Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Uran - Kernbrennstoff

Uran - Kernbrennstoff

Uran ist der am häufigsten verwendete Kernbrennstoff bei Kernspaltungsreaktionen. Es ist ein natürliches Element, das in der Natur gefunden werden kann. Um jedoch Uran in einem Kernreaktor einsetzen zu können, muss er sich einer Behandlung unterziehen.

Um die Besonderheiten zu kennen, die Uran so anders machen als die anderen Substanzen, müssen wir zuerst eine grundlegende Kernphysik betrachten.

Grundlegende physikalische Überlegungen von Uran

Ein Atom eines Kerns und Elektronen, die diesen Kern umgeben. Im Gegenzug besteht ein Kern aus Protonen und Neutronen. Ein Proton hat eine positive Ladung. Ein Neutron hat keine elektrische Ladung und ist neutral.

Die positiven Ladungen der Protonen versuchen, heftig nach außen zu drücken. Was sie daran hindert, sich zu trennen, ist eine neue Art von Kraft: eine unermesslich starke Kurzstrecken-Anziehungskraft, die unscharf zwischen Protonen und Neutronen wirkt (die von diesem Standpunkt aus alle Nukleonen sind). Die kurzwellige Kernkraft hält sie zusammen, gegen die abstoßende Wirkung von positiven Ladungen auf Protonen. Auf diese Weise wirken Neutronen als & ldquo; Kernzement. & Zitat.

Eigenschaften von Uran, ein instabiles Element

Der Kern eines Uran-Atoms enthält 92 Protonen. Unter diesen Bedingungen ist die abstoßende Kraft unter den Protonen im Begriff, die Atomkraft zu überwinden.

Atome des gleichen Elements können zu verschiedenen Isotopen gehören, abhängig von der Anzahl der Neutronen, die sie enthalten.

Wenn es 146 Neutronen im Kern des Uranatoms gibt, ist es in einem instabilen Zustand. Diese Form von Uran mit insgesamt 238 Nukleonen (92 Protonen und 146 Neutronen) heißt Uran-238.

Die nächste wahrscheinlichste Anordnung ist ein Urankern, der drei minus Neutronen enthält: Uran-235. Die Atome mit diesen leichteren Kerne machen etwa 0,7% des natürlich vorkommenden Urans aus.

Beide Fälle sind das gleiche Element, Uran, da sie 92 Protonen haben. Allerdings gehören sie zu verschiedenen Isotopen, weil man 238 Neutronen und die anderen 235 hat.

Der Uran-235-Kern steht bereits in der Nähe des internen Bruchs; Ein streunendes Neutron, das sich ihm nähert, kann es ganz brechen.

Für Kernspaltungsreaktionen interessieren wir uns für diese Kombination von Protonen und Neutronen, die am Rande der Überwindung der Atomkraft stehen. So wird durch einfaches Hinzufügen eines Neutrons zum Atom explodiert und teilt es sich, andere Neutronen zu erzeugen, die mit anderen Uranatomen kollidieren können, die ebenfalls an der Grenze liegen.

angereichertes Uran und abgereichertes Uran

Abgereichertes Uran ist eine Mischung aus denselben drei Uranisotopen, außer dass es sehr wenig 234U und 235U hat. Es ist weniger radioaktiv als natürliches Uran.

Angereichertes Uran ist eine weitere Mischung von Isotopen, die mehr 234U und 235U als natürliches Uran hat. Angereichertes Uran ist radioaktiver als natürliches Uran.

Natürliches Uran wird verwendet, um angereichertes Uran zu machen; Das überschüssige Produkt ist abgebautes Uran.

Anwendungen von Uran

Uran ist in der Atomkraftindustrie als Kernbrennstoff sehr wichtig. Speziell verwenden nukleare rakturen oft angereichertes Uran. Trotzdem gibt es noch andere Anwendungen von abgereichertem Uran.

Uran ist fast so hart wie Stahl und viel dichter als Blei. Diese Funktion macht abgereichertes Uran zu einem optimalen Element für Anwendungen wie:

  • Gegengewicht in Hubschrauber Rotoren und Teile von Flugzeugen
  • Schutzschild gegen ionisierende Strahlung
  • Bestandteil der Munition, damit sie die gepanzerten Fahrzeuge des Feindes leichter durchdringen können.
  • Abschirmung in Militärfahrzeugen

 

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Referenzen

Geändert am: 29. August 2017