Was haben Kernspaltung und Kernfusion mit dem Massendefekt zu tun?
3 Antworten
Im Periodensystem bis hoch zum Eisen lässt sich über Kernfusion Energie gewinnen, ab dem Eisen über Kernspaltung. Die bei Spaltung und Fusion freigesetzte Energie macht sich am Ende als fehlende Masse (Massendefekt) bemerkbar.
Bei der Kernspaltung und der Kernfusion ist die Summe der Massen des Reaktionsergebnisses kleiner als das der Ausgangsmaterialien.
Beispiel: Bei der Spaltung eines Uran-235 Kernes durch ein Neutron entstehen Barium-139 und Krypton-95 sowie zwei Neutronen. Scheinbar ist die Massenbilanz augeglich, denn 235 + 1 = 139 + 95 + 2, doch tatsächlich Ist die Bindungsenergie von Barium und Krypton höher als die von Uran (es muß mehr Energie aufgewendet werden um Barium oder Krypton-Kerne zu spalten als Urankerne). Die Differenz in der Bindungsenergie ergibt den Massedefekt und damit auch die Energie die bei der Kernspaltung frei wird.
die Bindungsenergie der Nukleonen vermindert die Gesamtmasse, die sich als Summe der Massen der einzelnen Kernbausteine ergeben würde.
Die Massedifferenz wird als Strahlungsenergie abgegeben.
Bei Atomkernen ist die
https://de.wikipedia.org/wiki/Bindungsenergie
die Energie die zu überwinden ist um das Atom zu spalten oder zu fusionieren.
Die Bezeichnung Bindungsenergie ist ein gängiger Fachausdruck, aber sprachlich etwas unglücklich gewählt. Sie führt – besonders mit einem nachfolgenden Genitiv, wie z. B. Bindungsenergie „des Uran-Atomkerns“ oder „des ATP-Moleküls“ – leicht zu dem Missverständnis, es handele sich um einen Energiebetrag, der in dem gebundenen System vorhanden ist und aus ihm freigesetzt werden kann. Richtig ist, wie oben gesagt, das Gegenteil: Die Bindungsenergie ist bereits bei der Bildung des gebundenen Systems freigesetzt und abgegeben worden, ist also nun nicht mehr verfügbar.
Mit kernfusion kann man es leichter erklären. Nehmen wir 2 Wasserstoff atome. Fusionieren diese mit 2 neutronen zu einem Stabilen helium atom zusammen.
Wenn wir nun das gewicht von den beiden wasserstoff atomen + neutronen nehmen. Haben wir mehr masse als das helium atom an ende hat.
Das nennt man massedefekt. Weil nach klassischem denken müsste ja die summe der tele soviel masse haben wie das neue teil.
Der grund für den massedefekt ist schlichtweg das energie beim vorgang nach aussen abgegeben wird. Rechnet man diese energiemenge in masse um kommt man auf das richtige ergebniss.
Und diese energie nutzen wir in Kernspaltungs reaktoren und einestages eventuell in kernfusionsreaktoren.
Wie kann Energie frei werden wenn die Bindungsenergie größer wird?