Kernfusion und Kernspaltung

4 Antworten

Kernfusion macht mehr Energie, weil die Teilchen leichter sind, kann man auch auf Wikipedia nachlesen.

Da es die verschiedensten Zerfalls- und Fusionreaktionen gibt, versuchst Du gerade Äpfel mit Birnen zu vergleichen...

Birnen sind deutlich leckerer. Der Vergleich war einfach. :-)

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Woher kommt eigentlich die Energie die Bei der Kernfusion und Kernspaltung frei wird?

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@Bastii122

Wenn ich das noch besser erklären könnte als es eh schon bei Wikipedia geschrieben steht, würde ich den Artikel überarbeiten...   ;(((

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Weder noch!

Die Energie komtm rein aus der Massenänderung zustande. Hier wird "frei nach E=mc²" Masse in Energie umgewandelt.

Alle Elemente oberhalb von Eisen verlieren Masse durch Spaltung, alle darunter verlieren Masse durch fusion.

Sehr schwere Elemente geben Energie ab wenn man die Spaltet. Die Endprodukte dürfen aber nicht leichter als Eisen sein. Und sehr leichte Elemente geben Energie ab bei Fusion, auch hier darf das Produkt nicht schwerer sein als Eisen. Eisen ist die grenze, Eisenatome haben das niedrigste Energieniveau.

Kernspaltung ist leicht zu machen da man einfach nur schwere Elemente braucht und eine Neutronenquelle. Dabei werden fast immer angereichertes Uran und Plutonium verwendet die ihre eigene Neuronenquelle sind, sich also unter bestimmten bedingungen selber spalten.

Bei der Fusion wird es schwieriger weil man hier unglaubliche Temperaturen und Drücke braucht um die Fusion einzuleiten. Aber bei der notwendigen Temperatur kann man nichts bauen was den notwendigen Druck stand hält. So einfach wie in der Sonne wo Druck und Temperatur einfach durch eine unglaubliche Masse erzeugt werden ist es auf der Erde nicht!

Wie schwer ist Krypton ?

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@trixieminze

Kr gibt es mit einem Atomgewicht von 78 bis 86. Das taucht auch als Spaltprodukt im KKW auf.

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@jorgang

Im KKW taucht so ziemlich alles auf weil einige Bruchstücke spontan fusionieren. Daher entsteht auch Plutonium und praktisch jedes andere mögliche Element. Zwar nur in geringen Spuren, aber immerhin. Daher erzeugt die zivile Kernkraft auch waffenfähiges Material.

Die Russen haben den Irakern ja angeboten deren Atommüll kostenlos aufzubereiten was die Iraker aber rigeros abgelehnt hatten. Jetzt ist nur die Frage warum. Man kann das dahingehend deuten dass die das waffenfähige Plutonium für sich selber behalten wollen...

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@Commodore64

Sry, keine Ahnung was los ist. Iraner meine ich... :(

Den Irakischen Raktor haben die Israelis per Tarnkappenbomber kurz vor Inbetriebnahme gesprengt.

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@Commodore64

Das ist jetzt ein bissel einfacher gedacht, als gemacht :-)

Warum ist Reaktor-Plutonium nicht gleich Reaktor-Plutonium? Die spontane Kernspaltung ist bei der Waffentauglichkeit von Reaktor-Plutonium sehr relevant. Ist im Isotopengemisch des Reaktor-Plutoniums zu viel Plutonium-240, -238,-242 enthalten, wird durch die relativ hohe Spontan-Spalt-Rate dieser Plutonium-Isotope ein etwa 4 fach höhere Neutron-Strahlung erzeugt, welches in einem Kernsprengsatz zu Frühzündung oder gar zum Totalausfall der Kernwaffe führt (bezogen auf einen Abbrand von 33 GW Tagen pro Tonne Uran entspricht ziviles Reaktor-Plutonium).

Man muss also militärisches vom zivilen Reaktor-Plutonium unterscheiden. Hier ist die Isotopenzusammensetzung des Plutoniums sehr relevant. Militärisches Plutonium besteht im schlechtesten Fall aus 95% Plutonium-239, in der Masse wird die Plutonium-239-Anreicherung jedoch weit höher sein. Der Rest ist Plutonum-240 und 238. Ziviles Reaktor-Plutonium mit typischem Abbrand von 33 GW Tagen pro Tonne Uran besteht zu etwa 58% aus Plutonium-239, 24% Plutonium-240, 12% Plutonium-241, 4% Plutonium-242 und 2% aus Plutonium-238 (siehe ww.buerger-fuer-technik.de/bodyplutonium.html, de.wikipedia.org/wiki/Reaktorplutonium#Waffenplutonium.2CReaktorplutonium).

Das Plutonium-240, -242, -238 erzeugt den relativ hohen Neutronen-Hintergrund. Das Plutonium-238 stellt weiter eine recht leistungsstarke Wärmequelle (560 W pro kg) da, welche in Form von Radio-Isotopenbatterien auch in Herzschrittmacher oder in Weltraumsonden Angewendet wird (siehe Wikipedia unter „Isotopenbatterie“). In einem Kern-Sprengsatzt müsste das zivilen Reaktor-Plutonium immer gekühlt werden müssen, da sonst der chemische Zünder deformiert/zersetzt werden würde oder das chemisch sehr unedle Plutonium sich selbst entzünden könnte (etwa ab 500°C).

Will man trotzdem aus zivilen Reaktor-Plutonium eine Kernwaffe bauen, bedarf es einem Aufwand, welcher um Welten größer ist als bei der Uran-235-Anreicherung aus natürlichem Uran.

Militärisches Reaktor-Plutonium bekommt man aus speziellen Reaktoren, wo die Brennelemente ständig zugänglich sind und deren Abbrand nicht größer als 5 GW Tage pro Tonne Uran ist. Lässt man die Brennelemente länger als bis zu diesem Abbrand im Reaktor, entstehen durch Neutronen-Einfangprozesse im Uran-238 und im Plutonium-239 auch alle anderen genannten Plutonium-Isotope in relevanter Menge. Aus diesem Grund haben die klassischen Kernwaffen-Mächte auch alle separate Reaktoren benutzt (siehe Wiki "Windscale-Brand" oder en.wikipedia.org/wiki/Hanford_Site oder http://de.nucleopedia.org/wiki/RBMK). Natürlich kann man auch beide Anwendungen durch eine bestimmte Reaktor-Technik zusammen führen, wie das am Beispiel des kanadischen CADU-Reaktors in Indien geschehen ist.

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Woher kommt eigentlich die Energie die Bei der Kernfusion und Kernspaltung frei wird?

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