Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen unkontrollierter und kontrollierter Kettenreaktion?
2 Antworten
Bei der Kernspaltung von beispielsweise Uran 235 entstehen mit jedem gespaltenen Kern 2 bis 3 neue Neutronen, die weitere Kerne spalten können.
Bei der kontrollierten Kettenreaktion (Kernreaktor) darf nur ein freiwerdendes Neutron einen weiteren Kern spalten, die übrigen Neutronen müssen durch Steuerstäbe aus Bor o.ä. absorbiert werden.
Bei der unkontrollierten Kettenreaktion (Atombombe) spalten alle freiwerdenden Neutronen weitere Kerne, d.h. die Anzahl gespaltener Kerne nimmt exponentiell zu, es kommt zu einer Kernexplosion.
https://www.helpster.de/unkontrollierte-kettenreaktion-einfach-erklaert_117923
Ergänzung: Gemeinsamkeit: In beiden Fällen freiwerdende Neutronen, die spalten. Unterschied: Anzahl Neutronen muss im kontrollierten Fall geregelt sein.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kernreaktor#Kettenreaktion,_thermische_Neutronen,_Moderator
Die Kettenreaktion besteht darin, dass Neutronen Atomkerne des Kernbrennstoffs spalten, wobei außer den energiereichen Spaltfragmenten auch jeweils einige neue Neutronen frei werden; diese können weitere Kerne spalten. Der Wirkungsquerschnitt der Kerne für Spaltung nimmt bei den meistgenutzten Brennstoffen mit abnehmender Energie, also abnehmender Geschwindigkeit des Neutrons zu: Je langsamer das Neutron ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass es von einem spaltbaren Kern absorbiert wird und dieser sich anschließend spaltet. Daher bremst man in den meisten Reaktoren die schnellen Neutronen aus der Kernspaltung mittels eines Moderators ab. Dies ist ein Material wie etwa Graphit, schweres oder normales Wasser, das leichte Atomkerne (kleinere Massenzahl) enthält und einen sehr niedrigen Absorptionsquerschnitt für Neutronen hat. In diesem Material werden die Neutronen durch Stöße mit dessen Atomkernen stark abgebremst, aber nur selten absorbiert. Sie stehen also der Kettenreaktion weiter zur Verfügung. Die Neutronen können bis herunter auf die Geschwindigkeiten der Kerne des Moderators abgebremst werden; deren durchschnittliche Geschwindigkeit ist nach der Theorie der Brownschen Bewegung durch die Temperatur des Moderators gegeben. Es findet also eine Thermalisierung statt. Man spricht daher statt von abgebremsten meist von thermischen Neutronen, denn die Neutronen besitzen anschließend eine ähnliche thermische Energieverteilung wie die Moleküle des Moderators. Ein Reaktor, der zur Kernspaltung thermische Neutronen verwendet, wird als Thermischer Reaktor bezeichnet. Im Gegensatz dazu nutzt ein schneller Reaktor die nicht abgebremsten, schnellen Neutronen zur Spaltung (daher die Bezeichnung Schneller Brüter).
Einleitung und Steuerung der Kettenreaktion
Die technische Entwicklung der Kernwaffen seit den 1940er Jahren hat eine große Vielfalt unterschiedlicher Varianten hervorgebracht. Unterschieden werden grundsätzlich Atombomben nach dem Kernspaltungs- oder -fissionsprinzip („klassische“ Atombombe) und nach dem Kernfusionsprinzip (Wasserstoff- oder H-Bombe).
In einer Kernspaltungsbombe wird zur Auslösung eine überkritische Masse von spaltbarem Material zusammengebracht. Wie hoch diese Masse ist, hängt von Material, Geometrie und Konstruktion ab. Die kleinste kritische Masse lässt sich mit einer Kugelform des spaltbaren Materials erreichen, am häufigsten werden Uran-235 oder Plutonium-239 verwendet. Die Überkritikalität führt zu einer Kernspaltungs-Kettenreaktion mit schnell anwachsender Kernreaktionsrate. Die dadurch freigesetzte Energie bringt das Material zur explosiven Verdampfung.
Bei der Fusionsbombe wird zunächst eine Kernspaltungsbombe gezündet. Die dadurch im Inneren der Bombe erzeugten Drücke und Temperaturen reichen aus, um mit dem in ihr enthaltenen 6Li die Fusionsreaktion zu zünden.[25] Mit dem vorhandenen Deuterium und dem in der genannten Reaktion erzeugten Tritium kommt die thermonukleare Reaktion in Gang.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kernwaffe