Kernspaltung und Kettenreaktion

Otto Hahn und Fritz Straßmann fanden Ende 1938 bei einem Versuch mit Uran ein leichteres Element: Barium. Lise Meitner und Otto Frisch erklärten es: Der Urankern war in zwei Teile zerplatzt. Das nennt man Kernspaltung. Trifft ein langsames Neutron einen Uran-235-Kern, wird der Kern instabil und teilt sich. Beispiel: Uran-235 plus ein Neutron wird zu Barium-141, Krypton-92 und 3 Neutronen. Prüfe die Summen: 235 + 1 = 236 und 141 + 92 + 3 = 236. Bei Z gilt 56 + 36 = 92. Dabei wird Energie frei, etwa 200 MeV je Spaltung. Sie steckt vor allem in der Bewegungsenergie der Bruchstücke, ein Teil in Strahlung. Die neuen Neutronen können weitere Kerne spalten. So entsteht eine Kettenreaktion. Löst jede Spaltung 2 weitere aus, sind es 1, 2, 4, 8, 16 und nach 10 Schritten 1024 Spaltungen. Das wäre eine Explosion. Im Kernreaktor hält man die Reaktion im Mittel bei genau einer weiteren Spaltung je Spaltung. Dafür bremst ein Moderator die Neutronen ab, meist Wasser. Steuerstäbe aus Bor oder Cadmium fangen überschüssige Neutronen ein. Der Brennstoff besteht aus Uran, das auf 3 bis 5 Prozent Uran-235 angereichert ist. Natururan enthält nur etwa 0,7 Prozent Uran-235.