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
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
