atomphysik lösungen. 10.4 kernspaltung und kettenreaktion
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Atomphysik
Lösungen
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
1. Welches natürliche Uranisotop wird für Kernspaltungen in Reaktoren verwendet?
Uran-234Uran-235Uran-238
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
Seite 24
1. Welches natürliche Uranisotop wird für Kernspaltungen in Reaktoren verwendet?
Uran-234Uran-235Uran-238
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
Seite 24
1. Welches natürliche Uranisotop wird für Kernspaltungen in Reaktoren verwendet?
Uran-234
Uran-235
WW
Uran-238 W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
2. Wie hoch ist der Gehalt an Uran-235 im natürlichen Uran?
0,7%10,0%50,0%
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
2. Wie hoch ist der Gehalt an Uran-235 im natürlichen Uran?
0,7%10,0%50,0%
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
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2. Wie hoch ist der Gehalt an Uran-235 im natürlichen Uran?
0,7% W10,0%50,0%
WW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
Seite 24
3. Welchen Anteil an Uran-235 besitzt angereichertes Uran, das in Kernkraftwerken verwendet wird?
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
1 - 2%3 - 4%8 - 10%
WWW
3. Welchen Anteil an Uran-235 besitzt angereichertes Uran, das in Kernkraftwerken verwendet wird?
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
1 - 2%3 - 4%8 - 10%
WWW
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
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3. Welchen Anteil an Uran-235 besitzt angereichertes Uran, das in Kernkraftwerken verwendet wird?
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
1 - 2%
3 - 4%
WW
8 - 10% W
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
Seite 25
4. Durch welches Teilchen wird die Spaltung eines Urankerns ausgelöst?
ElektronProtonNeutron
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 23
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
4. Durch welches Teilchen wird die Spaltung eines Urankerns ausgelöst?
ElektronProtonNeutron
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 23
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
4. Durch welches Teilchen wird die Spaltung eines Urankerns ausgelöst?
ElektronProton
Neutron
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
5. Was geschieht mit einem Urankern bei der Spaltung?
Zerfall in 2 Trümmerkerne und NeutronenZerfall in 3 TrümmerkerneZerfall in Protonen und Neutronen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
5. Was geschieht mit einem Urankern bei der Spaltung?
Zerfall in 2 Trümmerkerne und NeutronenZerfall in 3 TrümmerkerneZerfall in Protonen und Neutronen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 24
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
5. Was geschieht mit einem Urankern bei der Spaltung?
Zerfall in 2 Trümmerkerne und Neutronen WZerfall in 3 TrümmerkerneZerfall in Protonen und Neutronen
WW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 24
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
6. In welchem Jahr wurde durch die beiden deutschen Chemiker Hahn und Strassmann die Spaltung eines Kerns U-235 erstmals nachgewiesen?193219381945
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 23
4.1 Entdeckung der Kernspaltung
6. In welchem Jahr wurde durch die beiden deutschen Chemiker Hahn und Strassmann die Spaltung eines Kerns U-235 erstmals nachgewiesen?193219381945
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 23
4.1 Entdeckung der Kernspaltung
6. In welchem Jahr wurde durch die beiden deutschen Chemiker Hahn und Strassmann die Spaltung eines Kerns U-235 erstmals nachgewiesen?1932
1938
WW
1945 W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
7. Bei einer Kernspaltung entstehen zwei Trümmerkerne. Welche Teilchen werden zusätzlich frei?
NeutronenProtonenAlphateilchen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
7. Bei einer Kernspaltung entstehen zwei Trümmerkerne. Welche Teilchen werden zusätzlich frei?
NeutronenProtonenAlphateilchen
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 24
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
7. Bei einer Kernspaltung entstehen zwei Trümmerkerne. Welche Teilchen werden zusätzlich frei?
Neutronen WProtonenAlphateilchen
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 24
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
8. Wie viel Neutronen werden im Mittel bei jeder Kernspaltung frei?
1 Neutron2 bis 3 Neutronen10 Neutronen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
8. Wie viel Neutronen werden im Mittel bei jeder Kernspaltung frei?
1 Neutron2 bis 3 Neutronen10 Neutronen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
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4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
8. Wie viel Neutronen werden im Mittel bei jeder Kernspaltung frei?
1 Neutron
2 bis 3 Neutronen
WW
10 Neutronen W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 24
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
9. Durch welche Neutronen wird Uran-235 am effektivsten gespalten?
Langsame NeutronenMittelschnelle NeutronenSchnelle Neutronen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 24 4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
9. Durch welche Neutronen wird Uran-235 am effektivsten gespalten?
Langsame NeutronenMittelschnelle NeutronenSchnelle Neutronen
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 24 4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
9. Durch welche Neutronen wird Uran-235 am effektivsten gespalten?
Langsame Neutronen WMittelschnelle NeutronenSchnelle Neutronen
WW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
10. Ein Neutron löst eine Kernspaltung aus. Dabei entstehen z.B. 2 Neutronen. Wie viel Neutronen entstehen in der 10. Generation, wenn alle Neutronen der vorangegangenen Generationen Kernspaltungen ausgelöst haben?
20 Neutronen1 024 Neutronen1 000 000 Neutronen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
10. Ein Neutron löst eine Kernspaltung aus. Dabei entstehen z.B. 2 Neutronen. Wie viel Neutronen entstehen in der 10. Generation, wenn alle Neutronen der vorangegangenen Generationen Kernspaltungen ausgelöst haben?
20 Neutronen1 024 Neutronen1 000 000 Neutronen
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
1. Gen. 2. Gen. 3. Gen. 4. Gen. 5. Gen.
6. Gen. 7. Gen. 8. Gen. 9. Gen.
10. Gen.
1 2 4 8 16 32
32 64 128 256 512
512 1024
10. Ein Neutron löst eine Kernspaltung aus. Dabei entstehen z.B. 2 Neutronen. Wie viel Neutronen entstehen in der 10. Generation, wenn alle Neutronen der vorangegangenen Generationen Kernspaltungen ausgelöst haben?
20 Neutronen
1 024 Neutronen
WW
1 000 000 Neutronen W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
1. Gen. 2. Gen. 3. Gen. 4. Gen. 5. Gen.
6. Gen. 7. Gen. 8. Gen. 9. Gen.
10. Gen.
1 2 4 8 16 32
32 64 128 256 512
512 1024
11. Wie groß ist bei der Spaltung eines Kerns U-235 die Summe der Massenzahlen von Trümmerkernen und frei gewordenen Neutronen?
Massenzahl 235Massenzahl 236Massenzahl 238
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
Seite 24
11. Wie groß ist bei der Spaltung eines Kerns U-235 die Summe der Massenzahlen von Trümmerkernen und frei gewordenen Neutronen?
Massenzahl 235Massenzahl 236Massenzahl 238
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
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11. Wie groß ist bei der Spaltung eines Kerns U-235 die Summe der Massenzahlen von Trümmerkernen und frei gewordenen Neutronen?
Massenzahl 235
Massenzahl 236
WW
Massenzahl 238 W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
12. Wie heißt bei der folgenden Kernreaktionsgleichung die fehlende Massenzahl des Xenon-Isotops?
Massenzahl 90Massenzahl 236Massenzahl 143
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
235 1 90 192 0 54 38 0U n Xe Sr 3 n
12. Wie heißt bei der folgenden Kernreaktionsgleichung die fehlende Massenzahl des Xenon-Isotops?
Massenzahl 90Massenzahl 236Massenzahl 143
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
235 1 90 192 0 54 38 0U n Xe Sr 3 n
Linke Seite:235 1 236
Rechte Seite:x 90 3 1 236
x 90 3 236x 93 236
x 236 93x 143
12. Wie heißt bei der folgenden Kernreaktionsgleichung die fehlende Massenzahl des Xenon-Isotops?
Massenzahl 90Massenzahl 236
Massenzahl 143
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
235 1 90 192 0 54 38 0U n Xe Sr 3 n
Linke Seite:235 1 236
Rechte Seite:x 90 3 1 236
x 90 3 236x 93 236
x 236 93x 143
13. Wie viel verschiedene Spaltprodukte (Radionuklide) entstehen bei der Kernspaltung? Etwa
100 verschiedene Spaltprodukte,200 verschiedene Spaltprodukte,300 verschiedene Spaltprodukte.
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
Seite 24
13. Wie viel verschiedene Spaltprodukte (Radionuklide) entstehen bei der Kernspaltung? Etwa
100 verschiedene Spaltprodukte,200 verschiedene Spaltprodukte,300 verschiedene Spaltprodukte.
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.2 Kernspaltung und Spaltprodukte
Seite 24
13. Wie viel verschiedene Spaltprodukte (Radionuklide) entstehen bei der Kernspaltung? Etwa
100 verschiedene Spaltprodukte,
200 verschiedene Spaltprodukte,
WW
300 verschiedene Spaltprodukte. W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
14. Wie viel Energie wird bei einer einzigen Kernspaltung frei?
210 eV210 keV210 MeV
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.3 Energiebilanz bei der Kernspaltung
Seite 25
14. Wie viel Energie wird bei einer einzigen Kernspaltung frei?
210 eV210 keV210 MeV
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.3 Energiebilanz bei der Kernspaltung
Seite 25
14. Wie viel Energie wird bei einer einzigen Kernspaltung frei?
210 eV210 keV
210 MeV
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
15. Wie groß ist bei Uran-235 die kritische Masse (System in Kugelform sowie unreflektiert und unmoderiert)?
Etwa 1 kgEtwa 10 kgEtwa 50 kg
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 27
4.4 Kettenreaktion im Uran-235
15. Wie groß ist bei Uran-235 die kritische Masse (System in Kugelform sowie unreflektiert und unmoderiert)?
Etwa 1 kgEtwa 10 kgEtwa 50 kg
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
Seite 27
4.4 Kettenreaktion im Uran-235
15. Wie groß ist bei Uran-235 die kritische Masse (System in Kugelform sowie unreflektiert und unmoderiert)?
Etwa 1 kgEtwa 10 kg
Etwa 50 kg
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
16. Was geschieht mit der Masse von 1 kg U-235, wenn alle Uranatome gespalten werden?
Durch die Vielzahl unterschiedlicherSpaltprodukte nimmt die Masse um 10 g zu.1 g der Gesamtmasse wird in Energieumgewandelt (Massenverlust).Die Massen sind vor und nach derSpaltung gleich.
W
W
W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.4 Kettenreaktion im Uran-235
Seite 28
16. Was geschieht mit der Masse von 1 kg U-235, wenn alle Uranatome gespalten werden?
Durch die Vielzahl unterschiedlicherSpaltprodukte nimmt die Masse um 10 g zu.1 g der Gesamtmasse wird in Energieumgewandelt (Massenverlust).Die Massen sind vor und nach derSpaltung gleich.
W
W
W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.4 Kettenreaktion im Uran-235
Seite 28
16. Was geschieht mit der Masse von 1 kg U-235, wenn alle Uranatome gespalten werden?
Durch die Vielzahl unterschiedlicherSpaltprodukte nimmt die Masse um 10 g zu.1 g der Gesamtmasse wird in Energie
umgewandelt (Massenverlust).
W
WDie Massen sind vor und nach derSpaltung gleich. W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
17. Neutronen mittlerer Geschwindigkeit werden von Uran-238 aufgenommen. Was geschieht dadurch letztlich?
Der Kern zerplatzt.Es entsteht Pu-239.Es entsteht U-235.
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und Uran-233
Seite 28
17. Neutronen mittlerer Geschwindigkeit werden von Uran-238 aufgenommen. Was geschieht dadurch letztlich?
Der Kern zerplatzt.Es entsteht Pu-239.Es entsteht U-235.
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und Uran-233
Seite 28
17. Neutronen mittlerer Geschwindigkeit werden von Uran-238 aufgenommen. Was geschieht dadurch letztlich?
Der Kern zerplatzt.
Es entsteht Pu-239.
WW
Es entsteht U-235. W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
18. Wodurch werden in der Natur sehr geringe Mengen von Pu-239 ständig neu gebildet?
Einige Urankerne spalten sich spontan underzeugen dabei Plutonium.Neutronen der natürlichen Höhenstrahlung wandelnU-238 in drei Stufen zu Pu-239 um.Plutonium tritt in den natürlichenUran-Zerfallsrei
W
W
hen auf. W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
Seite 28
18. Wodurch werden in der Natur sehr geringe Mengen von Pu-239 ständig neu gebildet?
Einige Urankerne spalten sich spontan underzeugen dabei Plutonium.Neutronen der natürlichen Höhenstrahlung wandelnU-238 in drei Stufen zu Pu-239 um.Plutonium tritt in den natürlichenUran-Zerfallsrei
W
W
hen auf. W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
Seite 28
18. Wodurch werden in der Natur sehr geringe Mengen von Pu-239 ständig neu gebildet?
Einige Urankerne spalten sich spontan underzeugen dabei Plutonium.Neutronen der natürlichen Höhenstrahlung wandeln
U-238 in drei Stufen zu Pu-239 um.
W
WPlutonium tritt in den natürlichenUran-Zerfallsreihen auf. W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
19. Das in der Natur vorkommende Thorium-232 kann mit Hilfe von Neutronen in ein spaltbares Uranisotop umgewandelt werden. Um welches Isotop handelt es sich?Uran-233Uran-235Uran-238
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
Seite 29
19. Das in der Natur vorkommende Thorium-232 kann mit Hilfe von Neutronen in ein spaltbares Uranisotop umgewandelt werden. Um welches Isotop handelt es sich?Uran-233Uran-235Uran-238
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
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19. Das in der Natur vorkommende Thorium-232 kann mit Hilfe von Neutronen in ein spaltbares Uranisotop umgewandelt werden. Um welches Isotop handelt es sich?
Uran-233 WUran-235Uran-238
WW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
20. Wie nennt man die gezielte Gewinnung von Pu-239 und U-233?
IonisierungKernspaltungBrüten (breeding)
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
20. Wie nennt man die gezielte Gewinnung von Pu-239 und U-233?
IonisierungKernspaltungBrüten (breeding)
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
Seite 29
20. Wie nennt man die gezielte Gewinnung von Pu-239 und U-233?
IonisierungKernspaltung
Brüten (breeding)
WWW
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
Seite 29
21. Was versteht man unter Mischoxid-Brennelementen?Sie enthalten
2 2
2 3
U-235 und U-238,die Spaltstoffe UO und PuO ,Uran in zwei verschiedenenOxidationsstufen (UO , UO ).
WW
W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
21. Was versteht man unter Mischoxid-Brennelementen?Sie enthalten
2 2
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U-235 und U-238,die Spaltstoffe UO und PuO ,Uran in zwei verschiedenenOxidationsstufen (UO , UO ).
WW
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10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
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21. Was versteht man unter Mischoxid-Brennelementen?Sie enthalten
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U-235 und U-238,
die Spaltstoffe UO und PuO ,
WW
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Uran in zwei verschiedenenOxidationsstufen (UO , UO ). W
10.4 Kernspaltung und Kettenreaktion
4.5 Erzeugung von Plutonium-239 und von Uran-233
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