LISA! Lexikon - Kernspaltung (Physik)

I.) Definition

Kernspaltung ist ein Prozess der Kernsphysik, bei dem die schwereren Kerne von Atomen in leichtere Kerne zerfallen, begleitet von der Freisetzung von Energie und Neutronen. In einem Kernreaktor kann dieser Prozess kontrolliert werden und wird genutzt, um Wärmeenergie zur Stromerzeugung zu nutzen.

II.) Fragestellung zum Prozesse der Kernspaltung

Frage: Zerfällt der Atomkern von selbst?

Antwort: In der Regel wird ein schwerer Kern durch den Beschuss mit Neutronen, z.B. im Kernkraftwerk, zur Kernspaltung angeregt. Der Kern kann sich auch von selbst zerfallen, aber die Wahrscheinlichkeit ist sehr gering. Es gibt also verschiedene Arten von Kernspaltung, wie zum Beispiel die natürliche Kernspaltung, die spontan in natürlichen Isotopen stattfindet, und die künstliche Kernspaltung, die in Kernreaktoren kontrolliert durchgeführt wird.

III.) Der Prozess der Kernspaltung und Formel

Der Prozess der Kernspaltung beginnt, wenn ein Neutron in den Kern eines schweren Atomkerns eindringt. Dies kann dazu führen, dass der Kern in zwei oder mehrere kleinere Kerne zerfällt, sowie die Freisetzung von Energie in Form von Wärme und weiteren Neutronen. Diese freigesetzten Neutronen können wiederum in andere Atomkerne eindringen und eine Kettenreaktion auslösen.

Die Formel für die Kernspaltung, die den Prozess quantitativ beschreibt, lautet:

A + X → Y + Z + Q

In dieser Formel steht:

A für den ursprünglichen Kern (spaltbares Isotop)
X für ein Neutron
Y, Z für die Teilkerne, die nach der Spaltung entstehen
Q für die freigesetzte Energie
Diese Formel zeigt, dass durch den Beschuss eines Neutrons auf einen Kern eine Kernspaltung stattfindet und dabei Energie freigesetzt wird.

Die Energie, die bei der Kernspaltung freigesetzt wird, stammt aus der Bindungsenergie, die in den Kernen der Atome gespeichert ist. Da die Bindungsenergie pro Masseeinheit in schwereren Atomen höher ist als in leichteren Atomen, wird beim Zerfall eines schweren Atomkerns mehr Energie freigesetzt als beim Zusammenbau leichterer Atome.

IV.) Fragen und Antworten zur Kernspaltung

Was ist die Reaktionskette bei der Kernspaltung?
Antwort: Die Reaktionskette bei der Kernspaltung beginnt mit dem Abschuss von Neutronen auf einen schweren Kern. Dies führt zur Spaltung des Kerns in leichtere Kerne und zur Freisetzung von Energie.

Was ist der wissenschaftliche Hintergrund für die Kernspaltung?
Antwort: Die Kernspaltung beruht auf dem Prinzip des Kernbindungsenergie, das besagt, dass es Energie benötigt, um einen Kern zu bilden, und Energie freigesetzt wird, wenn ein Kern zerfällt.

Wofür wird die Energie aus der Kernspaltung genutzt?
Antwort: Die Energie aus der Kernspaltung wird genutzt, um Dampf zu erzeugen, der Turbinen antreibt und Strom produziert. Die Kernspaltung ist eine wichtige Quelle für nukleare Energie.

Was sind die Umweltauswirkungen der Kernspaltung?
Antwort: Die Kernspaltung kann schädliche Stoffe freisetzen und radioaktive Abfälle erzeugen, die für lange Zeit für Organismen gefährlich bleiben können. Es ist daher wichtig, sicherzustellen, dass die Kernspaltung sicher und umweltverträglich durchgeführt wird.

Was sind die möglichen Risiken bei einem Kernspaltungsunfall?
Antwort: Ein Kernspaltungsunfall kann zu einer Freisetzung radioaktiver Stoffe führen, was zu Gesundheitsschäden und Umweltproblemen führen kann.