Künstliche Radioaktivitätsspaltung und fusion
Zwei künstliche Kernreaktionen wurden von Rutherford durchgeführt.
In diesen Reaktionen verwendet Rutherford
α Zerfall, um 417N
in 817O umzuwandeln.
417N + 24He → 817O
+ 11H
817O ist kein radioaktives Element. Der
erste künstliche radioaktive Kern ist 1530P
und wird durch Alpha-Zerfall von 1327Al
hergestellt.
1327Al + 24He → 1530P
+01n
1530P → 1430Si
+
β+
In diesen Reaktionen ist 1530P ein
radioaktiver Kern und wird durch Positronenzerfall in 1430Si
umgewandelt. Neutronen 01n, Protonen 11H,
Deuterium 12H werden in künstlichen
Kernreaktionen eingesetzt. Jetzt erklären wir wichtige künstliche
Kernreaktionen Spaltung und Fusion.
1. Kernspaltung:
Die Kernspaltung ist eine Kernreaktion, bei der sich der
Atomkern in kleinere Teilchen aufspaltet. Ein Kern mit einer
Massenzahl größer als 200 zerfällt in Neutronen und spaltet sich in
Elemente mit kleineren Massenzahlen auf.
Beispiel:
92235U + 01n → 56141Ba
+ 3692Kr + 301n +
Energie
Die Kernspaltung ist eine exotherme Reaktion, bei der
überschüssige Energie freigesetzt wird. Mithilfe dieser Reaktionen
wird nun Energie in Kernkraftwerken erzeugt. Das Bild unten zeigt
die Spaltung von Uran;
2. Kernfusion:
Mehr als ein Kern mit kleinen Atommassen wird kombiniert,
um einen schwereren neuen Kern zu bilden. Die Kernfusion ist auch
eine exotherme Reaktion, und die bei diesen Reaktionen freiwerdende
Energie ist größer als die bei Spaltreaktionen freiwerdende Energie.
Im Gegenteil, es muss eine große Energiemenge vorhanden sein, um
Fusionsreaktionen zu starten. In der Wasserstoffbombe sehen wir
Fusionsreaktionen.
Beispiel:
411H → 24He +
2β+
12H + 13H → 24He
+01n
Beispiel: Welche der folgenden Aussagen gelten für
Kernreaktionen?
I. Die Summe der Massenzahlen bleibt erhalten
II. Massenverlust ist nicht wichtig
III. Die Struktur des Kerns kann sich ändern
Lösung:
Bei Kernreaktionen bleibt die Summe der Protonen und Neutronen immer
erhalten. Bei Kernreaktionen bleibt die Masse jedoch nicht erhalten.
Die verlorene Masse wird in Energie umgewandelt, daher ist die Menge
der Masse wichtig. Bei Kernreaktionen kann ein Atom in ein anderes
Atom umgewandelt werden. Ich und III sind wahr.
Beispiel: Welche der folgenden Aussagen gelten
für die folgende Reaktion;
49Be + 13H → 511B
+ 01n
I. Es ist eine Fusionsreaktion
II. Es ist eine natürliche Kernreaktion
III. Die Anzahl der Neutronen bleibt erhalten
Lösung:
49Be und 13H sind zu 511B
verbunden. Dies ist also eine Fusionsreaktion, dh eine künstliche
Kernreaktion. Wenn wir die Anzahl der Neutronen auf beiden Seiten
der Reaktion schreiben;
49Be + 13H → 511B
+ 01n
5+2=6+1
7 = 7 Bei dieser Reaktion bleibt die Anzahl der Neutronen erhalten.
Beispiel: Finden Sie Z in der unten angegebenen Reaktion.
a32X + 24He → (a+2)35Y
+ Z
Lösung:
a32X + 24He →
(a+2)35Y + bcZ
Erhaltung der Ladung;
a+2=(a+2)+b
b=0
Erhaltung der Masse;
32+4=35+c
c=1
Somit ist Z Neutron 01n.
Kernchemie
(Radioaktivität) Prüfungen und Problemlösungen
