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Zerfallsenergie von U235 bei der Kernspaltung (Massendefekt)
 
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HNA91



Anmeldungsdatum: 13.05.2011
Beiträge: 3

Beitrag HNA91 Verfasst am: 13. Mai 2011 16:51    Titel: Zerfallsenergie von U235 bei der Kernspaltung (Massendefekt) Antworten mit Zitat

Hallo zusammen,
ich muss demnächst ein Referat über die Kernspaltung in Atomkraftwerken halten.
Einige Zusammenhänge sind mir aber leider noch nicht ganz klar.

Wenn ich den Massendefekt aus dem Wikipedia-Beispiel zum Massendefekt
(Spaltung von 235Uran in 142Barium und 92Krypton) in die äquivalente Energie umrechne, komme ich auf ca. 180MeV. Die beim Zerfall der Spaltprodukte freiwerdende Energie ist hier noch nicht mit eingeschlossen, oder irre ich mich? Wird beim "Abbremsen" der freigewordenen "schnellen" Neutronen nicht noch weitere Energie frei?
Wieso unterscheidet sich dieser Wert jetzt so sehr von dem in dieser Energiebilanz (210MeV) http://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung#Energiebilanz ? Ist das der Mittelwert für alle möglichen Spaltungen und das Wikipedia-Beispiel zum Massendefekt einfach nur zufällig unter diesem Durchschnittswert? Woher sind diese genauen Werte?

Ich hoffe, das sind nicht zu viele Fragen.

Vielen Dank im Voraus.

Liebe Grüße
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 13. Mai 2011 17:11    Titel: Antworten mit Zitat

Reaktion wurde aufgeschrieben, genaue Kernmassen rausgesucht, Massendifferenz berechnet, Energie? Wenn 180 MeV rauskommen, ist das die thermische Energie der Spaltprodukte. Im Artikel stehen 200 MeV (nicht 210 MeV) als Mittelwert. Wie kommst Du übrigens auf 142Ba und 92Kr?
HNA91



Anmeldungsdatum: 13.05.2011
Beiträge: 3

Beitrag HNA91 Verfasst am: 14. Mai 2011 12:59    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,
sorry, die 210 MeV habe ich auf irgendeiner anderen Seite gelesen.

142Ba und 92Kr wurden in dem Beispiel hier http://de.wikipedia.org/wiki/Massendefekt#Beispiele verwendet. Sind das keine möglichen Spaltprodukte?

Thermische Energie? Fehlt meiner Berechnung jetzt einfach nur die Energie, die beim Zerfall der Spaltprodukte frei wird?

Was ist mit der Berechnung hier http://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung#Energiefreisetzung , also über der Energiebilanz-Tabelle.
Fehlt in dieser Rechnung nicht auch die Energie, die beim Zerfall der Spaltprodukte frei wird? Aber wieso ist der Wert dann näher an den 204MeV aus der Energiebilanz, in der diese Energie berücksichtigt wurde?

Vielen Dank.
Gruß
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 14. Mai 2011 16:15    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

Die Reaktionsgleichung ist schon OK; war nur neugierig (es gibt ja vielfältige Möglichkeiten). Komme ebenfalls auf knapp 180 MeV.

Die wiki Rechnung zu zwei gleichen Teilen mag stimmen, den Sinn verstehe ich jedoch nicht.

Die freiwerdende Bindungsenergie manifestiert sich als Bewegungsenergie der unmittelbaren Reaktionsprodukte = Wärme. (Ankommendes Neutron irrelevant.)

Natürlich kommen in der Regel noch weitere Reaktionen; bloß kann man sich bei dieser Detailfrage nicht noch um Gott und die Welt kümmern. [Wie man das für Brennstäbe im Detail macht - da steckt sicherlich mehr als eine (echte) Doktorarbeit drin.]

mfG
HNA91



Anmeldungsdatum: 13.05.2011
Beiträge: 3

Beitrag HNA91 Verfasst am: 15. Mai 2011 11:56    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo,
danke für deine schnelle Antwort.

Jetzt habe ich doch noch eine Frage.
Ich habe im Internet folgende Rechnung gefunden:

"Im Urankern sind die Nukleonen (Protonen und Neutronen) mit einer mittleren Energie von etwa 7,6 MeV pro Nukleon gebunden. In den kleineren Spaltproduktkernen mit Massenzahlen zwischen 80 und 150 beträgt die mittlere Bindungsenergie je Nukleon aber etwa 8,5 MeV. Die Differenz von 0,9 MeV je Nukleon wird bei der Kernspaltung freigesetzt. Da der Urankern 235 Nukleonen besitzt, ergibt sich bei jeder Spaltung ein Energiebetrag von 235 · 0,9 MeV, also rund 210 MeV." (es sind genau 211,5MeV)

Nur wieso wird hier am Ende mit 235 multipliziert?
Müsste man nicht noch die feiwerdenden Neutronen mit einbeziehen und die unterschiedlichen Massenzahlen berücksichtigen?
Also z.B.: instabiles U-236 --> Spaltprodukte-234 + 2 N
236*7,6MeV - 234*8,5MeV - 2*7,6MeV = -210,6MeV (das macht irgendwie auch keinen Sinn...)

In dem gleichen Dokument steht:
"Bei der Spaltung eines Kerns U-235 entstehen zwei mittelschwere Trümmerkerne sowie zwei bis drei Neutronen. Diese Spaltneutronen haben unterschiedliche Energien (Ge-schwindigkeiten).Im Mittel liegt ihre Energie bei etwa 1,5 MeV."

Müsste der Wert nicht eigentlich bei 7,6MeV liegen, weil ein Nukleon mit dieser Bindungsenergie gebunden ist und diese frei würde?

Vielen Dank für die Hilfe.

Grüße
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