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THEMA: Kernspaltung ohne Ausdehnung

Kernspaltung ohne Ausdehnung 22 Feb 2018 10:03 #28388

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Hallo zusammen,

ich habe ja schon etwas über die Kernspaltung gelesen und im Bereich meiner Ausbildung haben wir das Thema kurz überrissen.
Was ich allerdings nicht gelesen habe oder besser nicht verstehe warum es keinen Volumenzuwachs bedingt durch die "Entstehung neuer Elemente" gibt.

Hoffe Ihr könnt mich aufklären.

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 22 Feb 2018 19:29 #28411

Was für eine Art Volumenzuwachs erwartest Du?

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 23 Feb 2018 13:43 #28452

Hallo Noob, woran denkst Du da?

Zunächst einmal gibt es vor der Spaltung eine Menge von Teilchen die zusammenhängen und danach eine Menge von Teilchen die nicht mehr (auf die selbe Weise) zusammenhängen. Warum sollten diese Teile danach mehr Volument einnehmen als vorher? Ich benötige eine gewisse Energie für die Spaltung (z.B. ein entsprechend schnelles Proton). Das kommt natürlich hinzu. Aber (und das ist ja auch oft der Sinn) bekomme ich durch die Spaltung ja eine Menge mehr Energie heraus. Am Ende habe ich also quasi weniger als vorher nämlich genau die von System abgegebene Energie. Damit heitzt man ja dann im Kernkraftwerk das Wasser auf welches über Turbinen Strom erzeugen.

Oder hast Du eher das vor Augen, was eine Kernwaffe so anrichtet? Auch hier nehmen die gespaltenen Kerne selbst nicht mehr Volumen ein sondern die schlagartig abgegebene Energie sorgt dafür, dass sich die umgebende Materie (enorme Mengen Luft z.B.) schlagartig erhitzt werden und sich daher schlagartig ausdehnen.
Daher ist der Einsatz von Kernwaffen im Weltraum auch deutlich ineffizienter was die Druckwelle betrifft.

Werd‘ ich geboren wird es wenig kühl.
Bin ich ewig ist ewig für mich jetzt.
Was ist liegt vor mir und ist dennoch hier.
Mein Tod mag Bahnen stören doch sorgt er für Niveau.
Pflanz‘ ich mich fort bin ich nicht attraktiv.
Doch bin ich beides und auch beides nicht.

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 23 Feb 2018 20:52 #28469

HardyG schrieb: Daher ist der Einsatz von Kernwaffen im Weltraum auch deutlich ineffizienter was die Druckwelle betrifft.


Nur der durch sie ausgelöste elektromagnetische Blitz hätte extreme Folgen für die Infrastruktur.

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 23 Feb 2018 21:16 #28470

Das ist natürlich richtig. Ich dachte da mehr an Situationen zur Gefahrenabwehr gegen Kometen etc...

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 24 Feb 2018 14:55 #28512

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Hallo HardyG,

was ioch meinte ist, dass das Uran sich spaltet und es "neue" Elemente enstehen. Diese teilen sich wieder usw. daher muss doch das Volumen zunehmen auch wenn die Masse abnimmt oder nicht?

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 24 Feb 2018 14:59 #28513

Wenn Du einen Kuchen zerschneidest wird er sich dadurch vermehren?
Die Teilchen in den Atomen waren vor der Spaltung nur anders sortiert.

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 24 Feb 2018 15:37 #28516

Schau doch mal hier, Noob: de.m.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 25 Feb 2018 11:52 #28585

Ich denke ich weis worauf Noob hinaus will.

Bei der Kernspaltung entstehen aus einem Atom Uran oder Plutoniom zwei Atome der Spaltprodukte.
(z.B U235 -> Ba139 + Kr95 oder Pu239 -> Ba144 + Sr94)

Es geht also darum welchen Raum die Spaltprodukte einnehmen. Sind die nach der Spaltung dichter gepackt als die Uran bzw Plutonium Atome?
Bei der Bombe braucht man sich wohl darum keine Sorgen machen. im Reaktor vieleicht schon.

Zur möglichen Volumenzunahme kann ich jetzt nichts sagen. Es sei nur erwähnt das die Brennelemente im Reaktor nicht aus solidem Uran bestehen sondern mit kleinen Pellets gefüllt sind. Zwischen den Pellets ist offenbar genug "Luft" damit die Brennstäbe nicht platzen.



PS:
Wenn ich mir die verschiedenen Atomradien (kovalenter Radius; Van-der-Waals-Radius) der Elemente so ansehe ist wohl wirklich mit einer Volumenzunahme zu rechnen.

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Letzte Änderung: von Merilix. Begründung: PS und Typo (Notfallmeldung) an den Administrator

Kernspaltung ohne Ausdehnung 25 Feb 2018 13:15 #28590

Richtig, die Spaltprodukte haben ja viel kleinere spezifische Gewichte als der Kernbrennstoff.
Da die Gesamtmasse und damit auch das Gesamtgewicht annähernd gleich bleibt, muss das Volumen größer werden.
Es entstehen auch gasförmige Spaltprodukte wie Iod und Xenon, die nehmen bei Normaldruck natürlich viel mehr Volumen ein.
Damit diese nicht die Brennelemente sprengen, sind mit Helium gefüllte Hohlräume am oberen Ende der Brennelemente.
Folgende Benutzer bedankten sich: HardyG, Noob

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 01 Mär 2018 09:26 #28778

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HardyG schrieb: Wenn Du einen Kuchen zerschneidest wird er sich dadurch vermehren?
Die Teilchen in den Atomen waren vor der Spaltung nur anders sortiert.


Alleine dadurch dass ich den Kuchen zerschneide nimmt er minimal mehr Platz ein als vorher bedingt durch den Spalt der beim zerschneiden entsteht! :)

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 01 Mär 2018 11:25 #28781

Na ja, durch die Veränderung der Packungsdicht. Aber bei gleicher Packungsdichte nicht.
Anders gesagt: nur dadurch, dass Du den Kuchen gleichmässig im Zimmer verteilst wächst nicht sein Volumen sondern nur seine Verteilung.
Das Beispiel mit dem Kuchen war auch nur zur Veranschaulichung und hat sicher noch ein paar andere Mängel ;-)

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 05 Mär 2018 11:37 #28950

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Okay gehen wir mal weg vom Kuchen!;)
Bei der Spaltung von Uran 235 "entstehen" Barium und Krypton.
Uran 235 hat ein Molares Volumen von 12,49 · 10−6 m3/mol. Barium 38,16 · 10−6 m3/mol und Krypton (fest) 27,99 · 10−6 m3/mol. Auch wenn Barium und Krypton zusammen die gleiche Ausgangsmasse wie Uran 235 haben so ist das Volumen doch erheblich mehr. Nach deiner Theorie müsste z.B. 1kg Gold genauso viel Platz wie 1kg Aluminium benötigen oder hab ich das falsch verstanden?!:oops:

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Kernspaltung ohne Ausdehnung 05 Mär 2018 13:10 #28955

Im Detail hast Du sicherlich Recht.
Genau genommen müsstest Du dann sicherliche auch Temperatur, Druck, etc. für Deine Betrachtungen nennen.
Das müsste dann mal jemand rechnen der sich damit auskennt - das bin dann leider nicht ich ;-)

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