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Was ist Bindungsenergie?

Die Kräfte, die den Zusammenhalt des Atomkerns bewirken, sind außerordentlich groß, aber nur von kurzer Reichweite. So besitzt ein Kilogramm Uran Bindungsenergien, die bei völliger Freisetzung als Wärmeenergie dem Verbrennen von rund 2500 Tonnen Steinkohle entspricht. Bei einigen Kernreaktionen wird ein Teil dieser gewaltigen Bindungsenergie freigesetzt: z. B. beim Zerfall Plutonium (235U/235Pu-Bombe).

Kettenreaktion

Wenn die bei einer Spaltung eines 235U-Kerns freigesetzten Neutronen unter eine bestimmte Geschwindigkeit abgebremst werden (Moderation), können sie beim Auftreffen auf einen weiteren Urankern diesen ebenfalls spalten. Da bei jedem Zerfall bis zu drei Neutronen frei werden, entsteht eine lawinenartig anwachsende Kettenreaktion. Voraussetzung ist, dass genügend Uranatome vorhanden sind („kritische Masse“). Wenn die Neutronen allerdings zu schnell sind, durchdringen sie den Urankern oder lagern sich an ihm an.

Kernverschmelzung

Bei der Kernfusion – dem „Feuer“, aus dem die Sonne ihre Energie schöpft – verschmelzen zwei Wasserstoffatome bei Drucken und Temperaturen im Innern der Sonne zu einem Heliumatomkern. Dabei werden noch größere Energiebeträge freigesetzt als bei der Kernspaltung. Die Fusion von 1 kg Helium aus Wasserstoffkernen setzt rund zehn Mal so viel Energie frei wie die vollständige Spaltung aller Atome in 1 kg Uran. Bisher ist eine kontrollierte Kernfusion auf der Erde noch nicht beherrschbar.

Um die abstoßenden elektrostatischen Kräfte zu überwinden, bedarf es hoher Energien um die Nukleonen eines Atomkerns in den Bereich der schwachen Wechselwirkung zusammen zu pressen. Im Jahr 1989 glaubte man die kalte Fusion erzwungen zu haben, bis das Experiment korrekt geeicht war: der aufgefundene Helium war wie so oft durch das Glas eindiffundiert und der Energieüberschuß durch die Eichung verschwunden.

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(Redaktion)


 


 

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