein Prozess, bei dem die Kernspaltung exponentiell zunimmt und zu einer massiven Energiefreisetzung führt. Dieses Phänomen bildet die Grundlage für die Funktionsweise von Atombomben.

In einer unkontrollierten Kettenreaktion spaltet jedes freigesetzte Neutron weitere Kerne, was zu einer schnellen Vermehrung der Spaltungen führt. Dies geschieht in Generationen:

Ein Neutron spaltet einen Kern und setzt weitere Neutronen frei.
Diese Neutronen spalten in der nächsten Generation noch mehr Kerne.
Der Prozess setzt sich fort, wobei die Anzahl der Spaltungen exponentiell zunimmt.

Beispiel: Eine unkontrollierte Kettenreaktion Atombombe nutzt diesen Prozess, um in Sekundenbruchteilen eine gewaltige Energiemenge freizusetzen.

Highlight: Die enorme Geschwindigkeit und Unkontrollierbarkeit dieses Prozesses machen ihn extrem gefährlich und schwer zu handhaben.

Die unkontrollierte Kettenreaktion Kernspaltung zeigt die immense Kraft, die in Atomkernen gespeichert ist, und verdeutlicht die Notwendigkeit für sichere und kontrollierte Nutzung der Kernenergie.

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Die kontrollierte Kettenreaktion: Prinzip und Anwendung in Kernkraftwerken

Beispiel: Ein Kontrollierte Kettenreaktion Beispiel ist der Reaktorkern eines Kernkraftwerks, wo Steuerstäbe die Reaktionsrate präzise regulieren.

Vocabulary: Kernspaltung Atomkraftwerk bezeichnet den kontrollierten Spaltungsprozess, der in Kernreaktoren zur Energieerzeugung genutzt wird.

Ein wichtiger Aspekt der kontrollierten Kettenreaktion ist die Verwendung von "langsamen" Neutronen:

Highlight: "Langsame" Neutronen mit einer Geschwindigkeit von 2 km/s (7.200 km/h) eignen sich besser zur Spaltung von U-235 als "schnelle" Neutronen mit 20.000 km/s (72.000.000 km/h).

Die Kontrollierte Kettenreaktion Physik ermöglicht es, die enorme Energie der Kernspaltung sicher und effizient für die Stromerzeugung zu nutzen.

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Beispiel: Eine typische Kernspaltung Uran-235 Reaktionsgleichung lautet: n + ₉₂U-235 → ₅₆Ba-139 + ₃₆Kr-94 + 3n + Energie

Highlight: Die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie ist um ein Vielfaches größer als bei chemischen Reaktionen, was die Kernspaltung zu einer äußerst effizienten Energiequelle macht.

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