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Atomkernspaltung
Atome bestehen aus einem positiv geladenen Atomkern, der von einem Schwarm negativ
geladener Elektronen umgeben wird. Zur Kernspaltung werden als Spaltmittel Neutronen
verwendet da diese keine elektrische Ladung haben und von den positiv geladenen
Atomkernen nicht abgestoßen werden.Als Spaltstoff werden meistens Uranatome
verwendet, da sie durch ihren Überschuss an Anionen auf der Äußersten
Schale besonders leicht spaltbar sind.Ein einziges langsames Neutron kann den
Kern von einem solchen Uranatom spalten. Das Uranatom teilt sich und fliegt
auseinander, wobei Wärmeenergie frei wird, da die beiden neu entstandenen
Atome positiv geladen sind und sich extrem voneinander abstoßen. Diese
Energie verursacht jedoch radioaktive Strahlung.Bei der Spaltung werden außerdem
zwei bis drei Neutronen frei die wiederum für eine Kettenreaktion nutzbar
sind.
Es gibt zwei verschiedene Arten von Kettenreaktionen : die kontrollierte Kettenreaktion
und die unkontrollierte Kettenreaktion.Der Weg zum kontrollierten Kernreaktor,
aber auch zur unkontrollierten Atombombe, war frei.
Kernreaktoren kontrollieren die Kernspaltung, indem sie ein Neutron nur noch
genau einen weiteren Urankern spalten lassen. Dies bedeutet, dass die anderen
bei der Spaltung freiwerdenden Neutronen entfernt werden müssen. Ein Mittel
dazu ist Borcabid, welches die Eigenschaft hat, freie Neutronen zu absorbieren.Das
Wasser im Kernreaktor bremst die freiwerdenden Neutronen, sodass diese besser
absorbiert werden können. Außerdem wird die bei der Kernspaltung
entstehende Wärme durch das Wasser aufgesogen. Wasser dient also gleichzeitig
als Kontrollmittel, Kühlmittel und Transportmittel. Die nun im Wasser enthaltene
Wärmeenergie kann für die Herstellung von elektrischem Strom genutzt
werden. Uran ist als Brennstoff damit 3 Mio. mal effektiver als Steinkohle,
daher würde die Energie in einem Gramm Kernmasse den Elektrizitätsbedarf
von Europa für einen Monat decken.
Die unkontrollierte Kettenreaktion wird nur zu einem einzigen Zweck absichtlich
erzeugt: zur Erstellung einer Atombombe. Diese besteht aus einer superkritischen
Masse (Mindestmenge an Spaltbarem Stoff die eine ungeregelte Kettenreaktion
auslöst), die von Sprengstoff umgeben ist, welcher von einer Metallhülle
eingefaßt ist.(Tafelbild)  Die Neutronen werden weder gebremst
noch absorbiert sodass die Spaltstoffe innerhalb weniger Sekunden zerfallen.
Die Stoffe liegen unmittelbar aneinander, und die Wärme kann nicht entweichen.
Dies führt zu einem verschmelzen der Masse, sobald die Spaltung begonnen
hat. Nun ist eine superkritische Masse vorhanden. Das spalten dieser Masse setzt
enorme Wärmeenergien frei, die den Sprengstoff der die Spaltmasse umgibt
entzünden. Eine Detonation ist unvermeidlich.
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