Physik Kernkraftwerk?

Könnte sich jemand meinen Text über die Funktionsweise eines Kernkraftwerks und über die Energieumwandlungen anschauen, also ob ich das alles richtig verstanden habe? Danke!

Ein Kernkraftwerk setzt sich aus einem Reaktorgebäude, einem Maschinenhaus und einem Kühlturm zusammen. Im Reaktorgebäude befindet sich ein Reaktordruckgefäß, in dem die Kernspaltung von Uran-235 stattfindet. Dazu gibt es Brennelemente mit Kernbrennstoffen, die aus einem Gemisch aus Uranisotopen bestehen. In einem Brennelement befinden sich Brennstäbe. Wenn dann eine Kernspaltung entsteht, werden Neutronen mit einer hohen Geschwindigkeit ausgeschieden. Diese müssen abgebremst werden, um eine neue Kernspaltung hervorzurufen. Dazu ist das Wasser da, das als Bremssubstanz dient, da die Wassermoleküle schneller werden und die Neutronen dran stoßen und ein Teil ihrer Bewegungsenergie in thermische Energie umgewandelt wird. Es gibt auch Regelstäbe aus bspw. Cadmium, die die Neutronen auffangen, damit die Kettenreaktion gestoppt wird. In einem Kernkraftwerk gibt es drei verschiedene Wasserkreisläufe. Den primären Kreislauf, sekundären Kreislauf und den Kühlkreislauf. Werden Urankerne gespalten, entsteht durch die Kernenergie thermische Energie, die auf das Wasser übertragen wird und erhitzt wird und das Wasser geht dann über die Rohrleitungen in den Wärmetauscher, wo das Wasser darin erhitzt wird und Dampf gebildet wird. Das Wasser im primären Kreislauf fließt dann wieder zurück in das Reaktordruckgefäß. Der Dampf geht dann im sekundären Kreislauf in eine Turbine, die durch die thermische Energie (Dampf) angetrieben wird und diese treibt dann mithilfe der Bewegungsenergie den Generator an, der es dann in elektrische Energie umwandelt. Der Rest des Dampfes gelangt in den Kondensator. Der Dampf wird dann vom Kühlkreislauf in den Kühlturm geleitet, wo dann Wasserdampf austritt und Wasser dann von einem Fluss zurück in das Reaktordruckgefäß befördert wird, damit das Kernkraftwerk nicht überhitzt wird und es weiter mit der Kernspaltung gehen kann. 

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Wo ist der Fehler in meiner Rechnung (Atomphysik)?

Hallo, ich habe gerade berechnet wie viele Americium-241 Atome (1 Gramm Americium) in 432,2 Jahren (Halbwertszeit) zerfallen. Doch etwas stimmt in meiner Rechnung nicht.

1 Gramm Americium hat in etwa 2,50*10²¹ Atome. Wenn man für die Einheit der Zerfälle Becquerel nimmt dann hat 1g Americium-241 etwa 127 Milliarden Becquerel (pro Gramm). Also haben wir 127 Milliarden Zerfälle pro Sekunde. Dann habe ich diese Zahl immer auf Zeiteinheiten hochgerechnet. Das heißt: 127 Milliarden mal 60 (weil 1 Minute natürlich 60 Sekunden hat) , jetzt bekommen wir die Zahl, welche die Zerfälle pro Minute angibt, nochmal mit 60 multiplizieren (für die Zerfälle pro Stunde), dann habe ich mit 24 multipliziert (für die Zahl, welche die Zerfälle pro Tag angibt), dann nochmal mit 365 für die Zerfälle pro Jahr und dann nochmal mit 432,2 multipliziert um die Zahl der ganzen Zerfälle in 432,2 Jahren (Halbwertszeit von Americium-241) zu erhalten.

So müsste man ja die Atome, die in der Halbwertszeit zerfallen mathematisch ermitteln können.

Meine Rechnung ergibt aber: 1.7309921*10²¹ Zerfälle in der gesamten Halbwertszeit. Also muss das ja dann die Hälfte der gesamten Atome in 1 Gramm Americium-241 sein. Wenn man das aber mit 2 multipliziert erhält man ungefähr 3.46*10²¹ aber Americium-241 enthält 2,5*10²¹ Atome pro Gramm.

Die zwei Zahlen haben einen Unterschied. Wo ist mein Fehler?

Danke im Voraus!

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Wird die Kernbindungsenergie bei der Kernspaltung oder Kernfusion gleichzeitig höher und niedriger?

Hallo, in der theoretischen Kernphysik wird die Bindungsenergie (pro Nukleon) nach einer Kernspaltung oder Kernfusion von Atomkernen ja niedriger weil die Differenz der Gesamtenergie von den zwei Ausgangskernen (in der Fusion) oder dem Ausgangskern (bei der Spaltung) und ihren Produkten ja immer größer wird (Das gilt nur wenn mehr Energie freigsetzt wird als aufgewendet).

Das hier ist ein Graphen zu der Bindungsenergie in der theoretischen Kernphysik. (Die Bindungsenergie ist hier natürlich negativ weil es ja die Differenz der Gesamtenergie von den einzelnen Nukleonen und den Atomkernen zeigt.

In der praktischen Kernphysik ist die Bindungsenergie jetzt aber die Energie, die man benötigt um einen Atomkern in seine einzelnen Nukleonen zu zerlegen. Jedoch wird hierbei die Bindungsenergie nach einer Spaltung oder Fusion von Atomkernen höher.

Hier ist ein Graphen der die Bindungsenergie in der praktischen Kernphysik zeigt (Bindungsenergie wird mit Spaltung oder Fusion höher)

Ein Beispiel jetzt nochmal: Wenn wir jetzt z.B. bei der Kernfusion zwei Atomkerne verschmelzen dann könnte man ja sagen, dass die Bindungsenergie bei der Fusion freigesetzt wird (die Bindungsenergie wird niedriger, wie in der theoretischen Kernphysik). Dadurch wird die Stabilität der Atomkerne jedoch höher, weil die einzelnen Nukleonen ein günstigeres Energieverhältnis haben was wiederum heißt, dass die Bindungsenergie höher wird. (mehr Stabilität = mehr Energie benötigt um den Kern in die einzelnen Nukleonen zu zerlegen (praktische Kernphysik))

Damit heißt es ja, dass die Bindungsenergie höher und niedriger zugleich wird oder?

Wenn das so wäre, dann wäre ich sehr irritiert. Kann mich jemand aufklären?

Danke im Voraus!

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