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Aufgabe

Spaltung von Plutonium

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Neben Uran ist auch Plutonium ein gut geeignetes Ausgangsprodukt für die Energiefreisetzung durch Kernspaltung. Beschießt man einen Pu-239-Kern mit einem Neutron, so entstehen die Spaltprodukte Barium (Ba-144) und Strontium (Sr-94).

a)Schreibe die vollständig Reaktionsgleichung auf.

b)Berechne die Reaktionsenergie.

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a)Die Reaktionsgleichung lautet\[_{94}^{239}{\rm{Pu}} + _0^1{\rm{n}} \to _{56}^{144}{\rm{Ba}} + _{38}^{94}{\rm{Sr}} + 2 \cdot _0^1{\rm{n}}\]

b)Die Reaktionsenergie errechnet sich aus \[\begin{eqnarray}\Delta E &=& \Delta {\rm{m}} \cdot {{\rm{c}}^2}\\ &=& \left[ {{m_{\rm{A}}}\left( {_{94}^{239}{\rm{Pu}}} \right) + {\mkern 1mu} m\left( {_0^1{\rm{n}}} \right) - \left( {{m_{\rm{A}}}\left( {_{56}^{144}{\rm{Ba}}} \right) + {m_{\rm{A}}}\left( {{}_{38}^{94}{\rm{Sr}}} \right) + 2 \cdot m\left( {_0^1{\rm{n}}} \right)} \right)} \right] \cdot {c^2}\\ &=& \left[ {{m_{\rm{A}}}\left( {_{94}^{239}{\rm{Pu}}} \right) + {\mkern 1mu} m\left( {_0^1{\rm{n}}} \right) - {m_{\rm{A}}}\left( {_{56}^{144}{\rm{Ba}}} \right) - {m_{\rm{A}}}\left( {{}_{38}^{94}{\rm{Sr}}} \right) - 2 \cdot m\left( {_0^1{\rm{n}}} \right)} \right] \cdot {c^2}\\ &=& \left[ {{m_{\rm{A}}}\left( {_{94}^{239}{\rm{Pu}}} \right) - {m_{\rm{A}}}\left( {_{56}^{144}{\rm{Ba}}} \right) - {m_{\rm{A}}}\left( {{}_{38}^{94}{\rm{Sr}}} \right) - m\left( {_0^1{\rm{n}}} \right)} \right] \cdot {c^2}\\ &=& \left[ {239{,}052162\rm{u} - 143{,}922955\rm{u} - 93{,}915356\rm{u} - 1{,}008665\rm{u}} \right] \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}205186 \cdot 1\rm{u} \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}205186 \cdot 931{,}49\,{\rm{MeV}}\\ &=& 191\,{\rm{MeV}}\end{eqnarray}\]

Hinweis: Die hier angegebenen Atommassen wurden der AME2016 des AMDC-Atomic Mass Data Center entnommen.