Kernenergie

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• Masse eines neutralen Atoms ist kleiner als Summe der freien Bausteine

• Fehlende Masse ist als Energie im Kern enthalten (wird als Bindungsenergie bezeichnet)

• Bindungsenergie ist der Betrag, der frei wird, wenn ein bestimmter Kern zu seinen Einzelbestandteilen zusammengesetzt würde

• Bindungsenergie ist die Energie benötigt wird, um den Kern in die Einzelbestandteile zu zerlegen

Die Kernspaltung erfolgt durch den Einsatz von Neutronen, die in den Kern eingeführt werden. Die Neutronen stoßen mit den Kernen des Splittermaterials zusammen, was zu einer Instabilität des Kerns und damit zu dessen Zerlegung führt. Dabei werden Energie und weitere Neutronen freigesetzt, die wiederum weitere Kernspaltungen auslösen können. Dieser Prozess wird als Kettenreaktion bezeichnet und ist die Grundlage für die Energieproduktion in Kernkraftwerken

• Abremsung schneller Neutronen von 15.000 km/s auf 2km/s

• Es wird ein Moderator genutzt, wie z.B Wasser

• Weitere Moderatoren: Graphit, Deuterium

  
  

• Kernspaltung wird kontrolliert, um eine sichere und effiziente Energieproduktion zu gewährleisten

• und gleichzeitig potenzielle Gefahren wie Störfälle oder nukleare Verseuchung zu minimieren. In Kernkraftwerken werden Mechanismen eingesetzt, um die Kernspaltungsreaktion zu regulieren und zu verlangsamen, wenn es notwendig ist.

• Dies kann beispielsweise durch den Einsatz von Absorberschichten oder durch die Regulierung der Menge an Moderatormaterial, das die Geschwindigkeit der Neutronen bestimmt, erfolgen.

• In diesem spezifischen Kraftwerk wurde Graphit als Moderator eingesetzt, um die Geschwindigkeit der Neutronen in der Kernspaltungsreaktion zu verlangsamen.

• Während eines Tests, bei dem die Sicherheitssysteme des Kraftwerks deaktiviert waren, kam es zu einem Überdruck im Reaktor und einer Überhitzung, die zu einer Explosion und einem Brand führte. Die Explosion zerstörte den Reaktor und führte zur Freisetzung von radioaktiven Materialien in die Umgebung.

• Ein wichtiger Faktor, der zur Explosion beitrug, war das Fehlen von Schutzschichten, die die Wärme hätten absorbieren und eindämmen können. Die extreme Hitze führte dazu, dass das Graphit im Moderator zu glühen begann und kontinuierlich Feuer fing, was letztendlich zur Explosion führte.

• Kernspaltungsreaktor, der eine kritische Masse an fissilen Materialien enthält,

• d.h. eine Masse, bei der eine fortlaufende und selbsttragende Kernspaltungsreaktion stattfindet.

• In einem kritischen Reaktor gibt es genug Neutronen, um eine anhaltende Reaktion auszulösen, und die Reaktionsrate bleibt konstant.

1. Es sind 230 Neutronen vorhanden, wozu 8 Neutronen durch Spaltung in U238 hinzugefügt werden. Die 238 Neutronen bezeichnet man als schnelle Neutronen

2. Durch die Moderierung gehen 25 aus den Reaktorkern verloren und 40 durch die Ressonanz Absorption

3. Die verbleibenden 173 Neutronen werden thermische Neutronen genannt, davon gehen 20 aus den Reaktorkern verloren

4. Von den verbleibenden 153 werden 18 im Moderator absorbiert

5. 35 werden von den 135 Neutronen im Brennstoff U238, U235 absorpiert

6. Durch die thermische Kernspaltung erhält man 130 Neutronen, welche uns auf die ursprüngliche Ziffer von 230 bringen

Pu-239 (Plutonium-239) ist ein Isotop von Plutonium, das in Kernreaktoren und Atomwaffen verwendet wird. Es entsteht durch Neutronenabsorption im Brennstoff des Reaktors.

Die Kernspaltung von Uran-235 im Brennstoff des Reaktors erzeugt Neutronen, die auf andere Atomkerne treffen können. Wenn ein Neutron auf ein Uran-238-Kern trifft, wird es absorbiert und verursacht eine Kettenreaktion, die zur Bildung von Plutonium-239 führt.

Der positive Dampfblasenkoeffizient ist ein Konzept in der Kernphysik, das beschreibt, wie sich die Reaktivität eines Kernreaktors ändert, wenn sich die Kerntemperatur erhöht.

Ein positiver Dampfblasenkoeffizient bedeutet, dass die Reaktivität des Reaktors mit zunehmender Kerntemperatur zunimmt. Dies bedeutet, dass bei höheren Temperaturen mehr Neutronen freigesetzt werden und die Kernspaltung beschleunigt wird.

Diese Beziehung ist für bestimmte Typen von Kernreaktoren, insbesondere Dampfblasenreaktoren, wichtig, da sie das Risiko von Unfällen erhöhen kann, wenn die Reaktivität nicht richtig gesteuert wird. Deshalb müssen bestimmte Sicherheitsmechanismen und Regelungen eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass die Reaktivität unter Kontrolle bleibt.

Tsunami aufgrund von Seebeben

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