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(H O) bildet und praktisch unbegrenzt in der Natur vorhanden ist. Uran- und horium-
lagerstätten mit einer Konzentration c > ,% (1kg Mineral pro 1t Gestein) werden zur
Zeit als abbauwürdig angesehen. Es gibt einen gezielten Uranabbau, horium wird dage-
gen mehr als Beiprodukt beim Abbau der Lanthaniden gewonnen. Unter den Lanthaniden
versteht man alle Elemente mit den Ordnungszahlen zwischen denen des Lanthan( Z = )
und des Luthetium ( Z = ).
Die eigentliche Energie im Uran und horium ist die Kernenergie , genauer die Bin-
dungsenergie der Nukleonen im Atomkern. Damit unterscheidet sich diese Energieform
grundlegend von der chemischen Energie der fossil biogenen Energieträger: Letztere ent-
spricht der Bindungsenergie der Elektronen in der Atomhülle.
Bereits am Anfang dieses Kapitels wurde darauf hingewiesen, dass die Kernenergie an-
gesehen werden kann als Ausgangs- oder Fundamentalform fast aller auf der Erde vorhan-
denen Energiereserven. Ausgangsenergie deswegen, weil die Solarenergie ihren Ursprung
in den Kernreaktionen der Sonne hat. Dass bei den Kernreaktionen Energie frei wird, liegt
daran, dass die Bindungsenergiedes Nukleons einen minimalen Wert von−,MeV (sie-
he Tab. 2.2 und 2.3 ) besitzt, wenn die Nukleonen zu einem Kern in der Nachbarschat des
Eisenkerns ( Z = ) gebunden sind. Werden daher zwei leichte Kerne zu einem leichteren
Kern als dem Eisenkern vereinigt, so wird ein Überschuss an Bindungsenergie frei, der sich
in thermische Energie umwandelt. Diesen Prozess bezeichnet man als Fusion .DieFusion
vonvierProtonenzueinemHeliumkern( He) ist der Prozess, der in der Sonne abläut
und der Sonne eine Oberflächentemperatur von 5800 K beschert.
Auf der anderen Seite kann auch ein sehr schwerer Atomkern in zwei leichtere Atom-
kerne zerlegt werden, von denen jeder aber schwerer als der Eisenkern sein muss. Auch bei
diesem Prozess wird Bindungsenergie frei, man bezeichnet diesen Prozess als Spaltung .
Aus Gründen, auf die wir erst auf der P-Ebene eingehen werden, ist die Spaltung tech-
nisch nur durchführbar mit den Kernen U, U( Uran )und Pu ( Plutonium ). Auch
die Wasserstofffusion kann auf der Erde nicht mit der gleichen Reaktion wie in der Son-
ne durchgeführt werden, sondern erfordert die Wasserstosotope Deuterium (d oder H)
und Tritium (t oder H). Während Deuterium, gebunden im Wasser,auf der Erde vorhan-
den ist, muss Tritium erst aus Li (Lithium) erzeugt werden. Die Physik der Kernfusion
und der mit ihr verbundenen Kernreaktionen werden wir später besprechen. Wir wollen
zunächst die Kernspaltung genauer diskutieren und uns dann im Abschn. 5.4 der Kernfu-
sion zuwenden.
Von den spaltfähigen 2 Atomkernen ist nur das U in der Natur vorhanden, und zwar
als geringe Beimischung mit einem Anteil von 0,7 % im natürlichen Uranerz. Bei den rest-
lichen 99,3% handelt es sich um das U, das nicht spaltfähig ist. Die beiden anderen
spaltfähigen Kerne Uund Pu müssen zunächst durch Brutreaktionen mithilfe von
2 Spaltfähig heißt, dass der Kern erst nach Einfang von thermischen Neutronen spaltet.
 
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