Kernspaltung

Als atomare Kernspaltung wird der Prozess bezeichnet, bei dem ein Atomkern entweder spontan oder durch den Beschuss mit Elementarteilchen in kleinere Kerne zerfällt. Dabei wird Energie freigesetzt. Die Kernspaltung kann in der Folge in eine Kettenreaktion übergehen. Sie wird sowohl militärisch in Form von Atombomben als auch zivil in Kernkraftwerken zur Energieerzeugung genutzt.

Wie funktioniert Kernspaltung?

Um die Spaltung z.B. eines Uran-Atomkerns auszulösen, wird dieser mit einem Neutron beschossen. Dabei entstehen als Spaltprodukte zwei kleinere Atomkerne, Energie und zwei bis drei Neutronen. Die freigesetzten Neutronen sind wiederum in der Lage, weitere Atomkerne in ihrer unmittelbaren Umgebung zu spalten und damit eine immer schneller verlaufende Kettenreaktion in Gang zu setzen. Voraussetzung für die Kettenreaktion ist die Anwesenheit genügend weiterer spaltbarer Atomkerne, die sogenannte kritische Masse.

Woher kommt die radioaktive Strahlung bei der Kernspaltung?

Bei der Kernspaltung wird Energie in unterschiedlichen Formen freigesetzt, welche sich auf die Teilchen und Strahlungen verteilt, die bei der Kernspaltung entstehen. So ist ein Großteil der Energie die kinetische Energie der entstehenden Spaltprodukte. Strahlung entsteht bei der Umwandlung der Atomkerne in Form von Teilchenstrahlung (Alpha- und Betastrahlung) oder elektromagnetischer Wellen (Gammastrahlung). Genau genommen sind jedoch nicht die Strahlungen radioaktiv, sondern die instabilen Atomkerne.

Wie viel Energie gewinnt man durch eine Kernspaltung?

Bei der Kernspaltung entstehen große Energiemengen durch die Umwandlung von Masse in Energie. Bei der Spaltung von einem Kilogramm des Uran-Isotops 235 geht z.B. nur etwa ein Gramm der Gesamtmasse als Wärmeenergie verloren. Über die Formel E gleich mc2 lässt sich dann die nutzbare Energiemenge der Materie berechnen: Sie beträgt ca. 25 Mio. Kilowattstunden. Die Energieausbeute ist damit ca. 2,5 Mio. Mal größer als bei der Verbrennung von 1 Kg Steinkohle. Durch diesen gewaltigen Unterschied ist Kernenergie sehr attraktiv für die Energiewirtschaft. Allerdings ergeben sich aus der freigesetzten Energie und der Strahlung auch immense Risiken, die mit hohem Aufwand durch geeignete Technik und Sicherheitsmaßnahmen kontrolliert werden müssen.