Inhalt : Zurück : Weiter : keine Anmerkungen 8 von 23

Energiebilanz

Weil noch nicht alle Browser CSS 1.0 darstellen können, werden Antiteilchen hier unterstrichen!

Übersicht zur Q-Bestimmung bei Kernreaktionen

Aus einem Vergleich der Energien zwischen Ruhemassen und Bindungsenergien der beteiligten Produkte geht hervor, dass die Bindungsnergie der Hüllenelektronen ( < 0,00002MeV) bei allen Kernreaktionen keine Rolle spielen kann.

b-- Zerfall

85
36		 Kr ® 85
37		 Rb + e- + n
Krypton liegt als Atom vor. Die Reaktionsprodukte ergeben, zusammen mit dem aus dem Kern kommenden Elektron, genau ein neutrales Rubidiumatom:

Q = [mA(85Kr) - mA(85Rb)] c2

Elektroneneinfang

e- + 55
26		 Fe ® 55
25		 Mn + n
Linke Seite: Da das Elektron aus der Hülle des Eisenatoms stammt hat man hier genau die Atommasse des Eisens.
Rechte Seite: Das Reaktionsprodukt ist genau ein vollständiges Mangan-Atom (mit 25 Hüllenelktronen).

Q = [mA(55Fe) - mA(55Mn)] c2

b+- Zerfall

30
15		 Ph ® 30
14		 Si + e+ + n
Linke Seite: Phosphor liegt als vollständiges Atom vor.
Rechte Seite: Da Phosphor 15 Elektronen besaß hat Silizium jetzt eins zuviel (einwertig negatives Ion), ausserdem entsteht ein freies Positron. Im Ergebnis also ein komplettes Silizium-Atom und zwei zusätzliche Elektronen.

Q = [mA(30Ph) - mA(30Si) - 2me ] c2

a- Zerfall

210
84		 Po ® 206
82		 Pb + a
Linke Seite: Ein komplettes Poloniumatom
Rechte Seite: Blei hat jetzt zwei Elektronen zuviel. Wenn man diese dem a-Teilchen zuordnet, so erhält man ein komplettes Blei- und ein komplettes Heliumatonm..

Q = [mA(210Po) - mA(206Po) - mA(4He) ] c2

Kernspaltung

1
0		 n + 235
92		 U ® 100
40		 Zr + 133
52		 Te + 3 1
0		 n ®

    ® 100
42		 Mo + 2e- + 2n + 133
55		 Cs + 2e- + 2n + 3 1
0		 n
Der Reaktor lädt sich insgesamt weder positiv noch negativ auf. Freiwerdende Elektronen verbinden sich letztendlich also mit den Reaktionsprodukten zu neutralen Atomen.
Deshalb darf man für auch hier mit Atommassen rechnen.

Q = [mn + mA(235U) - mA(100Mo) - mA(133Cs) - 3mn ] c2

Kernreaktionen mit Projektil

1
1		 p + 11
5		 B ® 11
6		 C + 1
0		 n
Linke Seite: Dem Proton fehlt ein Elektron.
Rechte Seite: Der Kohlenstoff ist ebenfalls einwertig positiv. Wenn man also auf beiden Seiten ein Elektron addiert, so erhält man jeweils komplette Atome..

Q = [mA(2H) + mA(11B) - mA(11C) - mn ] c2

Fazit

Bis auf den b+-Zerfall (im Produkt zwei Elektronen mehr) lassen sich alle Kernreaktionen mit den jeweiligen Atommassen berechnen!