Was ist schwerer, ein Atomkern oder die Masse seiner Bestandteile?
Ich habe mir gerade ein Video zur Kernspaltung angeguckt und ich versteh irgendwie die Logik hier nicht: Bild 1 wird mit Bild 2 erklärt. Obwohl beide in meinen Augen das komplette Gegenteil aussagen. Auf Bild 1 ist ein einzelner Kern schwerer als die beiden Kerne in die er zerfällt, aber auf Bild zwei ist ein einzelner Kern leichter als die Einzelteile aus denen er besteht.
Bild 1
Bild 2
5 Antworten
Bild 1 zeigt eine Kernspaltung. Kerne werden durch aufgenommene Neutronen instabil und zerfallen. Dabei wird Energie frei, weil die Bruchstücke inkl. neue Neutronen leichter sind als der Ausgangskern. Masse wird zu Energie E = mc2.
Bild 2 zeigt anscheinend eine Fusion. Leichte Kerne liefern Energie durch Fusion, weil der neue Kern leichter ist als die Ausgangskerne. Das funktioniert aber nur bis zu Kernen, die leichter als Eisen sind. Schwerere Kerne sind instabiler, zerfallen leicht und liefern beim Zerfall Energie.
Kerne enthalten Neutronen und positive Protonen. Eigentlich würden die positiven (gleich geladenen) Protonen einander abstoßen, aber die starke Kernkraft hält die Teilchen zusammen. Diese wirkt bei leichten Kernen besser, weshalb leichte Kerne gut verschmelzen und schwere Kerne instabiler sind.
Es geht hier um zwei verschiedene Sorten von Atomkernen:
- Auf Bild 1 sieht man schwere Kerne aus vielen Nukleonen. Bei ihnen trifft es zu, daß ein einzelner Kern schwerer ist als die beiden Kerne, in die er zerfällt.
- Auf Bild 2 sieht man leichte Kerne aus wenigen Nukleonen. Bei ihnen trifft es zu, daß ein einzelner Kern leichter ist als die Einzelteile aus denen er besteht.
Die Grenze zwischen diesen beiden Kernsorten liegt bei Nickel und Eisen. Bei schwereren Kernen wird Energie frei, wenn man sie spaltet. Bei leichteren Kernen wird Energie frei, wenn man sie durch Fusion erzeugt.
Das eine stellt die Kernspaltung, das andere die Kernfusion da.
Etwas vereinfacht erklärt:
Bei der Fusion kleiner Atome sinkt die Gesamtmasse. Am besten ist es demnach 2xWasserstoff zu 1xHelium zu fusionieren. Bei größeren Atomen wird dabei immer weniger Energie gewonnen bis es schließlich bei Eisen gar keine Energie mehr gibt.
Die größeren Atome verbrauchen bei ihrer Entstehung Energie. Sie entstehen beispielsweise, wenn Sterne in einer Supernova explodieren. Um so größer diese Atome sind, umso mehr Energie verbraucht ihre "Herstellung". Beim Zerfall wird deshalb bei diesen Atomen Energie freigesetzt. Uran galt lange als das größte auf der Erde natürlich vorkommende Atom. Deshalb wird hier beim Zerfall die meißte Energie freigesetzt. Mittlerweile ist es nur noch das zweitgrößte natürlich vorkommende Atom, da in den 70ern winzige Mengen natürlich vorkommenden Plutoniums (normalerweise wird dieses in Kernreaktoren produziert) nachgewiesen wurden.
Ja, genauso ist es. Wobei passende Bedingungen herrschen müssen. Atome können nicht einfach so fusionieren - einfach so zerfallen können sie, wenn sie radioaktiv sind, dagegen schon (wobei das in Kernkraftwerken oder -Waffen schon beschleunigt wird, damit genügend Energie gewonnen wird - deshalb braucht es ja immer wieder neues Kernmaterial).
"Auf Bild 1 ist ein einzelner Kern schwerer als die beiden Kerne in die er zerfällt, aber auf Bild zwei ist ein einzelner Kern leichter als die Einzelteile aus denen er besteht."
In diesem Satz liegt auch die Lösung.
Bild 1: Ein Kern bildet zwei neue Kerne
Bild 2: Einzelteile eines Kerns
Bei Bild 1 und bei Bild 2 geht es um unterschiedliche Prozesse bzw. Analysen.
Während auf Bild 1. ein Prozess erklärt wird schaut man sich auf Bild 2. die Einzelteile an.
also ein Gegenstand kann eigentlich erst mal nicht schwerer sein als seine Bestandteile, aber bei der Kernspaltung ist das tatsächlich so. Ein winziger Teil der Masse wird zu Energie. Solltest du eigentlich wissen:
E = m * c²
m.f.G.
anwesende
Sorry wenn die Frage dumm ist, aber heißt das dann im Grunde: leichte Atome fusionieren um Energie zu gewinnen und schwerere spalten um Energie zu gewinnen?