Wie soll es weitergehen in Deutschlands Politik?



  • naja uranerz ist eingeschlossen, nicht so konzentriert und strahlt auch deutlich weniger.



  • @abbes sagte in Wie soll es weitergehen in Deutschlands Politik?:

    Wenn ich es richtig verstehe, unterscheidet sich spaltbares (also angereichertes) Material nicht sonderlich vom Uranerz, außer einer leicht höheren Radioaktivität. Ist aber ansonsten ebenso "stabil".

    Du weißt was Isotope und Isomere sind?
    Falls nicht lies Dir vorher die beiden Wikipedia Artikel durch, sonst wird das nachfolgende problematisch. Zur Schreibweise: die Zahl links oben am Chemischenelementsymbol gibt die Anzahl der Nukleonen an, die Zahl links unten die Zahl der Protonen. Leider gibt es hier nicht das passende LaTeX-Packet, deshalb wird die untere Zahl nicht an das Elementsymbol herangerückt wie es eigentlich sein müsste. Letztere ist redundant mit dem Elementsymbol, trotzdem wird es so geschrieben. Isomere schreibt man z.B. als 92238m1U{}^{238m1}_{92}\mathrm{U}, 92238m2U{}^{238m2}_{92}\mathrm{U} was zwei Isomere von 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U} sind.

    Natürliches Uranerz enthält 99,27% 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U} und 0,72% 92235U{}^{235}_{92}\mathrm{U}. Um einen Leichtwasserreaktor (d.h. normales Wasser) betreiben zu können, muss der Anteil von 235U{}^{235}\mathrm{U} auf 3% erhöht werden. Weil sonst der Reaktor nicht überkritisch wird, d.h. keine Kernreaktion abläuft. Ein sogenannter Schwerwasserreaktor würde mit Natururan, d.h. mit dem Isotopenverhältnis aus dem Uranerz funktionieren.

    Was passiert natürlich?
    Unter normalen Umständen zerfällt 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U} mit fast 100% Wahrscheinlichkeit in einem sogenannten Alphazerfall. D.h. aus dem Kern wird ein Heliumkern emittiert. Es entsteht dann 90234Th{}^{234}_{90}\mathrm{Th} (Thorium) und ein Alpha-Teilchen mit 4,27MeV4,27\,\mathrm{MeV} Energie. Das Alpha-Teilchen ist ein 24He2+{}^{4}_{2}\mathrm{He}^{2+} Heliumion, was sich in effektiv durch ein Blatt Papier aufhalten lässt. D.h. Solange es außerhalb des Körpers ist, ist Uran relativ harmlos. Den weiteren Zerfall sieht man in der Uran-Radium-Zerfallsreihe.

    Was passiert im Kernreaktor?
    Im Kernreaktor will man aber viel Energie produzieren, und deshalb reichen die natürlichen Zerfälle nicht aus, weil das viel zu langsam stattfindet und dadurch nur wenig Energie freigesetzt wird. Wenn man sich den Zerfall genauer anschaut, dann findet mit 5,45105%5\mathrm{,}45\cdot 10^{-5}\mathrm{\%} Wahrscheinlichkeit ein Spontanzerfall des 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U}-Kerns statt. Dabei entstehen Neutronen und diverse Bruchstücke. Die Neutronen sind für den Anfang wichtig. Diese Neutronen sind sehr energiereich und treffen direkt auf andere 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U}-Kerne. Schnelle sogenannte thermische Neutronen sind nicht in der Lage 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U}-Kerne zu spalten (es findet einfach ein elastischer Stoß statt), wenn sie entsprechend abgebremst sind, induzieren diese Neutronen aber eine Spaltung der 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U}-Kerne. Das 92235U{}^{235}_{92}\mathrm{U} kommt ins Spiel, weil 92235U{}^{235}_{92}\mathrm{U}-Kerne durch schnelle thermische Neutronen gespalten werden kann. Mit normalen Wasser als Moderator (Bremsmedium für thermische Neutronen) verlieren die Neutronen zu schnell kinetische Energie, so dass die wenigen natürlich stattfindenden Kernzerfälle nicht ausreichen um hinreichend viele „passende“ Neutronen zu produzieren, und die Kernspaltung aufrechtzuerhalten. Das 92235U{}^{235}_{92}\mathrm{U} korrigiert das so, dass das mit normalen Wasser funktioniert.

    Die Neutronen können aber auch vom 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U} absorbiert werden (Brutprozess), dann entsteht 92239U{}^{239}_{92}\mathrm{U}, was relativ schnell (Halbwertszeit 23,45 Minuten) zu 93239Np{}^{239}_{93}\mathrm{Np} (Halbwertszeit 2,3565 Tage) und dieses wiederum in 94239Pu{}^{239}_{94}\mathrm{Pu} zerfällt. Falls aber das 92239U{}^{239}_{92}\mathrm{U} schnell noch ein weiteres Neutron absorbiert, dann entsteht 92240U{}^{240}_{92}\mathrm{U}. Das gleiche kann auch noch mit anderen Wahrscheinlichkeiten mit 92235U{}^{235}_{92}\mathrm{U} passieren.

    In den abgebrannten Brennstäben findet sich grob formuliert folgendes:

    • Die Überreste des ursprünglichen Brennstoff d.h. 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U} und 92235U{}^{235}_{92}\mathrm{U}.
    • Isotope aus den natürlichen Zerfallsreihen von 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U} und 92235U{}^{235}_{92}\mathrm{U}.
    • Spaltprodukte
    • Produkte des Brutprozesses (d.h. diverse Actinoide)

    Actinium ist der Namensgeber der Actinoide: Actinium, Thorium, Proactinium, Uran, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium und Lawrencium.

    Ergänzung: Alles bis hinauf zum Fermium kann bei Brutprozessen entstehen. Mendelevium und schwerer kann nur durch spezielle Beschleuniger absichtlich erzeugt werden, und nicht in einem Kernspaltungsreaktor als Nebenprodukt entstehen.

    Was genau macht den Unterschied, ob man ein verbrauchtes Brennelement in der Erde hat, oder Uranerz?
    Abgesehen vom toxischen Plutonium.

    Alle Actinoide sind Schwermetalle, und wenn sie sich lösen lassen sind sie sehr chemisch toxisch. Die Gefahr hängt von der konkreten chemischen Verbindung ab. Das bekannte UF6\mathrm{UF}_6 ist beim Einatmen letal. Uranhexaflorid wird für die Einreicherung benutzt, da es gasförmig ist und natürlich nur das Isotop 919F{}^{19}_{9}\mathrm{F} vorkommt. D.h. die Masse des Moleküls hängt nur vom Uranatom ab.

    Wie radioaktiv gefährlich das jeweilige Isotop ist, muss man in den Listen nachlesen. Plutonium gefährlich, Uran ungefährlich ist eine unterkomplexe Aussage. Je kürzer die Halbwertszeit ist, desto höher ist die Aktivität. Dazu kommt wie zerfällt ein Isotop: Alpha-, und Beta-Zerfall sind relativ harmlos (Aber nur außerhalb des Körpers!), aber Gamma-Zerfall und Neutronen bei der Spontanspaltung sind sehr gefährlich, weil die Strahlung den Körper stark schädigen kann. D.h. Mist schädigt einem schon, wenn es nur in der Nähe herumliegt.

    Alle radioaktiven Isotope sind gefährlich, wenn man sie im Körper aufnimmt. Besonders gefährlich sind alle Elemente, die im Stoffwechsel genutzt werden, z.B. das bei der Kernspaltung entstehende 53131I{}^{131}_{53}\mathrm{I} (Iod) lagert sich in der Schilddrüse ein, und kann diese aus nächster Nähe kräftig schädigen. Bei anderen Stoffen besteht zumindest die Chance, dass man sie rechtzeitig wieder ausscheidet und so der Schaden geringer ist.

    D.h. keine der Radionuklide darf etwa in den Trinkwasserkreislauf oder die Nahrungskette kommen.

    Die Spaltprodukte sind zwar sehr gefährlich, aber sie haben meistens sehr kurze Halbwertzeiten, und weil es sich um leichte Elemente handelt zerfallen sie oftmals direkt in stabile Isotope. Technisch kann man daher die meisten dieser Isotope verglasen und endlagern. Das Glas sorgt für einen flexiblen Einschluss, d.h. es gibt durch die Wärme keine Risse und keine Radionuklide können austreten. Wenn die Behälter durchgerostet sind, sind die Radionuklide weg. Mag sagt in der Physik, dass 10 (ca. 1/1000 noch vorhanden) bis 20 (ein Millionstel noch vorhanden) Halbwertszeiten notwendig sind bis das Zeug ungefährlich ist.

    53131I{}^{131}_{53}\mathrm{I} wären das 80 bis 160 Tage. Zum Vergleich die Halbwertszeiten von ein paar Actiniode:

    • 92238U{}^{238}_{92}\mathrm{U} 4,51094\mathrm{,}5\cdot 10^9 Jahre, 92234U{}^{234}_{92}\mathrm{U} 24550 Jahre
    • 94239Pu{}^{239}_{94}\mathrm{Pu} 24110 Jahre, 94244Pu{}^{244}_{94}\mathrm{Pu} 80 Millionen Jahre
    • 95243Am{}^{243}_{95}\mathrm{Am} 7370 Jahre
    • 96248Cm{}^{248}_{96}\mathrm{Cm} 348000 Jahre

    warte da einmal 20 Halbwertszeiten ab. Diesen Mist wirst Du nie wieder los, da man es einmal tief aus dem Erdinnern heraus geholt hat bzw. erbrütet hat und nun ist es da.



  • @john-0 Danke, das mal so schön zusammengefaßt zu bekommen. Die wenigsten wissen, worüber sie schwafeln, ein paar Sachen habe ich selber wieder nachgeschlagen, weil sie aus meinem Erinnerungskreis entschwunden waren.



  • @john-0

    Diesen Mist wirst Du nie wieder los, da man es einmal tief aus dem Erdinnern heraus geholt hat bzw. erbrütet hat und nun ist es da.

    Gewagte Aussage. Es gibt bereits Ansätze und wir stehen damit erst am Anfang.

    Gibt es Ansätze, die Halbwertszeit von Atommüll zu verkürzen?
    Lässt sich Atommüll zur Energiegewinnung nutzen, kann man also eine Art Atommüllrecyclingkraftwerk bauen?

    Ja, es gibt Ansätze, hochradioaktiven langlebigen Abfall so zu behandeln, dass seine Strahlung deutlich schneller abklingt. Das Verfahren heißt Abtrennung und Umwandlung, im Fachjargon
    „Partitioning und Transmutation“: Die hochradioaktiven Bestandteile werden zunächst aus den abgebrannten Brennstäben herausgelöst, zu neuen “Brennelementen“ umgearbeitet und dann durch Beschuss mit sehr energiereichen Neutronen in andere Stoffe umgewandelt. Diese haben kürzere Halbwertszeiten oder sind sogar stabil, also nicht mehr radioaktiv.

    Im Labor konnten alle wesentlichen Schritte dieses Verfahrens bereits durchgeführt werden. Ob es auch in der großtechnischen Anwendung funktioniert, soll in einer experimentellen Pilotanlage (MYRRHA) im belgischen Kernforschungszentrum in Mol erprobt werden. Das Verfahren könnte nach Meinung vieler Wissenschaftler die Menge des hochradioaktiven Abfalls aus Kernkraftwerken, der sicher endgelagert werden muss, reduzieren und die Dauer der Endlagerung drastisch verkürzen.

    https://www.wissenschaft-im-dialog.de/projekte/wieso/artikel/beitrag/gibt-es-ansaetze-die-halbwertszeit-von-atommuell-zu-verkuerzen-laesst-sich-atommuell-zur-energiegewinnu/



  • den ansatz der endlagerung im salzbergwerk gabs es vor 50 jahren auch schon mal und alle waren sie sehr zuversichtlich. richter haben ihre weiche wissenschaft zum besten gegeben und alle einwände ignoriert und man hat es ausprobiert. was am ende dabei rausgekommen ist, sieht man dann ja, wenn man nach asse ii sucht. 🙄

    man muss also nicht sonderlich viel auf versprechungen geben, die im konjunktiv formuliert sind.

    von der transmutation hat man mir übrigens vor 15 jahren schonmal etwas erzählt. es wird wohl so ein dauerläufer sein, wie die kernfusion......



  • @Provieh-Programmierer sagte in Wie soll es weitergehen in Deutschlands Politik?:

    Gewagte Aussage. Es gibt bereits Ansätze und wir stehen damit erst am Anfang.

    Das Thema Spallation hatte ich bereits angeschnitten. Aber einige Parteien wollen diesen Weg aus ideologischen Gründen nicht gehen, und haben in der Vergangenheit die Forschung an der Spallation sabotiert.



  • @john-0
    das wird doch gemacht, oder sehe ich das falsch? https://de.wikipedia.org/wiki/Europäische_Spallationsquelle



  • @john-0 Sehr ausführlich 🙂
    Danke dir 👍🏻



  • @Wade1234 sagte in Wie soll es weitergehen in Deutschlands Politik?:

    @john-0
    das wird doch gemacht, oder sehe ich das falsch? https://de.wikipedia.org/wiki/Europäische_Spallationsquelle

    Mittlerweile wird in Deutschland wieder Geld in diese Forschung investiert. Nur das war einige Jahre nicht so.



  • ziel erreicht würde ich sagen...... d.h. eigentlich ja nicht, weil die anlage ja noch gebaut wird und das thema spallation daher weiterhin nur eine idee ist.😉


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