Hauptunterschied - Kontrollierte und unkontrollierte Kettenreaktion
Der Hauptunterschied zwischen kontrollierten und unkontrollierten Kettenreaktionen besteht darin, dass kontrollierte Kettenreaktionen keine explosiven Effekte hervorrufen, während unkontrollierte Kettenreaktionen zu einer explosiven Energiefreisetzung führen.
Die Begriffe kontrollierte Kettenreaktionen und unkontrollierte Kettenreaktionen werden unter Kernchemie diskutiert. Eine Kernkettenreaktion tritt auf, wenn eine Kernreaktion anschließend das Fortschreiten einiger anderer Kernreaktionen verursacht. Diese Kettenreaktionen setzen sehr viel Energie frei.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist kontrollierte Kettenreaktion
? 3. Was ist unkontrollierte Kettenreaktion?
4. Vergleich nebeneinander - Kontrollierte und unkontrollierte Kettenreaktion in tabellarischer Form.
5. Zusammenfassung
Was ist kontrollierte Kettenreaktion?
Eine kontrollierte Kettenreaktion ist eine Kette von Kernreaktionen, die anschließend unter kontrollierten Bedingungen stattfinden. Lassen Sie uns dieses Konzept am Beispiel von Kernspaltungsreaktionen verstehen. Eine Spaltkettenreaktion findet statt, wenn ein Neutron und ein spaltbares Isotop miteinander interagieren. Diese Wechselwirkung bewirkt die Freisetzung einiger Neutronen aus dem spaltbaren Kern. Diese freigesetzten Neutronen können mit anderen spaltbaren Isotopen interagieren und nachfolgende Spaltreaktionen auslösen. Wenn diese Reaktionen richtig gesteuert und reguliert werden, spricht man von einer kontrollierten Kettenreaktion. Kontrollierte Spaltreaktionen können in Gegenwart von Moderatoren durchgeführt werden.
Kernkraftwerke verwenden kontrollierte Kettenreaktionen. Dort werden die Kettenreaktionen durch Steuerung der Geschwindigkeit der Kernreaktionen gesteuert. Kontrollierte Kettenreaktionen können leicht in unkontrollierte Form umgewandelt werden. Die Reaktionen können durch Regulierung der Menge des verwendeten Ausgangsmaterials (des spaltbaren Isotops) gesteuert werden. Wenn beispielsweise die Menge des verwendeten Urans hoch ist, ist auch die Reaktionsgeschwindigkeit hoch, da dann die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass ein Neutron mit einem spaltbaren Isotop interagiert. Dann wird die Reaktion unkontrollierbar. Durch Regulierung der Reaktionszeit kann eine Kernkettenreaktion zu einer kontrollierten Reaktion gemacht werden. Wenn die Reaktionszeit verkürzt wird, ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Neutron mit einem spaltbaren Isotop interagiert, gering. Dann kann die Reaktion leicht gesteuert werden.
Was ist unkontrollierte Kettenreaktion?
Eine unkontrollierte Kettenreaktion ist eine Kette von Kernreaktionen, die anschließend stattfinden, jedoch nicht unter kontrollierten Bedingungen. Daher kann eine unkontrollierte Kettenreaktion hochexplosiv werden. Dies liegt daran, dass diese Reaktionen jeweils eine sehr hohe Energiemenge freisetzen können.
Abbildung 01: Eine unkontrollierte Kettenreaktion
Zum Beispiel kann das radioaktive Isotop Uran-235 eine Kernspaltung eingehen und Neutronen langsam freisetzen. Ein Isotop setzt jeweils drei Neutronen frei. Diese drei Neutronen können mit drei anderen Uran-235-Isotopen reagieren und 9 Neutronen freisetzen (3 Neutronen pro Isotop). Ebenso wird die Kettenreaktion fortschreiten und eine sehr hohe Energiemenge freisetzen. Diese unkontrollierten Kernkettenreaktionen werden in Atombomben eingesetzt.
Was ist der Unterschied zwischen kontrollierter und unkontrollierter Kettenreaktion?
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Kontrollierte vs unkontrollierte Kettenreaktion |
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| Eine kontrollierte Kettenreaktion ist eine Kette von Kernreaktionen, die anschließend unter kontrollierten Bedingungen stattfinden. | Eine unkontrollierte Kettenreaktion ist eine Kette von Kernreaktionen, die anschließend stattfinden, jedoch nicht unter kontrollierten Bedingungen. |
| Komponenten | |
| Eine kontrollierte Kettenreaktion wird in Gegenwart von Moderatoren durchgeführt. | Eine unkontrollierte Kettenreaktion wird in Abwesenheit von Moderatoren durchgeführt. |
| Kontrollmaßnahmen | |
| Eine Kernkettenreaktion wird in eine kontrollierte Kettenreaktion umgewandelt, indem die Menge der vorhandenen spaltbaren Isotope reguliert, die Reaktionszeit verkürzt und Moderatoren verwendet werden. | Eine unkontrollierte Kettenreaktion hat keine Kontrollmaßnahmen. |
| Anwendungen | |
| Kontrollierte Kettenreaktionen werden in Kernkraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt. | Unkontrollierte Kettenreaktionen werden in Atombomben eingesetzt. |
Zusammenfassung - Kontrollierte vs unkontrollierte Kettenreaktion
Kernkettenreaktionen finden sich hauptsächlich in Bezug auf Kernspaltungsreaktionen. Kernspaltung ist der Abbau eines instabilen Atomkerns. Der Unterschied zwischen kontrollierten und unkontrollierten Kettenreaktionen besteht darin, dass kontrollierte Kettenreaktionen keine explosiven Effekte hervorrufen, während unkontrollierte Kettenreaktionen zu einer explosiven Energiefreisetzung führen.
