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Kernphysik und Energie - Aufgaben

Frage: Kernphysik und Energie - Aufgaben
(4 Antworten)


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Hey Leute!

Also, wie gestern, poste ich für Soulfreezer einige Aufgaben:

1)Der Heizwert von Steinkohle beträgt 8,22 kWh/kg.
Welchem Massendefekt entspricht die Energie, die bei der Verbrennung von 1 Kg Steinkohle frei wird?

2)Wieviel reines Uran-235 verbraucht ein Kernkraftwerk täglich, dessen thermische Leistung 300 MW beträgt, wenn mit 200 MeV je Spaltakt gerechnet wird?

3)Erklären Sie, warum ein Leichtwasserreaktor nicht wie eine Atombombe explodieren kann.

4)Ein Kernreaktor-Uran-Block benötigt zur Aufrechterhaltung der Kettenreaktion ein bestimmtes minimales "kritisches Volumen". Erklären Sie, warum.

5)Neben anderen Reaktionen finden in einem Kernreaktor Spaltreaktionen statt, bei denen aus einem Kern Uran-235 durch Beschuss mit einem Neutron ein Kern Zirconium-94, ein Kern Cerium-140, zwei Neutronen sowie sechs Elektronen entstehen. Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf. Berechnen Sie den Massendefekt, ohne die Massen der Elektronen zu berücksichtigen. Berechnen Sie die freiwerdende Bindungsenergie bei der Spaltung eines Kerns. (Zr-94 m=93,9063148u; Ce-140 m=139,905433u, U-235 m=235,0439u)


Soulfreezer würde sich über eure Antworten freuen ;)
Frage von FramusGitarrist (ehem. Mitglied) | am 26.01.2009 - 17:34

 
Antwort von GAST | 26.01.2009 - 17:53
1)der massendefekt ist prop zur bindungsenergie
-->E=delta m*c²=8,22kWh

2)E=P*24h=n*200MeV
n ist die anzal der fissionen.

3)gesteuerte kettenreaktion durch leichtes wasser (neutronen werden abgebremst durch das wasser)

4)man sollte schon genügend kerne haben,
die man spalten kann.
wenn zu wenig uran in den brennstäben ist, "zündet" da nichts (ugs. gesagt)

5)einfach entsprechende symbole für die elementennamen verwenden.
massen der ausgangsstoffe berechnen, massen der entstoffe berchnen-->daraus ergibt sich massendefekt
und mit E=m*c² auch die bindungsenergie

habs ein wenig kurz und ungenau gehalten.
hoffe man versteht es trotzdem einigermaßen.


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Antwort von FramusGitarrist (ehem. Mitglied) | 26.01.2009 - 17:58
Danke für deine Antwort!

Kannst du die Vierte noch etwas erläutern?

 
Antwort von GAST | 26.01.2009 - 18:27
sicher doch.

man stelle sich vor, wir haben 10^10 unnütze kerne, und 10 kerne, die man spaltet.
nun beschießt man (gezielt) einen davon mit einem neutron.
es entstehen nochmal 2 neutronen.
diese finden allerdings die übrig gebliebenen "spaltbaren" kerne nicht (fliegen daran vorbei), bzw. es dauert viel zu lange, bis es es zu einer weiteren reaktion kommt.
so kann die kettenreaktion also nicht aufrecht erhalten werden


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Antwort von FramusGitarrist (ehem. Mitglied) | 26.01.2009 - 18:28
Vielen Dank!

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