15 Kernphysik (AKWs)

Grundgedanke: Salzbergwerk -> trocken

Doch durch den massiven Salzabbau in den beiden Bergwerken, bekam der Berg sehr viele Risse. Durch diese Risse trat Wasser ein und die Fässer, in dennen der Atommüll lagerte, begannen zu rosten.

Die negativen Elektronen kreisen um einen positiven Kern (Proton).

Cäsium 137 lagert sich in den Muskeln ab.

Kernfusion = Kernverschmelzung

Dabei werden leichte Atome wie \(({^1}H,{^2}H=Deuterium,\)  \({^3}H=Tritium)\)verschmolzen und Bindungsenergie wird freigesetzt.

Kernspaltung = Kernfission

Bei der Kernspaltung werden schwere Atome wie Uran durch Neutronen gespalten. Dabei wird Bindungsenergie in Form von Wärme freigesetzt.

In der Natur findet Kernfusion in Sternen, wie unserer Sonne, unter sehr großem Druck. Die dabei freiwerdende Energie bringt die Sterne bzw unsere Sonne zum Leuchten.

Na... Name des Elements

23... Massenzahl = Anzahl der Protonen + Anzahl der Neutronen

11... Ordnungszahl = Anzahl der Protonen

Radioaktivität ist die spontane und zufällige Änderung des Atomkerns.

Ziel: erreichen eines stabilen Atomkerns

Die negativen Elektronen kreisen um einen positiven Kern (Protonen und Neutronen).

- Primärkreislauf ist im AKW eingeschlossen 

- Sekundärkreislauf treibt den Generator an 

- Kühlkreislauf zur Abkühlung des Sekundärkreislaufes 

Bem.: Das was aus den Kühltürmen aufsteigt ist ledeglich Wasserdampf. 

Der β⁺ Zerfall tritt bei protonenreichen Nukliden auf. Hierbei wird ein Proton des Kerns in ein Neutron umgewandelt. Dabei entsteht zusammen mit einem Positron ein Elektronenneutrino.

Natürliche radioaktive Belastung: 5 mSv pro Jahr

Medizinisch zugelassen: 100 mSv pro Jahr

Tödliche Dosis: 6000 mSv pro Jahr

Es wird ein Teil der Masse in Bindungsenergie umgewandelt.

\(\approx 7,1\frac{MeV}{Nukleon} \ \ bei \ \ ^{4}_{2}He \)

Die relative Atommasse ist das Massenverhältnis der absoluten Atommasse zur atomaren Masseneinheit

\(A_r = {m \over u}\)

A_r ... Relative Atommasse

m ... Masse des Atoms

u ... atomare Masseneinheit (1_amu = 1.66053892 × 10^-27 kg )

1.) Durch die steuerbare Konzentration von Borsäure im Wasser des Reaktorkerns.

2.) Mit Hilfe von aus- und einfahrbaren Kadmium Stäben (=Steuerstäbe).

Wenn ein langsames Neutron einen Urankern trifft, so wird dieser gespalten. Der Urankern teilt sich in Barium, Krypton, 2-3 schnelle Neutronen und Bindungsenergie (~200MeV = Wärme) auf. Mithilfe von Wasser werden die schnellen Neutronen gebremst und so kann wieder ein Urankern gespalten werden.

Ein Elektron wird aus dem Kern herausgelöst. Übrig bleiben ³He und ein Elektron-Antineutrino.

\(T ={^3_1H}\rightarrow {^3_2He}+e^-+\bar{\nu}_e \)

Die Halbwertszeit ist die Zeit die benötigt wird bis die Hälfte des radioaktiven Materials zerfallen ist.

Bem: \(T_{1/2}=\frac{ln(2)}{\lambda}\)

λ...Zerfallskonstante

Radioaktive Strahlung ist so energiereich, dass sie aus Atomen oder Molekülen Elektronen entfernen kann.

Gamma-Strahlung ist eine Begleiterscheinung des Alpha- oder Beta-Zerfalls. Dabei fällt ein angeregter Atomkern in den Grundzustand zurück unter Aussendung vom Gamma Strahlung.

Gamma-Strahlung ist im pm Bereich.

Atomkerne mit einem Überschuss an Neutronen zerfallen über den β⁻-Prozess. Ein Neutron des Kerns wandelt sich in ein Proton um und sendet dabei ein Elektron sowie ein Elektron-Antineutrino aus.

\(n^0 \rightarrow p^+ + e^- + \bar{\nu_e}\)