Historischer Aufbau
Die Abbildung 1 zeigt einige der Versuchsgeräte, mit denen 1938 die folgenschwere Entdeckung der Kernspaltung in Berlin gelungen ist. Das Exponat ist im Deutschen Museum in München ausgestellt.
Ablauf der Kernspaltung
Die von der Radiumquelle emittierten Alpha-Teilchen führen mit dem Beryllium eine Kernreaktion nach der folgenden Beziehung aus:\[{}_4^9{\rm{Be}} + {}_2^4{\rm{He}} \to {}_6^{12}{\rm{C}} + {}_0^1{\rm{n}} + \gamma \]Die hierbei entstehenden schnellen Neutronen werden durch die zahlreich im Paraffin vorhandenen Wasserstoffkerne abgebremst. Die nun langsamen (thermischen) Neutronen spalten das Uran, wobei zwei mittelschwere Kerne, die ihrerseits meist radioaktiv und angeregt (*) sind, als Bruchstücke entstehen. Bei der Spaltreaktion entstehen darüber hinaus 2 bis 3 Neutronen, die für weitere Spaltungen herangezogen werden können (Kettenreaktion).\[{}_{92}^{235}{\rm{U}} + {}_0^1{\rm{n}} \to {}_{92}^{236}{{\rm{U}}^*} \to {}_{36}^{89}{\rm{K}}{{\rm{r}}^*} + {}_{56}^{144}{\rm{B}}{{\rm{a}}^*} + 3 \cdot {}_0^1{\rm{n}} + {\rm{ca}}{\rm{.}}\;200{\rm{MeV}}\]Die emittierte radioaktive Strahlung wurde mit GEIGER-MÜLLER-Zählern nachgewiesen, deren Impulse durch Röhren-Verstärker so verstärkt wurden, dass damit ein mechanischer Impulszähler betrieben werden konnte. Die Spannungsversorgung der Verstärker und Zählrohre erfolgte mit Batterien. Die Identifikation der geringen Mengen der entstandenen Bruchstücke erfolgte auf chemischem Weg durch die fraktionierte Kristallisation.
Häufigkeitsverteilung der Spaltprodukte von Uran-235
Bei der Spaltung von Uran-235 entstehen als Bruchstücke keinesfalls immer Barium- und Kryptonkerne, sondern es können ganz unterschiedliche Spaltprodukte entstehen. Es entstehen als Bruchstücke jedoch immer zwei mittelschwere Kerne. Abb. 3 zeigt, mit welcher Waherscheinlichkeit bei der Spaltung Kerne mit der entsprechenden Massenzahl \(A\) entstehen.