Unterschied zwischen Atomenergie und Kernenergie

Hauptunterschied - Atomenergie vs. Kernenergie

Alle Atome bestehen aus einem Kern und einer Elektronenwolke um den Kern. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen, die subatomare Teilchen sind. Jedes Atom trägt eine bestimmte Menge Energie. Dies wird Atomenergie genannt. Diese Atomenergie umfasst die potentiellen Energien subatomarer Teilchen und die Energie, die erforderlich ist, um die Elektronen in Orbitalen um den Kern herum zu halten. Kernenergie bezieht sich auf die Energie, die durch Spaltung und Fusion des Kerns freigesetzt wird. Der Hauptunterschied zwischen Atomenergie und Kernenergie ist das Atomenergie umfasst Energie, die zum Halten von Elektronen in einem Atom erforderlich ist, während Kernenergie keine Energie enthält, die zum Halten von Elektronen erforderlich ist

Wichtige Bereiche

1. Was ist Atomenergie?
      - Definition, Typen, Beispiele
2. Was ist Atomenergie?
      - Definition, Typen, Beispiele
3. Was ist der Unterschied zwischen Atomenergie und Kernenergie
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Atomenergie, Atomenergie, Einstein-Gleichung, Ionisierungsenergie, Atomenergie, Kernspaltung, Kernfusion, Neutronen, Atomenergie, potentielle Energie, radioaktiver Zerfall

Was ist Atomenergie?

Atomenergie ist die Gesamtenergie, die ein Atom mit sich trägt. Der Begriff Atomenergie wurde erstmals vor der Entdeckung des Kerns eingeführt. Die Atomenergie ist die Summe verschiedener Arten von Energien. 

Arten von Energien 

Atomare Bindungsenergie

Die atomare Bindungsenergie eines Atoms ist die Energie, die erforderlich ist, um ein Atom in freie Elektronen und einen freien Kern zu zerlegen. Es misst die Energie, die erforderlich ist, um Elektronen aus den Orbitalen eines Atoms zu entfernen. Dies wird auch als Ionisationsenergie bei der Betrachtung verschiedener Elemente.

Nukleare Bindungsenergie

Dies ist die Energie, die erforderlich ist, um den Kern in Neutronen und Protonen aufzuteilen. Mit anderen Worten, Kernbindungsenergie ist die Energie, die verwendet wurde, um Neutronen und Protonen zum Kern zusammenzuhalten. Die Bindungsenergie ist immer ein positiver Wert, da Energie verwendet werden sollte, um die Kräfte zwischen Protonen und Neutronen zu halten.

Abbildung 1: Bindungsenergie einiger Elemente

Potentielle Energie des Kerns

Die potentielle Energie ist die Summe der potentiellen Energien aller subatomaren Teilchen in einem Kern. Da die subatomaren Partikel bei einer Kernspaltung nicht zerstört werden, haben diese Partikel immer eine potentielle Energie. Die potentielle Energie kann in verschiedene Energieformen umgewandelt werden.

Energiefreisetzung durch Kernspaltung und Kernfusion

Kernspaltung und Kernfusion zusammen können Kernreaktionen genannt werden. Kernspaltung ist der Prozess, bei dem ein Kern in kleinere Teile gespalten wird. Kernfusion ist der Prozess, bei dem zwei Atomkerne sich zu einem großen Einzelkern verbinden.

Energie freigesetzt bei radioaktivem Zerfall

Instabile Kerne durchlaufen einen speziellen Prozess, den sogenannten radioaktiven Zerfall, um einen stabilen Zustand zu erreichen. Dort können Neutronen oder Protonen in verschiedene Arten von Partikeln umgewandelt werden, die dann aus dem Kern emittiert werden.

Energie von Atomen, die sich in chemischen Bindungen befinden

Verbindungen bestehen aus zwei oder mehr Atomen. Diese Atome sind durch chemische Bindungen miteinander verbunden. Um die Atome in diesen chemischen Bindungen zu halten, ist eine gewisse Energie erforderlich. Dies wird als interatomare Energie bezeichnet.

Was ist Atomenergie?

Kernenergie ist die Gesamtenergie des Kerns eines Atoms. Kernenergie wird freigesetzt, wenn Kernreaktionen auftreten. Kernreaktionen sind Reaktionen, die den Kern eines Atoms verändern können. Es gibt zwei Haupttypen von Kernreaktionen wie Kernspaltungsreaktionen und Kernfusionsreaktionen.

Kernspaltung

Eine Kernspaltung ist die Aufspaltung des Kerns in kleinere Teilchen. Diese Partikel werden Spaltprodukte genannt. Wenn eine Kernspaltung auftritt, ist die endgültige Gesamtmasse der Spaltprodukte nicht gleich der Gesamtanfangsmasse des Kerns. Der Endwert ist auch kleiner als der Anfangswert. Die fehlende Masse wird in Energie umgewandelt. Die freigesetzte Energie kann mit der Einstein-Gleichung gefunden werden.

E = mc²

Wo E die freigesetzte Energie ist, ist m die fehlende Masse und c ist die Lichtgeschwindigkeit.

Eine Kernspaltung kann auf drei Arten erfolgen:

Radioaktiver Zerfall

Radioaktiver Zerfall tritt in instabilen Kernen auf. Hier werden einige subatomare Partikel in verschiedene Partikelformen umgewandelt und spontan emittiert. Dies geschieht, um einen stabilen Zustand zu erhalten.

Neutronenbeschuss

Kernspaltung kann durch Neutronenbeschuss auftreten. Wenn ein Kern von außen mit einem Neutron getroffen wird, kann sich der Kern in Fragmente aufspalten. Diese Fragmente werden Spaltprodukte genannt. Dadurch wird viel Energie zusammen mit mehr Neutronen des Kerns freigesetzt.

Kernfusion

Kernspaltung findet statt, wenn sich zwei oder mehr Kerne miteinander verbinden und einen neuen Einzelkern bilden. Hier wird viel Energie freigesetzt. Die fehlende Masse während des Fusionsprozesses wird in Energie umgewandelt.

Abbildung 2: Kernfusionsreaktion

Die obigen Beispiele zeigen die Fusion von Deuterium (²H) und Tritium (³H). Die Reaktion ergibt Helium (⁴Er) als Endprodukt zusammen mit einem Neutron. Die Reaktion ergibt insgesamt 17,6 MeV.

Kernenergie ist eine gute Energiequelle für die Stromerzeugung. Kernkraftreaktoren sind in der Lage, Kernkraft zur Stromerzeugung zu nutzen. Die Energiedichte der Elemente, die in Kernreaktoren verwendet werden können, ist im Vergleich zu anderen Energiequellen wie fossilen Brennstoffen sehr hoch. Ein großer Nachteil der Nutzung der Kernenergie ist jedoch die Bildung von Atommüll und dramatische Unfälle, die in Kraftwerken auftreten können.

Unterschied zwischen Atomenergie und Kernenergie

Definition

Atomenergie: Atomenergie ist die Gesamtenergie, die ein Atom mit sich trägt.

Kernenergie: Kernenergie ist die Gesamtenergie des Kerns eines Atoms.

Wert

Atomenergie: Die Atomenergie hat einen sehr hohen Wert, da dies die Gesamtenergie ist, aus der ein Atom besteht.

Kernenergie: Die Kernenergie ist aufgrund der hohen Energie, die durch Kernreaktionen freigesetzt wird, ein hoher Wert.

Chemische Verbindung

Atomenergie: Atomenergie umfasst die Energie, die erforderlich ist, um Atome in chemischen Bindungen zu halten, wenn sich Atome in Verbindungen befinden.

Kernenergie: Kernenergie beinhaltet nicht die Energie, die erforderlich ist, um Atome in chemischen Bindungen zu halten

Elektronen

Atomenergie: Atomenergie umfasst die Energie, die erforderlich ist, um ein Atom in freie Elektronen und einen freien Kern aufzuteilen.

Kernenergie: Die Kernenergie umfasst nicht die Energie, die erforderlich ist, um ein Atom in freie Elektronen und einen freien Kern aufzuteilen.

Fazit

Sowohl Atomenergie als auch Atomenergie sind bezüglich Atomen definiert. Atomenergie umfasst die Summe der in einem Atom enthaltenen Energie. Kernenergie umfasst die Energie, die freigesetzt wird, wenn Änderungen am Kern eines Atoms vorgenommen werden. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Atomenergie und Kernenergie.

Referenz: 

1. "Nuclear Fusion". Atomci Archive.National Science Digital Library, n.d. Netz. Hier verfügbar. 28. Juli 2017.
2. "Kernfusion". Kernfusion. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 28. Juli 2017. 

Bildhöflichkeit:

"Bindungsenergiekurve - gemeinsame Isotope" (Public Domain) über Commons Wikimedia
"Deuterium-Tritium-Fusion" Von Wykis - Eigene Arbeit, basierend auf w: File: D-t-fusion.png (Public Domain) über Commons Wikimedia