EXP:Kernspaltung von Uran
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Bei diesem Experiment handelt es sich um ein Sachmodell zur Entstehung einer Kettenreaktion bei der Kernspaltung von Uran. Die Kettenreaktion der Dominosteine steht hier in Analogie zur Kettenreaktion bei der Kernspaltung von Uran. Die Dominosteine entsprechen den Neutronen, welche bei der Kernspaltung von U-235 frei werden. Durch die Spaltung eines Uran-Kerns werden im Modell zwei weitere Kerne gespalten. Analog dazu löst das Umkippen eines Dominosteins aus, dass zwei weitere Dominosteine umfallen. So entsteht eine Kettenreaktion, bei der in jeder Ebene mehr Dominosteine umkippen. Die Kettenreaktion der Dominosteine steht also in Analogie zur Kettenreaktion bei der Kernspaltung von Uran. Da ein bereits umgekippter Dominostein nicht noch einmal umkippen kann, zeigt, dass ein Uran-Kern nach der Spaltung nicht mehr in seiner ursprünglichen Form vorhanden ist und daher nur einmal gespaltet werden kann. Das Entfernen eines Dominosteins im zweiten Versuchsteil stellt das Verschwinden eines Neutrons dar. Das Verschwinden kann durch Absorption oder Entweichen stattfinden. Durch das fehlende Neutron wird ein Urankern weniger gespalten. Daher wird ein Dominostein aus dem Aufbau entfernt. Da der entfernte Dominostein nicht umfallen kann, können auch die nachfolgenden Dominosteine nicht umfallen. Analog können auch die nachfolgenden Urankerne aufgrund der fehlenden Spaltneutronen nicht gespalten werden
Versuchsanleitung
Benötigtes Material
- ca. 14 Dominosteine
Versuchsaufbau
Die Dominosteine als Dreieck aufgestellt. Hier ist darauf zu achten, dass die Abstände zwischen den Dominosteinen nicht zu groß sind. Außerdem ist es wichtig, dass der Untergrund eben und stabil ist. Die Dominosteine sollen erst durch das Umkippen des ersten Steins mit der Nummer 1 umfallen (nicht dadurch, dass man an den Tisch kommt o.ä.)
Durchführung
Im ersten Versuchsteil wird der Dominostein mit der Nummer 1 umgekippt. Im zweiten Versuchsteil werden die Dominosteine erneut als Dreieck aufgestellt. Dann wird ein Dominostein, welcher mit einem Stern markiert ist, herausgenommen. Dann wird der Dominostein mit der Nummer 1 erneut umgekippt.
Fotos
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In der Abbildung sind diejenigen Dominosteine mit Sternchen markiert, welche im zweiten Versuchsteil wahlweise entfernt werden können.
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In der Abbildung ist ein möglicher Versuchsaufbau zum zweiten Versuchsteil dargestellt.
Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0