Top

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde





Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 27 Beiträge ]  Gehe zu Seite 1, 2  Nächste
 Woher kommt das Neutron bei einer Kernspaltung? 
Autor Nachricht
Chemie Junior

Registriert: 01.06.2008, 15:25
Beiträge: 8
Beitrag Woher kommt das Neutron bei einer Kernspaltung?
Hi@!

Ich arbeite zurzeit an einem Referat über Kernkraftwerke. Da sich das Wasser durch die in der Kernspaltung entsehende Wärme in den Aggregatzustand Dampf entwickelt, treibt der Dampf die Dampfturbine an..etc.

Nur ist mir jetzt eines nicht klar: Bei der Kernspaltung setzt sich ein freibewegliches Neutron an ein Uranatomkern. Das Uran nimmt den Neutron auf und geriet damit in einen "angeregten Zustand". Nach kurzer Zeit spaltet sich dann der Kern und 2 Teile. Und durch diese Spaltung (und die Bewegung der NEutronen?) ensteht Wärme. Aber wroher kommt dieses freibewegliche Neutron? Schwirrt das einfach so in der Luft herum? ;)

Hoffe es kann mir jmd helfen..

Gruß und vielen Dank
Xanthos


01.06.2008, 16:11
Profil
Chemie Freak

Registriert: 01.03.2005, 18:36
Beiträge: 653
Wohnort: Igensdorf b. Nürnberg
Beitrag 
Hi,
also sobald die Reaktion mal läuft kommen die Neutronen aus der Kernspaltung, denn:

U-235 + Neutron => Ba-143 + Kr-90 + 2 Neutronen

Es entstehen also zwei Neutronen, diese müssen abgebremst werden (Thermische <=> schnelle Neutronen) und können dann neue Kernreaktionen auslösen. Tun beide dies (eine Rkt auslösen), dann entstehen schon 4 Neutronen, die wiederrum Reaktionen auslösen - es entsteht also eine unkontrollierte, lawinenartige Reaktion. Man muss also überschüßige Neutronen auffangen.

Das erste Neutron muss von einer "Fremdquelle" kommen und die Reaktion "Zünden". Dazu nimmt man einen Radioaktiven Neutronenstrahler: Also ein Element, dass einen deutlichen Neutronenüberschuss hat und unter Neutronenabgabe zerfällt.
Ein Beispiel wäre 137er Cäsium.

Hoff ich habs richtig verstanden (also deine Frage) und konnte dir helfen.

Lg
Martin

_________________
The worst day diving ist better
than the best day working
-------------------------------------
Wer interesse am Tauchen hat:
Info's bei mir - wir bilden vom
Anfänger bis zum Profitectaucher
alles aus -> Info's per PN


01.06.2008, 16:30
Profil E-Mail senden
Chemie Junior

Registriert: 01.06.2008, 15:25
Beiträge: 8
Beitrag 
Erstmal danke für deinen Beitrag. Aber ganz klar ist mir die Sache immer noch nicht.

Bevor doch überhaupt eine Reaktion stattfinden kann, muss ein Neutron doch erst "auftauchen".. Wenn ich dich richtig verstanden habe, muss dieses 1. Neutron, dass die Reaktion dann in Betrieb bringt, von einer Fremdquelle kommen. Was für eine Fremdquelle? Gibt's da vielleicht auf den Steuerelementen irgendetwas?

Gruß und Vielen Dank
Xanthos


01.06.2008, 16:37
Profil
Chemie God
Benutzeravatar

Registriert: 03.02.2007, 14:32
Beiträge: 4246
Wohnort: hamburg
Beitrag 
hi...

"in der luft" nicht...
...aber im wasser. darin besteht unter anderem dessen aufgabe: die neutronen "aus dem nachbarbrennstab" auf die richtige geschwindigkeit "runterzubremsen", damit sie beim einschlag "nebenan" dann eben bei kerntreffern auch erfolgreich(er) sind.

wie die neutronen ins wasser kommen? tja, bei dem von dir beschriebenen "zerplatzen in teile" des "angeregten" kerns werden als truemmer eben auch (zunaechst "schnelle") neutronen frei, und zwar mehr als initial zum urspruenglichen uranspalten erforderlich waren. dies ist, bei unguenstiger geometrie, die grundlage einer kettenreaktion, die wir auch als "atombombe" kennen.

die kunst des akw-betriebs besteht mit anderen worten darin, eine atombombe so gefuehlvoll zu zuenden dass sie ebengerade nicht durchdreht, aber anderseits ebengerade auch net ausgeht. wobei zum thema "nicht durchdrehen" da im sinne "geometrischer eigensicherheit" usw. einiges getan worden ist, moderne akw's koennen geometriebedingt nicht mehr in diese kettenreaktion geraten.
dafuer haben die dann ne menge andere netter tricks drauf usw., aber das ist hier gerade net thema.

soderle. nachdem wir nun die reihe von huhn und ei und huhn und ei bis auf das erste ei zureckverfolgt haben, stellt sich natuerlich die frage "woher kommt denn dann das initial erste neutron dass mir die ganze kaskade anschmeisst"?
und da ist die ganz simple antwort: auch ohne dass du da zuegige reaktion qua geometrie/dichte erzwingst sind die uranstaebe aktiv, ihre natuerliche radioaktivitaet reicht aus, um mit den natuerlich entstehenden paar neutronen die sache in schwung zu bringen.

die natuerliche radioaktivitaet mit dem natuerlichen neutronenaufkommen ist mithin das "streichholz" fuer die "schnelle" kernspaltung.

dieses prinzip findet in der zuendung einer wasserstoffbombe dann seine ueberaus haessliche fortsezung, mithin die kernspaltung als streichholz zur kernfusion, aber das ist hier gerade net thema

gruss

ingo

_________________
Ein Monat im Labor erspart einem doch glatt ne Viertelstunde in der Bibiliothek!


01.06.2008, 16:47
Profil
Chemie God
Benutzeravatar

Registriert: 03.02.2007, 14:32
Beiträge: 4246
Wohnort: hamburg
Beitrag 
@ klostopfer:

welcher reaktortyp wird den per [sup]137[/sup]Cs gezuendet? siedewasserreaktoren doch aber net, oder hab ich da was verpasst?

gruss

ingo

_________________
Ein Monat im Labor erspart einem doch glatt ne Viertelstunde in der Bibiliothek!


01.06.2008, 16:52
Profil
Chemie Freak

Registriert: 09.01.2007, 18:04
Beiträge: 955
Beitrag 
Soviel ich weiß, kann 238-U auch Neutronen emittieren.

_________________
F R E E T I B E T !


01.06.2008, 16:55
Profil
Chemie Junior

Registriert: 01.06.2008, 15:25
Beiträge: 8
Beitrag 
@magican:

Zitat:
woher kommt denn dann das initial erste neutron dass mir die ganze kaskade anschmeisst"?


Genau das wollte ich wissen! :D

Wenn ich's richtig verstanden habe, liegt das an der Radioaktivität der Uranstäbe. Aber so richtig vorstellen kann ich mir das immer noch nicht.. :)

Gruß Xanthos


01.06.2008, 17:03
Profil
Chemie Freak

Registriert: 09.01.2007, 18:04
Beiträge: 955
Beitrag 
Solange diese Primärneutronen nicht moderiert werden, kann gar nichts passieren.

_________________
F R E E T I B E T !


01.06.2008, 17:13
Profil
Chemie God
Benutzeravatar

Registriert: 03.02.2007, 14:32
Beiträge: 4246
Wohnort: hamburg
Beitrag 
hi,

klassische (z.b. leichtwasserreaktoren) werden mit bennstaeben betrieben, bei denen dein geigerzaehler gewaltig knattert wenn du den daneben haeltst, und zwar auch ohne dass da irgendwas gemacht wurde: halt die natuerliche radioaktivitaet des materials

unter anderem hat der radioaktive cocktail dieser natuerlichen strahlung eben auch einen gewissen anteil an neutronen in den davonfliegenden truemmern. allerdings haben diese nicht die richtige geschwindigkeit, um mit hinreichender wahrscheinlichkeit bei "treffer" auf ein z.b. [sup]235[/sup]U dann dieses auch zum platzen zu bringen: die kollision ist i.d.r. folgenlos.

ergebnis: die schnellen neutronen fliegen aus der geometrie des brennstabs einfach raus, und zwar in die "umgebung"
und die kann zum beispiel aus wasser, schwerem wasser oder graphit bestehen....
... und das "bremst" die neutronen runter....
... und wenn die dann in den nachbarbrennstab einschlagen, mit nunmehr der richtigen geschwindigkeit...
.. und JETZT ein [sup]235[/sup]U treffen...
... dann platzt das [sup]235[/sup]U wie eine melone nach nem treffer eines dumm-dumm-geschosses, und setzt dabei (wenn ichs recht erinnere 2) weitere neutronen frei, die zu schnell sind, raus muessen, abgebremst werden, dann nebenan einschlagen...

und so befeuern sich die brennstaebe gegenseitig

alles klar?

gruss

ingo

_________________
Ein Monat im Labor erspart einem doch glatt ne Viertelstunde in der Bibiliothek!


01.06.2008, 17:29
Profil
Chemie Junior

Registriert: 01.06.2008, 15:25
Beiträge: 8
Beitrag 
Mhm, folgendes ist mir noch nicht ganz klar:
Zitat:
unter anderem hat der radioaktive cocktail dieser natuerlichen strahlung eben auch einen gewissen anteil an neutronen in den davonfliegenden truemmern


Das Neutronen aus den Brennstäben "wegflitzen" :D und dann eben die Uranpellets zur Kernspaltung anregen, ist mir klar. Dieses "Wegflitzen" geschieht durch die Strahlung?

Gruß Xanthos

PS: Möcht mich mal bedanken für die schnellen und "ausdrucksreichen" Antworten! Ich werde dann mal die Präsentation hier anhängen (wenn's nicht gegen eine Regel verstößt ;) ).


01.06.2008, 19:17
Profil
Chemie God
Benutzeravatar

Registriert: 03.02.2007, 14:32
Beiträge: 4246
Wohnort: hamburg
Beitrag 
die kinetische energie der neutronen STAMMT nicht aus strahlung, das IST ( ein teil) der strahlung
genauer gesagt ist die kinetische energie des neutrons ein teil des negativen massedefekts des ueberschweren kerns (und diese energie muss ja irgendwo hin, findet sich also ueberwiegend in der strahlung wieder)


bei ueberschweren kernen sitzen derart viele positive ladungen (= protonen) auf einem haufen, dass die neutronen trotz ihrer (geometrisch verstehbaren) abschirmung dieser ladungen gegeneinander muehe haben den laden zusammenzuhalten, und die (starke) kernkraft ist am rande ihrer leistungsfaehigkeit angekommen.
das ganze ist als ein extrem durch gigantische zusammengepresste sprungfedern (elektrostatische abstossung) mit potentieller energie aufgeladener haufen aufzufassen, der so nur unter den unvorstellbar brutalen bedingungen einer supernovaexplosion ueberhaupt zusammengepresst werden konnte. und seither...

... warten die dinge darauf das irgendwie, durch eine quantenfluktuation oder was auch immer, jemand die fesseln zerreissst...

... was gelegentlich, wenngleich auch nur seeeeehr selten "natuerlich" passiert, wennnaemlich einer der partner im rahmen der heisenbergschen unschaerferelation auf die idee kommt ein klitzekleines bisschen zu weit zu tunneln...

...was aber, wie gesagt, selten geschieht. es bedarf hingegen nur eines klitzekleinen geeigneten aeusseren anlasses...

... und dann kommt da ploetzlich eine kanonenkugel angesaust und zerballert ein paaar ketten...

... was genau eben ein solcher moeglicher geeigneter aeusserer anlass IST...

... und die kernbestandteile, wehe wenn sie losgelassen, schiessen mit nahezu lichtgeschwindigkeit auseinander.

so geht das, wennman mal versucht mit aller vorsicht quantenmechanische vorgaenge in die welt des anschaulichen zu zerren. und ich hoffe ich habe bei der verbildlichung net zuviel unsinn verzapft.

gruss

ingo

_________________
Ein Monat im Labor erspart einem doch glatt ne Viertelstunde in der Bibiliothek!


01.06.2008, 19:44
Profil
Chemie Freak

Registriert: 01.03.2005, 18:36
Beiträge: 653
Wohnort: Igensdorf b. Nürnberg
Beitrag 
@Xanthos:
Der von dir als "wegflitzen" bezeichnete Vorgang kommt durch den Zerfall von U-235 (oder wie oben angegeben, ich bisher aber nicht gewusst habe: von U-238). Dabei entsteht der "Strahlungscocktail" - Alpha, Beta, Gamma, NEutronenstrahlung oder sonstiges (eben in nem Bestimmtenverhältnis zunander - vielleicht tritt auch eine der Strahlungsarten gar net auf, weis ich im Moment leider net...) ... und die Neutronenstrahlung liefert wie oben beschrieben, die Neutronen zum Zünden des Reaktors.

@magician:
Ich weis nicht genau welcher Reaktor wie gezündet wird - wird haben das nur mal Beispielsweise gemacht - und da is mir diese Reaktion im Kopf gebliebe.

LG
MArtin

_________________
The worst day diving ist better
than the best day working
-------------------------------------
Wer interesse am Tauchen hat:
Info's bei mir - wir bilden vom
Anfänger bis zum Profitectaucher
alles aus -> Info's per PN


01.06.2008, 19:46
Profil E-Mail senden
Chemie Freak

Registriert: 16.07.2007, 19:35
Beiträge: 677
Wohnort: Schleswig-Holstein
Beitrag 
Äh ja also:
Gezündet wird mit eienr Neutronenquelle meist eine rSpallationsquelle, also einem Element, das sozusagen von Natur aus so zerfällt das der Kern in viele Bruchstücke und viele Neutronen geht.. Isotope von Elementen höher als Am und mit ungerader Z sind sowas.
Natürlich gehts auch mit eienr AmBe oder notfalls RaBe quelle.
Wenn angereichertes Uran in einer überkritischen Menge vorhanden ist kann die Kettenreaktion durch ein irgendwo zufällig herumfliegendes Neutron ausgelöst werden, aber ehe das dann zu einem suffizenten Flux käme dauerte es schon eine Wenig.
Mit Cs-137 kann man keinen Reaktor zünden, bei dessen Betazerfall kommen keine Neutronen vor.

LG Molly

_________________
Wage es, Deinen eigenen Verstand zu gebrauchen.
(Kant)


01.06.2008, 21:00
Profil
Chemie Junior

Registriert: 01.06.2008, 15:25
Beiträge: 8
Beitrag 
So, das Referat ist so gut wie fertig. Wollte es hier mal posten.. Ich hoffe, ich habe unter Kernspaltung jetzt keinen Fehler eingebaut.

Hier der Link:
http://uploaded.to/?id=f70dky

Soll ich bei der Kernspaltung noch mehr erklären? Oder ist das für ein 10. Kläss'ler "genug" ?

Gruß und Vielen Dank
Xanthos


21.06.2008, 14:45
Profil
Chemie God
Benutzeravatar

Registriert: 03.02.2007, 14:32
Beiträge: 4246
Wohnort: hamburg
Beitrag 
moin moin xanthos,

sieht doch soweit erstmal ganz gut aus, und: fuer 10. klasse: hut ab!

soderle. ein paar dinge am rande die mir aufgefallen sind moegen dir hilfreiche anregung sein:

- (folie 2) in deiner gliederung haengt punkt 1.1 "irgendwie in der luft" , denn der hat keinen text (ansonsten, wenn nur zwischenueberschrift: gliederung anders "schneiden"!)
sofern du den allerdings hier einfach net gepostet hast (wie den rest der angerissenen, aber net bearbeiteten themen): vergiss die anmerkung einfach

- (Folie 3) da hast du unten "E [sub]waerme[/sub] --> E [sub]bewegung[/sub]"
ich wuerde da "materie --> E [sub]waerme[/sub] --> E [sub]bewegung[/sub]" schreiben, denn das ist ja gerade der gag an der sache

- (Folie 7) "neutron wird nicht angezogen" --> verstehe ich net was du meinst
"der kern spaltet sich. eventuell werden auch" --> satz ist unvollstaendig

- (Folie 8, maschinenhaus) : "Kondensator verfluessigt den dampf..." : hier kommen ausser der elbe natuerlich auch andere fluesse infrage

allgemein: vielleicht solltest du kurz einflechten was das mit der kondensation ueberhaupt soll, wozu der generator in seiner funktion das kuehlwaser den nun braucht, weil das ein haeufiges verstaendnisproblem darstellt


so. good luck

ingo

_________________
Ein Monat im Labor erspart einem doch glatt ne Viertelstunde in der Bibiliothek!


21.06.2008, 16:34
Profil
Beiträge der letzten Zeit anzeigen:  Sortiere nach  
Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 27 Beiträge ]  Gehe zu Seite 1, 2  Nächste

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde


Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 0 Gäste


Du darfst keine neuen Themen in diesem Forum erstellen.
Du darfst keine Antworten zu Themen in diesem Forum erstellen.
Du darfst deine Beiträge in diesem Forum nicht ändern.
Du darfst deine Beiträge in diesem Forum nicht löschen.
Du darfst keine Dateianhänge in diesem Forum erstellen.

Suche nach:
Gehe zu:  
Bottom