wissen.de Artikel

Kernkraft

In der Natur kennen wir vier elementare Kräfte: die → Gravitation, die schwache Kernkraft, die starke Kernkraft und die elektromagnetische Kraft. Von diesen vier Kräften ist die Gravitation zwar die schwächste, aber sie ist über größte Entfernungen hin wirksam. Die elektromagnetische Kraft kann über unendliche Entfernungen wirksam sein. Die schwache Kernkraft ist weitaus stärker als die Gravitation, wirkt aber nur über winzige subatomare Entfernungen. Sie ist für die Stabilität der Atomkerne und den Zerfall bestimmter Teilchen verantwortlich. Die starke Kernkraft hält die Atome zusammen, die aus neutralen Neutronen und positiven Protonen bestehen. Ohne diese Kraft würden sich die Protonen eines Atomkerns gegenseitig abstoßen. Eine Bildung von Materie wäre ohne starke Kernkraft nicht möglich. Infolge der Kraft der elektrischen Ladung und der magnetischen Polarität ziehen sich entgegengesetzte Ladungen an.

Kernspaltung - Der Mensch als Naturgewalt:

Nach Vorarbeiten der österreichischen Physikerin Lise Meitner (1878-1968) entdeckten die Chemiker Otto Hahn (1879-1968) und Friedrich Straßmann (1902-1980) 1938 die Spaltung von Urankernen. Otto Hahn bekam dafür 1944 den Nobelpreis für Chemie. Durch den Beschuss mit Neutronen ist der Atomkern verschiedener Elemente spaltbar. Das ist möglich, da Neutronen ungeladene Teilchen sind, die mit den elektrischen Ladungen im Atomkern nicht in Wechselwirkung treten. Beim Vorgang der Kernspaltung wird ein Neutron verbraucht, aber es entstehen gleichzeitig zwei oder drei neue Neutronen. Sie spalten wiederum Kerne und setzen Neutronen frei. Damit wird eine Kettenreaktion in Gang gesetzt. Relativ kleine Materiemengen werden in gewaltige Energiemengen umgewandelt.

Nach einer Kernspaltung scheint ein Teil der Masse verschwunden zu sein. Denn die Masse der Produkte einer Kernspaltung ist geringer als diejenige des spaltbaren Materials. Dass dieser Massenverlust auf die freigesetzte Energie zurückzuführen ist, zeigte uns schon lange vor der ersten Kernspaltung der berühmte Albert Einstein (1879-1955). Ein Teil der Masse (m) wird beim Vorgang der Kernspaltung demnach in Energie (E) umgesetzt. Dass es möglich ist, Masse in Energie umzuwandeln, konnte Einstein bereits sehr viel früher aus der Relativitätstheorie ableiten. Dies war seine berühmte Formel: E = m c². Da der Faktor c, der für die Lichtgeschwindigkeit steht, sehr groß ist, ergibt sich aus der Formel, dass bereits ein kleiner Massenverlust ungeheure Energiemengen freisetzt. Dabei könnte man ein Kilogramm Materie in eine Energie umwandeln, die derjenigen eines Erdbebens gleichkommt.