Freiwerdene Energie bei Kernspaltung und -fusion?
Ich verstehe irgendwie nicht so richtig, wie ich das ohne den Massendefekt und mit Einbindung der Abbildung erklären soll. Kann da eventuell jemand weiterhelfen?
Das hier steht im Erwartungshorizont für diese Aufgabe:
3 Antworten
Mit der abbildung würde ich das wie folgt machen:
Kernfusion:
wir befinden uns links auf dem graphen.
Sagen wir wir fusionieren 2 Wasserstoff zu 1 helium. Helium hat ne höhere masse zahlt.
Was heisst wir müssen nach rechts wandern auf dem graphen.
Die Kernbindungsenergie pro nukelon sinkt also.
Was bedeutet das energie frei wird. Da jedes nukleon im schnitt weniger bindungsenergie hatte als vorher. Und die fehlende energie muss ja irgenwo hin.
Kerspaltung:
Beim spoalten haben wir ja immer schwere kerne. Also schauen wir rechts auf den graphen.
Wenn wir nen kern spalten dann wandeln wir den Kern in 2 mit geringerer massezahl um.
Also wandern wir auf den graphen nach links.
Die durchscnittliche Kernbindungsenergie pro nukleon ist aber geringer. dh. wieder ist bindungsenergie flöten gegangen.
Das die ist energie die wir freisetzen.
Kernbindungsenergie = Massedefekt (deswegen E = m*c²)
Bei sehr leichten und sehr schweren Elementen ist die Kernbindungsenergie kleiner als bei mittelschweren, weswegen durch Fusion (leichte) oder Spaltung (schwere) mehr Energie frei wird, als man aufwendet um das neue Element zu erzeugen.
An den Deltas in der Kurve erkennst du auch, warum Fusion von Wasserstoff ein vielfaches der Energie einer Kernspaltung von Uran bringen muss.
Der Massedefekt ist genau die frei werdende Bindungsenergie:
Demzufolge kannst du diesen Massedefekt sehr wohl zur Erklärung heran ziehen, du mußt dir nur der Äquivalenz bewußt sein.
Aber um die schweren Kerne zu spalten müsste man doch erstmal diese Energie aufwenden oder nicht?
Nein. Du willst ja den kern nicht in seine einzelbestandteile aufteilen. Sondern schlichtweg nur das der kern zerfällt. Und da reichen ja ein paar zusätzliche neutronen im kern zu aus. Weil der instabil ist und dann imgrunde von selbst zerfällt.
Aber wie nehme ich Bezug zur Abbildung? Weil anscheinend habe ja sowohl leichte als auch schwere Kerne eine hohe negative Kernbindungsenergie. Bei leichten Kernen ergibt das Sinn, dass beim Fusionieren dann Energie frei wird. Aber um die schweren Kerne zu spalten müsste man doch erstmal diese Energie aufwenden oder nicht? Weil genau das zeigt doch die Kernbindungsenergie an: wieviel Energie notwendig ist um den Kern zu zerlegen.