Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
Kernspaltung
Kernspaltung,Ende 1938 von O. Hahn und F. Straßmann beim Beschuss des Elements Uran mit langsamen Neutronen entdeckte Zerlegung eines Atomkerns mit hoher Nukleonenzahl in zwei Kerne mittlerer Nukleonenzahl und vergleichbarer Massen; die K. ist mit der Emission von Elementarteilchen wie Neutronen, Neutrinos, β-Teilchen und Photonen (γ-Strahlung) verbunden. Die erste theoret. Erkärung für die K. gaben 1939 L. Meitner und O. R. Fritsch. Die schwersten Atomkerne zerfallen nach einer bestimmten Lebensdauer entweder von selbst (spontane K.) oder durch Zuführung einer geeigneten Anregungsenergie (induzierte K.), z. B. durch das Eindringen eines Neutrons in den Atomkern. Hierbei werden je Spaltung etwa 10 % der gesamten Kernbindungsenergie, rd. 200 MeV, frei, die sich zunächst in kinet. Energie der Spaltprodukte und Strahlungsenergie, schließlich in Wärmeenergie umsetzen. Die Energie entsteht durch Massenumwandlung des Spaltstoffes (Massendefekt). Pro Spaltvorgang werden zwei bis drei schnelle Neutronen (Spaltneutronen) ausgesandt, die den Spaltprozess aufrechterhalten können (Kettenreaktion); weil die Neutronen i. Allg. nicht sofort, sondern z. T. erst nach einigen Sekunden (verzögerte Neutronen) frei werden, ist die Spaltung steuerbar. Die Spaltprodukte sind meist radioaktiv, da sie i. Allg. einen erheblichen Neutronenüberschuss besitzen, den sie durch mehrfache Emission von β-Strahlung ausgleichen (β-Zerfälle).
Am wichtigsten sind die K. der Uranisotope U 233 und U 235 sowie des Plutoniumisotops Pu 239, da sie bereits durch therm. Neutronen (Energie < 1 eV) ausgelöst werden können (therm. K.). Diese Isotope dienen als Kernbrennstoff zur Energieerzeugung in Kernreaktoren oder als Spaltmaterial in Kernwaffen. Mit höherer Neutronenenergie sind nicht nur alle Uran- und Thoriumkerne und alle weiteren Transurane spaltbar, sondern bei geeigneter Energiezufuhr durch Stoßprozesse beliebiger Art (α-Teilchen, Deuteronen, Protonen, Lichtquanten) sogar stabile Kerne wie die von Wismut, Blei, Thallium, Quecksilber und Gold bis herab zum Platin.
Am Schwerionenbeschleuniger UNILAC der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt wurde beim Beschuss von Uran-Targetkernen mit energiereichen Uranionen 1979 erstmals eine K. beobachtet, die allein durch die starken elektr. Kräfte zw. den nahe aneinander vorbeifliegenden Teilchen mit hoher Kernladungszahl eingeleitet wurde (Coulomb-Spaltung).
Kernspaltung,Ende 1938 von O. Hahn und F. Straßmann beim Beschuss des Elements Uran mit langsamen Neutronen entdeckte Zerlegung eines Atomkerns mit hoher Nukleonenzahl in zwei Kerne mittlerer Nukleonenzahl und vergleichbarer Massen; die K. ist mit der Emission von Elementarteilchen wie Neutronen, Neutrinos, β-Teilchen und Photonen (γ-Strahlung) verbunden. Die erste theoret. Erkärung für die K. gaben 1939 L. Meitner und O. R. Fritsch. Die schwersten Atomkerne zerfallen nach einer bestimmten Lebensdauer entweder von selbst (spontane K.) oder durch Zuführung einer geeigneten Anregungsenergie (induzierte K.), z. B. durch das Eindringen eines Neutrons in den Atomkern. Hierbei werden je Spaltung etwa 10 % der gesamten Kernbindungsenergie, rd. 200 MeV, frei, die sich zunächst in kinet. Energie der Spaltprodukte und Strahlungsenergie, schließlich in Wärmeenergie umsetzen. Die Energie entsteht durch Massenumwandlung des Spaltstoffes (Massendefekt). Pro Spaltvorgang werden zwei bis drei schnelle Neutronen (Spaltneutronen) ausgesandt, die den Spaltprozess aufrechterhalten können (Kettenreaktion); weil die Neutronen i. Allg. nicht sofort, sondern z. T. erst nach einigen Sekunden (verzögerte Neutronen) frei werden, ist die Spaltung steuerbar. Die Spaltprodukte sind meist radioaktiv, da sie i. Allg. einen erheblichen Neutronenüberschuss besitzen, den sie durch mehrfache Emission von β-Strahlung ausgleichen (β-Zerfälle).
Am wichtigsten sind die K. der Uranisotope U 233 und U 235 sowie des Plutoniumisotops Pu 239, da sie bereits durch therm. Neutronen (Energie < 1 eV) ausgelöst werden können (therm. K.). Diese Isotope dienen als Kernbrennstoff zur Energieerzeugung in Kernreaktoren oder als Spaltmaterial in Kernwaffen. Mit höherer Neutronenenergie sind nicht nur alle Uran- und Thoriumkerne und alle weiteren Transurane spaltbar, sondern bei geeigneter Energiezufuhr durch Stoßprozesse beliebiger Art (α-Teilchen, Deuteronen, Protonen, Lichtquanten) sogar stabile Kerne wie die von Wismut, Blei, Thallium, Quecksilber und Gold bis herab zum Platin.
Am Schwerionenbeschleuniger UNILAC der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt wurde beim Beschuss von Uran-Targetkernen mit energiereichen Uranionen 1979 erstmals eine K. beobachtet, die allein durch die starken elektr. Kräfte zw. den nahe aneinander vorbeifliegenden Teilchen mit hoher Kernladungszahl eingeleitet wurde (Coulomb-Spaltung).