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Physik Kernphysik – Kernfusion und Kernspaltung

14 KartenNaturwissenschaftenatrio11.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist Kernspaltung? · Was ist Kernfusion?

Karten

14 Karten
STANDARD

Was ist Kernspaltung?

Rückseite

Ein schwerer Atomkern (z. B. U-235) spaltet sich nach Neutroneneinfang in zwei mittlere Kerne, setzt Neutronen und ca. 200 MeV Energie frei.

STANDARD

Was ist Kernfusion?

Rückseite

Zwei leichte Atomkerne (z. B. Deuterium, Tritium) verschmelzen bei extremen Temperaturen zu einem schwereren Kern und setzen dabei Energie frei.

STANDARD

Was zeigt die Bindungsenergie-pro-Nukleon-Kurve?

Rückseite

Die Kurve steigt bis Eisen-56 (Maximum), dann fällt sie; Fusion links und Spaltung rechts von Eisen setzen Energie frei, da Produkte stärker gebunden sind.

STANDARD

Welche Isotope sind spaltbar mit thermischen Neutronen?

Rückseite

U-235, Pu-239 und U-233 sind die wichtigsten spaltbaren Isotope für thermische Neutronen in Kernreaktoren.

STANDARD

Wann ist eine Kettenreaktion kritisch?

Rückseite

Der Multiplikationsfaktor k = 1: Jede Spaltung löst im Mittel genau eine weitere Spaltung aus – die Reaktion läuft stationär ab.

STANDARD

Was versteht man unter kritischer Masse?

Rückseite

Die minimale Menge spaltbaren Materials, bei der Neutronenverluste durch Flucht so gering sind, dass k ≥ 1 erreicht wird.

STANDARD

Welche Funktion hat der Moderator im Kernreaktor?

Rückseite

Der Moderator (Wasser, Graphit, schweres Wasser) bremst schnelle Spaltneutronen auf thermische Energien, um die Spaltwahrscheinlichkeit zu erhöhen.

STANDARD

Aus welchem Material bestehen Kontrollstäbe und warum?

Rückseite

Kontrollstäbe bestehen aus neutronenabsorbierendem Material wie Bor, Cadmium oder Hafnium, um die Reaktivität durch Einfahren zu verringern.

STANDARD

Welche Fusionsreaktion versorgt die Sonne mit Energie?

Rückseite

Die Proton-Proton-Kette: Vier Protonen fusionieren schrittweise zu Helium-4, wobei Positronen, Neutrinos und 26,7 MeV Energie freigesetzt werden.

STANDARD

Warum ist die Deuterium-Tritium-Fusion für Reaktoren am relevantesten?

Rückseite

D-T-Fusion hat den größten Wirkungsquerschnitt bei niedrigster Zündtemperatur (ca. 100 Mio. K) und liefert 17,6 MeV pro Reaktion.

STANDARD

Was besagt das Lawson-Kriterium für Fusionsreaktoren?

Rückseite

Das Produkt aus Plasmadichte n, Energieeinschlusszeit τ und Temperatur T muss einen Mindestwert überschreiten, damit Fusionsleistung die Verluste übersteigt.

STANDARD

Wie funktioniert der magnetische Einschluss im Tokamak (ITER)?

Rückseite

Toroide und Poloidspulen erzeugen ein helikales Magnetfeld, das das heiße Plasma berührungsfrei einschließt und vom Wandmaterial fernhält.

STANDARD

Wie unterscheidet sich das Abfallproblem bei Fusion und Spaltung?

Rückseite

Spaltung erzeugt langlebige Actinide (Jahrtausende); Fusion produziert nur aktivierte Reaktormaterialien (Jahrzehnte bis Jahrhunderte), kein hochradioaktives Spaltproduktinventar.

STANDARD

Welche Energie liefert 1 kg Uran-235 vs. 1 kg D-T-Gemisch?

Rückseite

1 kg U-235: ~80 TJ (Spaltung); 1 kg D-T: ~340 TJ (Fusion) – Fusion liefert ca. 4× mehr Energie pro Masse, aber technisch weit anspruchsvoller.

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