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physik (Subject) / Atome (Lesson)
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- Definition Atom -Kleinste, unteilbare Teilchen -Stoffe die nur aus Elementen bestehen -Unterschiedliche Massen -Kleinste Baustein eines chemischen Grundstoffs oder Elements
- Aufbau Atom -Elektronen(-) kreisen auf Bahnen um den massenreichen Atomkern(+) -Bohr´sches Atommodell-
- Bestandteile Atomkerne -Protonen(+) -Neutronen -Elementarladung: Wert der elektrischen Ladung von Nukleonen
- Warum zerplatzen Atomkerne nicht? -Positive Ladungen würden sich im Atomkern abstoßen -Zwischen den Kernbausteinen wirkt die Kernkraft
- Definition Radioaktivität -Kerne zerfallen aufeinmal, schleudern kleine Teilchen heraus und wandeln sich in andere Elemente um -Senden 3 Arten von Strahlung aus: Alpha-Beta-Gammastrahlung
- Wie unterscheidet man die Elemente? -Zahl der Protonen im Atomkern -Ionen: geladene Atome
- Definition Isotop -Im Kern eines Elements befinden sich unterschiedliche Neutronenzahlen
- Wie zerfallen die Atomkerne? -Neuron kann sich in ein Proton und ein Elektron verwandeln -Elektron wird abgestoßen: Betateilchen -Zerfallsreihen
- Definition Halbwertszeit Die Anzahl der Jahre, in denen 50% der Atomkerne zerfallen sind.
- Kann man Atomkerne spalten? -Atomkerne mit Neutronen beschießen: Eindringende Neutronen zerschlagen Atomkerne wie Geschosse in 2 Teile
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- Endlagerungsmöglichkeiten Eis Problem: Verteilung auf der ganzen Welt, nicht absehbares Problem Weltall Problem: Unwirtschaftlich, nicht absehbares Problem
- Aufbau Kernkraftwerk Außenhülle: Strahlung kann dadurch nicht nach außen dringen Reaktordruckgefäß: Kernspaltung findet hier statt Regelstäbe: Neutronen werden absorbiert, Kettenreaktion nimmt durch Regelstäbe ab Wärmetauscher: verdampft das Wasser des Sekundärkreislaufes
- Aufgabe Kernkraftwerk -erwärmt Wasser, bei der Kernspaltung freiwerdende Energie wird genutzt
- Physikalische Halbwertszeit -Atomkerne zerfallen spontan und zufällig -radioaktives Isotop hat eine charakterische Zeit, nach der die radioaktiven Kerne zerfallen sind -halb so starke Strahlung -Stoffe zerfallen unter Aussendung von Alpha- und Betastrahlungen zu stabilen Isotopen
- Biologische Halbwertszeit -gibt Auskunft nach welcher Zeit die in den Körper aufgenommene radioaktiven Stoffe von diesem, wieder ausgeschieden werden
- Radioaktiver Abfall Zwischenlagerung (Kraftwerke, Forschungszentren..) Transport (Transport durch Castorbehälter-->erhöht Strahlung auf den Menschen) Schwach radioaktiver Müll (Metalltonnen, Salzbergwerke) Mittel- und Hochradioaktive Stoffe (Salzbergwerke) Hochradioaktive Stoffe (großes Problem, hohe Halbwertszeit)
- Moderator, Aufgabe -Wasser, bremst die bei der Spaltung freiwerdende Neutronen ab -Nur langsame Neutronen können eine weitere Spaltung in Gang setzen
- Aufgabe des Wassers im Primärkreislauf -Kühlt die Brennstäbe, stoppt die Neutronen ab
- Wie wird die Kettenreaktion in den Brennelementen kontrahiert? -Durch Steuerstäbe -Cadiumverbindungen(in den Steuerstäben) nehmen freie Neutronen auf-
- Prinzip der Kernspaltung und der Kettenreaktion 6 Schritte Neutron geht auf Urankern zu Neutron spaltet Urankern in kleine Kerne Energie und 2-3 Neutronen werden freigegeben, sodass sie weitere Urankerne spalten können Dies geschieht über Wasser Wasser bremst Neutronen schneller ab
- Schema Kernspaltung Neutron wird zu Urankern Urankern spaltet sich in 2 nah liegende Urankerne 2 nah liegende Urankerne distanzieren sich 3 dazukommende Urankerne bilden 2 komplett distanzierte Urankerne