Kernspaltung und Kernfusion
Beide Konzepte fußen auf dem gleichen Prinzip. Die Nukleonen in einem Kern sind leichter als freie Nukleonen.
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Merke
Um Kerne zu spalten, braucht man Energie. Das Energieniveau der Nukleonen im Kern ist also niedriger als das der freien.
Die Energie, die man braucht, um sie zu trennen, wird aufgrund des Energieerhaltungssatzes beim Zusammenschluss abgegeben.
Die Energie, die man braucht, um sie zu trennen, wird aufgrund des Energieerhaltungssatzes beim Zusammenschluss abgegeben.
Man muss also, um Energie aus Kernen zu gewinnen, Atomkerne zu neuen Atomkernen umformen, deren Nukleonen ein geringeres Energieniveau haben als die ursprünglichen.
Zusammengehalten werden die Nukleonen durch die starke Kernkraft. Diese sinkt allerdings sehr viel schneller mit der Entfernung als die abstoßende Coulombkraft. Deshalb steigt die Kernbindungsenergie pro Nukleon nicht, sondern sinkt am Ende wieder.
Die Grafik zeigt, dass die Elemente wie Nickel oder Eisen die höchste Kernbindungsenergie pro Nukleon haben und somit das niedrigste Energieniveau der Nukleonen.
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Info
Man bekommt also die höchste Energieausbeute, wenn man kleine Kerne (links in der Grafik) zu größeren fusioniert oder große (rechts in der Grafik) zu kleineren spaltet. Dann wird die Differenz der Kernbindungsenergie pro Nukleon frei.