In einer Atombombe, woher kommt das erste Neutron?
Hallo, an alle die gut Physik können:
wiher kommt das erste Neutron in z.B. der Uranbombe Little Boy? Also die beiden unter kritischen Massen werden ja aufeinandergeschossen und bilden die Kritische Masse.
aber ich dachte man braucht noch ein Neutron für die Neutroneninduzierte urankernspaltung, Damit erst Uran-236 entsteht? Ab da verstehe ich die Reaktionen aber davor nicht.
Liebe Grüße
7 Antworten
Das Prinzip der "kritischen Masse" besagt ja gerade, dass ab diesem Punkt durch den spontanen radioaktiven Zerfall genug Neutronen entstehen dass eine Kettenreaktion "gezündet" werden kann.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kernwaffentechnik#Kanonenprinzip
Es braucht kein erstes Neutron. Da ein kleiner Teil der Urankerne sich spontan spaltet, werden dauernd Neutronen frei. Solange von ihnen aber so viele entweichen, daß sie es nicht schaffen, im Durchschnitt mehr als 1 weiteres Neutron freizusetzen, solange gibt es keine sich selbst erhaltende Kettenreaktion.
Die beginnt in einer Atombombe dann, wenn mehr als die kritische Masse zusammenkommt und der Multiplikationsfaktor dadurch größer als 1 wird. Dann genügen die wenigen Neutronen aus der Spontanspaltung, um eine Lawine induzierter Spaltungen und Neutronenfreisetzungen anzustoßen.
Hier in der Tabelle steht in Zahlen, welcher Bruchteil der Kerne verschiedener Isotopen sich spontan spaltet: https://de.wikipedia.org/wiki/Spontane_Spaltung#Verzweigungsverhältnisse_zwischen_Alphazerfall_und_Spontanspaltung
Soweit ich weiß setzt die erste Spaltung automatisch durch das Erreichen der kritischen Masse ein. Die ersten, dadurch freiwerdenden Neutronen starten dann die Kettenreaktion.
Wie würde dann dazu Die Reaktionsgleichung aussehen?
U-235 ist radioaktiv und sendet von daher selber Neutronen aus.
Das kann man nur durch Messungen mit einem entsprechenden Messgerät feststellen. Radioaktivität kann man weder sehen, noch spüren oder schmecken.
Erst kurz vor 1900 wurde von Henri Bequerelle und dem Ehepaar Curie die Radioaktivität entdeckt und beschrieben. Anfangs konnte man die Strahlung mit Fotoplatten nachweisen, später durch diie Entladung von Kondensatoren.
Dankeschön! Und könnte man das irgendwie begründen also kann man sagen der Kern ist sehr schwer und instabil und deswegen radioaktiv?
Grob kann man das sagen. Je größer die Kerne, umso eher neigen sie zum Zerfallen. Die stabilsten Kerne hat das Eisen. Dort haben die Kernbausteine ihre relativ geringste Energie erreicht. Deshalb neigen alle Elemente, die schwerer als Eisen sind, zum Zerfallen, um sich dem geringsten Energieniveau zu nähern.
Es gibt aber auch leichtere Kerne, die strahlen, wenn sie entweder zu viele oder zu wenige Neutronen haben.
Was meinst du mit relativ geringster Energie? Ich dachte Die Bibdungsenergie ist dort am höchsten und daher das Isotope am stabilsten?
Die mittlere Bindungsenergie pro Nukleon ist im Eisenkern am größten. Um ein Nukleon hinzuzufügen oder zu entfernen muss weitere Energie zugeführt werden. Es wird keine Energie mehr frei. Der Kern als Ganzes hat also das niedrigste Energieniveau erreicht.
Welche Strahlung wäre das, wenn sie zu wenige Neutronen haben?
Hier findest du eine 'Übersicht über die einzelnen Isptope und rechts weiter unten deren Zerfallseigenschaften:
https://de.wikipedia.org/wiki/Uran
Die niedrigen Isotope zerfallen zu Neon und Blei oder zu Thorium und geben dabei α-Strahlung ab.
Und wäre das dann ein Uran-236, das die neutronen aussendet oder kann Uran 235 das auch?
Und wäre das dann ein Uran-236, das die neutronen aussendet oder kann Uran 235 das auch?
Im Prinzip zerfallen alle Urankerne früher oder später ohne äußere Ursache und senden dabei Neutronen aus.
Die Uranbombe Little Boy basierte auf der Kernspaltung von Uran-235-Isotopen. Um eine Kernspaltung auszulösen, muss ein Neutron auf das Uran-235-Isotop treffen. In der Regel wird dies durch eine neutronenreiche Quelle wie Plutonium-beryllium erreicht. Bei Little Boy wurde ein Beschuss mit Uran-235-Subkritikal-Massen durchgeführt. Eine Kanone schoss eine kleine Uran-235-Masse in eine größere Uran-235-Masse. Dadurch entstand eine kritische Masse, die eine Kettenreaktion auslöste und die Freisetzung der bei der Kernspaltung freigesetzten Energie ermöglichte.
Es ist also kein zusätzliches Neutron erforderlich, um eine Neutroneninduzierte Spaltung auszulösen, sondern ein Neutron muss mit dem Uran-235-Isotop kollidieren, um den Prozess zu starten.
Die Massen der Uran Elemente waren nicht unterschiedlich.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kernwaffentechnik#Kanonenprinzip
Wie oft willst du noch ChatGPT verwenden um fragwürdige Antworten zu generieren?
Sorry mein Fehler. Du hast Recht, die Massen der Uran-Isotope sind tatsächlich sehr ähnlich, aber ihre Atomkerne haben unterschiedliche Anzahlen von Neutronen. Bei der Kernspaltung von Uran-235 wird ein Neutron auf das Isotop geschossen, um die Reaktion auszulösen.
Unsinn wird nicht besser dadurch dass man noch mehr Unsinn erzählt. Du scheinst keine Ahnung zu haben um was es geht. Bitte lass das ständige Zitieren aus ChatGPT, das ist peinlich.
Das ist aber nun nicht eine "kleine" und eine "große" Masse, sondern zwei fast (im Rahmen der üblichen physikalischen Genauigkeit :-)) gleich große unterkritische Massen.
Insbesondere ist auch nicht wie vom Antwortgeber beschrieben das Projektil kleiner als das Ziel.
> Die Massen der Uran Elemente waren nicht unterschiedlich.
Wikipedia sagt anderes ( https://de.m.wikipedia.org/wiki/Little_Boy#Daten ):
38,4 kg Zielmasse und 25,6 kg Projektilmasse
Und ja, das Projektil ist kleiner als das Ziel.
Ich bin darauf in einem anderen Kommentar schon eingegangen.
Es gibt nicht mehrere U-235-Isotope. U-235 ist EIN Isotop. Es gibt auch keine neutronenreichen Quellen, sondern Neutronenquellen.
Vielleicht ist die Frage sehr dumm aber woher weiß man das? Aldo woher weiß man bei einem radioactiven Element dass es radioactiv ist ?