Physik-Frage Thema Kernspaltung ..

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1 Antwort

Die Bethe-Weizsäcker-Formel ist eine gute Näherung dafür:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bethe-Weizs%C3%A4cker-Formel

Zwischen allen Nukleonen (also Protonen UND Neutronen) wirkt die anziehende Starke Kernkraft. Zwischen den positiv geladenen Protonen wirkt eine abstoßende elektrostatische Kraft. Gleichzeitig sollten in dem Kern für größtmögliche Bindungsenergie zumindest ungefähr gleich viele Protonen wie Neutronen im Kern sein (ist ein speziell quantenmechanischer Effekt)

Für die größte Bindungsenergie pro Nukleon brauchst du also einen Kern mit möglichst vielen Nukleonen gesamt, davon möglichst wenig Protonen, aber trotzdem ungefähr gleich viele Neutronen wie Protonen. Wenn man das (und ein bisschen mehr :-) )beachtet, kommt man halt einfach drauf, dass die größte Bindungengsenergie pro Nukleon bei mittelschweren Kernen (Maximum bei Eisen) ist.

Bei kleinen Kernen wird sie nicht so groß sein, weil wenig Nukleonen im Kern wenig (anziehende) Starke Kraft bedeutet.

Bei sehr großen Kernen wird sie nicht so groß sein, weil durch die vielen Protonen die elektrostatische Abstoßung größer wird. (Coulomb-Potential steigt quadratisch mit Anzahl der Protonen, starke Kraft aber nur linear mit gesamt Zahl der Kernteilchen). Werden die Kerne zu groß, dann werden sie instabil (=radioaktiv). Blei (82 Protonen) ist das schwerste stabile Element

Darum kann man mit Fusion leichter Kerne (Wasserstoff) Energie gewinnen, und mit Fission (Spaltung) schwerer Kerne (Uran)

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