Ist die Gesamtenergie von den Spaltprodukten geringer als vor der Kernspaltung?
Bei einer Kernspaltung wird ja Energie freigesetzt. Dann muss doch die Gesamtenergie von den Spaltprodukten auch geringer sein oder? Wegen dem Massendefekt haben die Spaltprodukte ja auch eine geringere Masse also müsste das wegen E=mc² auch heißen, dass die Spaltprodukte eine geringere Gesamtenergie haben weil ja Energie nach der Spaltung freigesetzt wurde.
Wenn das stimmt, wäre das dann auch so bei der Kernfusion? Also das nach der Fusion die Produkte (Atomkern und 1 freies Neutron) eine geringere Gesamtenergie haben weil Energie bei der Fusion freigesetzt wurde?
3 Antworten
Hallo leo93247,
exakt. Sowohl
- die Spaltung sehr großer als auch
- die Fusion sehr kleiner
Atomkerne liefert Energie, weshalb mittelgroße Atomkerne pro Nukleon (Kernteilchen, Sammelbegriff für Protonen und Neutronen) die kleinste Masse haben.
Die mit Abstand größte Masse pro Nukleon hat ¹H, weshalb die Wasserstofffusion auch so effektiv dabei ist, Energie freizusetzen. Leider ist sie technisch noch nicht praktikabel, mit Ausnahme von Waffen (H-Bombe).
Das "Tal" liegt um die Ordnungszahl 26 und die Atommasse von 56u¹) herum. Ein Stern, der bei der Fusion Eisen produziert, steht unmittelbar vor dem Kollaps des Kerns und der resultierenden Supernova.
_________
¹) "u" steht für "unit", atomare Masseneinheit. Sie ist so definiert, das ein ¹²C- Atom genau 12u "wiegt", 1u pro Nukleon. Wasserstoff "wiegt" 0,8% mehr als 1u, Eisen ca. 0,25% weniger als die 56u (das meiste Eisen ist ⁵⁶Fe).
Das Prinzip hast du ganz richtig erkannt. Wichtig hierbei ist aber das Eisen. Bei der Spaltung von Kernen bis hinunter zu Eisen kannst du Energie heraus bekommen, um leichtere Kerne als Eisen zu spalten müsstest du Energie aufwenden. Bei der Fusion von Kerne bis hinauf zum Eisen kannst du Energie herausbekommen, um schwerere Kerne zu fusionieren müsstest du Energie aufwenden.
Die Gesamtenergie eines Kerns kannst du nach der Bethe-Weizäcker Formel berechnen. Es gibt aber verschiedene Parametersätze je nach Gewichtsbereich.
Ja, so ist das. Von beiden Seiten des Periodensystems nimmt die Bindungsenergie (die Energie die erforderlich ist um den Kern zu ändern, sie taucht daher nach aussen als niedrigere Masse auf) immer mehr zu bis zum
https://en.wikipedia.org/wiki/Iron_peak
Aus Eisen und den Elementen um Eisen herum lässt sich keine Energie durch Kernprozesse mehr gewinnen, weder durch Kernspaltung noch durch Kernfusion.
Das heißt, je niedriger die Energie im Atomkern ist, desto stabiler ist der Atomkern (höhere Bindungsenergie) oder?
Also hat Eisen die niedrigste Energie aber die höchste Stabilität (Bindungsenergie) und wenn wir von einem schwerem Kern bis zu Eisen spalten wird immer Energie frei weil Eisen ja eine niedrigere Energie hat (die Differenz wird frei). Ist das so richtig?