Kernreaktoren

Zusammenfassung

In der Feuerung eines konventionellen Dampferzeugers wird Wärme durch chemische Reaktion des Brennstoffs mit Sauerstoff freigesetzt. Dabei findet bekanntlich ein Austausch von Hüllenelektronen der beteiligten Elemente statt. In Kernreaktoren werden dagegen Vorgänge in oder zwischen den Atomkernen beteiligter Elemente bzw. von Nukleonen, das sind Neutronen oder Protonen, zur Wärmeerzeugung nutzbar gemacht. Man nennt diese Vorgänge auch Kernreaktionen. Wie chemische Reaktionen können Kernreaktionen exotherm oder endotherm verlaufen. Zur Erklärung der Kernreaktionen bedient man sich verschiedener Modellvorstellungen. Dabei spielen die zusammenhaltenden oder abstoßenden Kräfte zwischen den Nukleonen eine bedeutende Rolle. Bei dem relativ kurzen Abstand der Protonen im Atomkern müssen dort die abstoßenden elektrostatischen Kräfte sehr groß sein. Daher muß es starke Bindungskräfte geben, die man sich in der Mesonentheorie durch ständigen Austausch von Mesonen zwischen Nukleonen entstanden denkt. Eine andere Vorstellung oder Arbeitshypothese ist das Schalenmodell des Kerns analog zum Bohrschen Schalenmodell der Atomhülle. Es ergab sich aus der Beobachtung, daß innerhalb der Kerne ähnlich angeregte Energiezustände möglich sind, wie sie etwa in der Atomhülle durch Übergang eines Elektrons auf eine andere Schale entstehen. Eine weitere nützliche Vorstellung ist das Tröpfchenmodell. Da die Dichte aller Kerne gleich groß ist, liegt ein Vergleich mit einer idealen inkompressiblen Flüssigkeit nahe, deren Moleküle von den Nukleonen dargestellt werden.