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Kernspaltung - einfach erklärt

einfach erklärt4:19 123.747 Aufrufe veröffentlicht Auf YouTube

Das Wichtigste aus dem Video

Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.

Transkriptautomatisch erstellt · 34 Zeilen
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  1. Hallo, im Zusammenhang mit Kernkraftwerken und Atombomben hast du bestimmt schon einmal den Begriff »Kernspaltung« gehört.
  2. Und du weißt sicherlich, dass er irgendwas mit Radioaktivität zu tun haben muss. Und damit hast du auch Recht.
  3. Allerdings ist die Kernspaltung etwas anderes als die radioaktiven Zerfälle der alpha-, beta- und gamma-Strahler, die ganz spontan und ohne äußere Einflüsse stattfinden.
  4. Für eine Kernspaltung braucht es Zwei Voraussetzungen. Erstens ein sehr schweres Element.
  5. Unter schweren Elementen versteht man die chemische Elemente, die im unteren Bereich des Periodensystems stehen, für eine Kernspaltung muss es sich mindestens um das Isotop Thorium-232
  6. und schwerer handeln. Zweitens muss es einen Auslöser der Kernspaltung geben, und zwar ein langsames, sogenanntes
  7. thermisches Neutron. Schauen wir uns das mal im Detail an.
  8. Wie wir schon aus früheren Videos wissen, bestehen Atone aus dem Atomkern und der Atomhülle. Da ja schon im Begriff Kernspaltung angedeutet wird, dass etwas im Atomkern passiert, lassen
  9. wir die Hülle zur besseren Übersicht einfach mal weg. Der Kern besteht aus den positiv geladenen Protonen und den ungeladenen Neutronen.
  10. Diese Kernbausteine, auch Nukleonen genannt, halten zusammen, weil sich zwischen ihnen starke anziehende Kräfte ausbilden.
  11. Diese anziehenden Kräfte haben allerdings nur eine sehr kurze Reichweite. Eine größere Reichweite haben die abstoßenden Kräfte, die sich zwischen den positiv geladenen
  12. Protonen ausbilden. Deshalb schieben sich die ungeladenen Neutronen wie Puffer zwischen die Protonen und ermöglichen
  13. so den Zusammenhalt des Atomkerns. Beschießt man den schweren Kern nun mit einem Neutron, so beginnt sich der Kern durch den
  14. Aufprall zu verformen. Dadurch geraten die Nukleonen in Unordnung.
  15. Protonen kommen sich zu nahe und die abstoßenden Kräfte sorgen für ein Auseinandertreiben von zwei oder mehreren Bruchstücken.
  16. Der schwere Kern zerfällt in zwei oder mehr mittelschwere Atomkerne. Außerdem wird Energie frei, die in Atomkraftwerken zur Stromherstellung und in Atombomben für
  17. grauenhafte Zerstörungen genutzt wird. Wo kommt diese Energie nun her?
  18. Betrachten wir einmal den schweren Atomkern Uran 235, der tatsächlich in vielen Kernkraftwerken eingesetzt wird.
  19. Durch den Beschuss mit dem langsamen Neutron entsteht kurzzeitig das sehr instabile Isotop Uran 236, dass unmittelbar in zwei neue Kerne zerfällt und dabei zwei oder drei Neutronen
  20. aussendet. Es gibt viele möglichen Spaltprodukte, in den Schulbüchern ist meistens der Zerfall
  21. in die beiden Kerne Barium 139 und Krypton 94 und die Aussendung von drei schnellen Neutronen genannt.
  22. Bleiben wir also der Übersichtlichkeit wegen einmal bei dieser Zerfallsreaktion. Untersucht man die Spaltprodukte genau, so fällt etwas interessantes aus.
  23. Sie wiegen nämlich ein kleines bisschen weniger als der ursprüngliche Kern, der Physiker spricht hier von einem Massendefekt.
  24. Statt 236,053 u wiegen sie nur 235,840 u. Das sind zwar nur ca.
  25. 0,09% Abweichung, doch diese stehen für eine ganze Menge freiwerdender Energie. Nach der berühmten Formel von Albert Einstein, E=m*c^2, in der E für die Energie, m für
  26. die verloren gegangene Masse und c für die Lichtgeschwindigkeit steht, erhält man für jeden gespaltenen Urankern eine Energiemenge von 3 * 10^-11 Joule.
  27. Auch das hört sich nicht viel an, rechnet man das aber auf ein Kilogramm Uran 235 hoch, so erhält man durch die Kernspaltung der enthaltenen Atome das 2,5 bis 3 millionenfache
  28. an Energie wie durch die Verbrennung von einem Kilogramm Steinkohle. Die ausgesendeten schnellen Neutronen können übrigens keine weitere Kernspaltung auslösen.
  29. Sie sind so schnell, dass sie an den Uran-235-Kernen einfach abprallen. Möchte man mit ihnen weitere Spaltungen oder sogar eine Kettenreaktion auslösen, muss
  30. man sie zunächst abbremsen ... und genau das passiert in Atomkraftwerken und Atombomben. Fassen wir hier zusammen: Beschießt man bestimmte schwere Atome mit langsamen Neutronen, so
  31. lassen sie sich spalten in zwei oder mehr Spaltprodukte. Dabei werden wiederum Neutronen und eine große Menge Energie frei.
  32. Die Energie stammt aus der Verringerung der Masse und lässt sich mit Einsteins berühmter Formel E = m*c^2 berechnen.
  33. Wie man diese Energie nun nutzen kann, um damit elektrischen Strom zu erzeugen, erkläre ich in einem weiteren Video.
  34. Wir sehen uns dann dort, tschüss.

Zum Nachlesen

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