1 Energiebilanz bei der Kernspaltung Im Urankern sind die

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Energiebilanz bei der Kernspaltung
Im Urankern sind die Nukleonen mit einer mittleren Energie von etwa 7,6MeV pro Nukleon gebunden. In den
kleineren Spaltproduktkernen mit Massenzahlen zwischen 80 und 150 beträgt die mittlere Bindungsenergie je
Nukleon aber etwa 8,5MeV. Die Differenz von 0,9MeV je Nukleon wird bei der Kernspaltung freigesetzt. Da
der Urankern 235 Nukleonen besitzt, ergibt sich bei jeder Spaltung ein Energiebetrag
E  0,9MeV  235  210MeV . Er setzt sich aus folgenden Teilbeträgen zusammen:
Die auseinanderfliegenden Spaltprodukte sowie die Neutronen versetzen das sie umgebene Kristallgitter in
heftige Schwingungen und erhöhen dadurch seine Temperatur.
Von dem Energiebetrag E  210MeV können in einem Kernreaktor nur etwa 210MeV  1,9  108 eV genutzt
werden, das sind rund 90%.
Die pro Kernspaltung nutzbare Energie von 1,9  108 eV ist ein sehr kleiner Betrag. Um 1J Wärme zu erzeugen,
müssen n  33Mrd. Urankerne gespalten werden.
1J  6,242  1018 eV
6,242  1018 eV
n
 33Mrd .
1,9  10 8 eV
Um bei 1kg Wasser die Temperatur von 0 0 C auf 100 0 C zu erhöhen, sind Wth  4,2  10 5 J erforderlich. Um
diese Wärmemenge aus Kernenergie zu erzeugen, wären WK  4,2  105  3,3  1010  1,4  1016 Kerne des Uran235 zu spalten. Das entspricht einer Masse an reinem Uran-235 von etwa m  5,5g .
Für den Jahresbedarf an Energie der Stadt Hamburg bedeutet das, das eine Menge von m  1,39t Uran-235
benötigt wird.