Hallo,
wenn ich das mal so grob zusammen fasse heißt das, dass ein
Uran-Atom in einem Reaktor durchschnittlich kürzer „lebt“ als in der
freien Natur, weil die Wahrscheinlichkeit einer Spaltung durch ein
Neutron einfach viel höher ist.
Ja, weil Uran normal nicht in so starken Konzentrationen in der Natur vorkommt, dass eine nennenswerte Zahl der beim Zerfall entstehenden Neutronen wieder andere Atome zum Zerfallen bringt. In sehr seltenen Fällen kommt es aber auch in der Natur zu solchen Konzentrationen und damit einem „reaktor-ähnlichen“ Verhalten. Siehe z.b.
http://de.wikipedia.org/wiki/Naturreaktor_Oklo
Und die Spaltprodukte, die ja auch strahlen zerfallen dann
auch schneller (?) und geben dadurch auch Energie ab, die dann
letztendlich zu Strom wird.
Zumindest teilweise zerfallen die Spaltprodukte auch schneller, weil sie ebenfalls von einigen Neutronen mit der für sie richtigen Geschwindigkeit getroffen und so zum Zerfall angeregt werden. Und die Energie die beim Zerfall der Zerfallsprodukte frei wird, die erhitzt natürlich auch das Wasser und dient damit zur Stromerzeugung. Dem Wasser ist es ja letztlich egal, ob es durch den Zerfall eines Uran-Atoms oder eines Thorium-Atoms erwärmt wird 
Aber alle radioaktiven Substanzen eines Brennstabes künstlich
zu spalten scheint ja nicht möglich (Stichwort
Transmutation/zu hoher Energieaufwand?), bzw. auch die
Kettenreaktion bringt dies nicht fertig.
Das Problem ist, dass sich unterschiedliche Isotope nicht auf die gleiche Weise spalten lassen. Die Geschwindigkeiten der Neutronen, die für Uranspaltung gut geeignet sind, können für andere Isotope schlecht geeignet sein. Du müsstest deshalb im Prinzip für jedes Isotop die geeigneten Bedingungen schaffen und das ist in einem Kernreaktor kaum möglich.
Dann sollte duch in „abgebrannten“ Brennstäben immer noch Uran
vorhanden sein.
Da ist schon noch Uran drin, etwa ein Viertel bis ein Fünftel des ursprünglich vorhandenen Uran-235 ist auch in abgebrannten Kernbrennstäben noch zu finden. Irgendwann wird halt der Anteil an Uran-235 zu gering und die Brennstäbe setzen nicht mehr die gewünschte Energie frei. Dann tauscht man sie aus.
Außerdem bestehen die Brennstäbe ja zu rund 95% aus Uran-238. Das eignet sich aber nicht für die Kernspaltung im Reaktor, bleibt ungenutzt und ist auch in ausgebrannten Brennstäben noch drin.
Und zu den „Moderatoren“, die die Kettenreaktion erst möglich
machen, da die Neutronen sonst zu schnell wären, ist ohne
diese eine Kettenreaktion garnicht möglich?
Doch, aber nicht bei der niedrigen Konzentration von nur 4% Uran-235. Es sind ja nicht alle Neutronen die dort entstehen gleich schnell. Es gäbe deshalb auch ohne einen Moderator Neutronen, die die richtige Geschwindigkeit hätten. Aber das wären zu wenige, um die Kettenreaktion in Gang zu halten. Deshalb kommt die Kettenreaktion bei dieser niedrigen Konzentration ohne Moderator zum Erliegen.
Sind die auch in einer Atombombe drin, wo die Kettenreaktion ja
möglichst heftig ausfallen soll?
Grob gesagt: Nein. Dort ist der Anteil an Uran-235 einfach viel höher, rund 90%. Dadurch entstehen einfach so viele Neutronen, dass genügend davon mit der richtigen Geschwindigkeit nahe genug an den Atomkern eines U-235 Atoms kommen und dieses zum Zerfallen bringen. Wenn die Konzentration und die nötige Masse so groß sind, dass dies passiert, dann nennt man das „überkritisch“.
Und wird in einer Atomaren,
unkontrollierten Explosion prozentuell mehr Uran gespalten,
sodass weniger übrigbleibt?
Ich denke, dass in einer Atombombe eher prozentual weniger Uran gespalten wird. Das meiste wird afair nicht gespalten. Die heftige Kettenreaktion läuft ja nur solange ab, solange die Masse überkritisch ist. Das ist sie aber bei der Explosion nur für Bruchteile einer Sekunde, denn dann fliegt das Material ja aufgrund der Explosion auseinander, die Dichte nimmt ab und die Masse ist nicht mehr überkritisch. Ein elementarer Punkt beim Atombomben-Design ist es, die Masse möglichst lange überkritisch zu halten, damit möglichst viel Material gespalten werden kann.
vg,
d.
