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[quote="Vittel01"]Guten Abend, Leider tue ich mir sehr schwer eine gewisse Sache der Kernphysik nachzuvollziehen. Ich habe ein paar Fragen und habe mich deswegen extra hier angemeldet. Es geht um die Abläufe während einer Kernspaltung bzw. insgesamt der Prozess in einem Kraftwerk. 1. In den natürlichen Mineralien kommt das Uran ja zu 99,7% als U-238 Isotop und zu 0,7% als U-235 Isotop vor. Wieso kann nur das 235 Isotop mit einiger Wahrscheinlichkeit gespalten werden? Und wieso kann das 238 Isotop nur schnelle Neutronen aufnehmen? Was beeinflusst das ob jetzt 235 mit thermischen Neutronen gespalten wird und 238 nicht? Wieso kann das 235 nur mit einer Neutronengeschwindigkeit von 3 km/s^-1 also nur mit moderierten Neutronen gespalten werden und nicht mit schnellen? Bei Plutonium 239 beispielsweise geht das doch.. 2. Der Vermehrungsfaktor k gibt ja an, wie sich die Kettenreaktion verhält. Ist er größer als 1 nimmt die Neutronenzahl sehr rasch zu und wir haben den Effekt wie bei einer Atombombe. Ist er = 1 ist es kontrolliert und die Neutronenzahl bleibt gleich. Doch in einem Buch steht, dass die Kettenreaktion zum Stillstand kommt, wenn der Faktor kleiner als 1 ist. Hier ist ein Beispiel: 116 Neutronen können zu Spaltung führen. Der Faktor ist da k = 1,16. Wenn ich aber jetzt nur 76 Neutronen habe dann habe ich ja einen Faktor von k = 0,76 und die Kettenreaktion müsste zum erliegen kommen. Aber wenn doch jetzt eines dieser Neutronen zur Spaltung führt dann werden im besten Falle ja wieder 3 neue frei und ich habe 79 Neutronen und und und.. 3. Wie kann in einem schnellen Brüter die Kettenreaktion kontrolliert werden? Wir haben hier ja schnelle Neutronen und ich denke dass schnelle Neutronen auch deutlich schwieriger zu kontrollieren sind oder nicht? Ich würde mich über Antworten freuen, lg[/quote]
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jh8979
Verfasst am: 04. März 2014 11:30
Titel: Re: Fragen zur Kernphysik
Vittel01 hat Folgendes geschrieben:
.
1. In den natürlichen Mineralien kommt das Uran ja zu 99,7% als U-238 Isotop und zu 0,7% als U-235 Isotop vor.
Wieso kann nur das 235 Isotop mit einiger Wahrscheinlichkeit gespalten werden? Und wieso kann das 238 Isotop nur schnelle Neutronen aufnehmen?
Was beeinflusst das ob jetzt 235 mit thermischen Neutronen gespalten wird und 238 nicht? Wieso kann das 235 nur mit einer Neutronengeschwindigkeit von 3 km/s^-1 also nur mit moderierten Neutronen gespalten werden und nicht mit schnellen? Bei Plutonium 239 beispielsweise geht das doch..
Es handelt sich schlicht um unterschiedliche Isotope, die einen unterschiedlichen Wirkungsquerschnitt bezüglich der Spaltbreit durch thermische Neutronen haben (d.h. bei U235 ist die Wahrscheinlichkeit, dass es mit thermischen Neutronen zur Spaltung kommt sehr viel größer).
http://en.wikipedia.org/wiki/Fissile
Zitat:
2. Der Vermehrungsfaktor k gibt ja an, wie sich die Kettenreaktion verhält. Ist er größer als 1 nimmt die Neutronenzahl sehr rasch zu und wir haben den Effekt wie bei einer Atombombe. Ist er = 1 ist es kontrolliert und die Neutronenzahl bleibt gleich. Doch in einem Buch steht, dass die Kettenreaktion zum Stillstand kommt, wenn der Faktor kleiner als 1 ist. Hier ist ein Beispiel: 116 Neutronen können zu Spaltung führen. Der Faktor ist da k = 1,16. Wenn ich aber jetzt nur 76 Neutronen habe dann habe ich ja einen Faktor von k = 0,76 und die Kettenreaktion müsste zum erliegen kommen. Aber wenn doch jetzt eines dieser Neutronen zur Spaltung führt dann werden im besten Falle ja wieder 3 neue frei und ich habe 79 Neutronen und und und..
Stell es Dir als Schrittartigen Prozess vor: Ein Kern zerfällt, es entstehen Neutronen, die können im zweiten Schritt weitere Kerne zerfallen lassen, und so weiter. Wenn nun k<1, dann entstehen im nächsten Schritt weniger Neutronen als vorher da waren, d.h. die Kettenreaktion lässt nach.
Zitat:
3. Wie kann in einem schnellen Brüter die Kettenreaktion kontrolliert werden? Wir haben hier ja schnelle Neutronen und ich denke dass schnelle Neutronen auch deutlich schwieriger zu kontrollieren sind oder nicht?
"Die Steuerung der Kettenreaktion (siehe auch Kritikalität) erfolgt durch Regelstäbe aus Bor-Stahl oder einem anderen Neutronen absorbierenden Material."
http://de.wikipedia.org/wiki/Brutreaktor
Vittel01
Verfasst am: 03. März 2014 19:04
Titel: Fragen zur Kernphysik
Guten Abend,
Leider tue ich mir sehr schwer eine gewisse Sache der Kernphysik nachzuvollziehen.
Ich habe ein paar Fragen und habe mich deswegen extra hier angemeldet.
Es geht um die Abläufe während einer Kernspaltung bzw. insgesamt der Prozess in einem Kraftwerk.
1. In den natürlichen Mineralien kommt das Uran ja zu 99,7% als U-238 Isotop und zu 0,7% als U-235 Isotop vor.
Wieso kann nur das 235 Isotop mit einiger Wahrscheinlichkeit gespalten werden? Und wieso kann das 238 Isotop nur schnelle Neutronen aufnehmen?
Was beeinflusst das ob jetzt 235 mit thermischen Neutronen gespalten wird und 238 nicht? Wieso kann das 235 nur mit einer Neutronengeschwindigkeit von 3 km/s^-1 also nur mit moderierten Neutronen gespalten werden und nicht mit schnellen? Bei Plutonium 239 beispielsweise geht das doch..
2. Der Vermehrungsfaktor k gibt ja an, wie sich die Kettenreaktion verhält. Ist er größer als 1 nimmt die Neutronenzahl sehr rasch zu und wir haben den Effekt wie bei einer Atombombe. Ist er = 1 ist es kontrolliert und die Neutronenzahl bleibt gleich. Doch in einem Buch steht, dass die Kettenreaktion zum Stillstand kommt, wenn der Faktor kleiner als 1 ist. Hier ist ein Beispiel: 116 Neutronen können zu Spaltung führen. Der Faktor ist da k = 1,16. Wenn ich aber jetzt nur 76 Neutronen habe dann habe ich ja einen Faktor von k = 0,76 und die Kettenreaktion müsste zum erliegen kommen. Aber wenn doch jetzt eines dieser Neutronen zur Spaltung führt dann werden im besten Falle ja wieder 3 neue frei und ich habe 79 Neutronen und und und..
3. Wie kann in einem schnellen Brüter die Kettenreaktion kontrolliert werden? Wir haben hier ja schnelle Neutronen und ich denke dass schnelle Neutronen auch deutlich schwieriger zu kontrollieren sind oder nicht?
Ich würde mich über Antworten freuen, lg