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Bakhtosh
06.21.2012 , 03:46 AM | #247
Die ewige Diskussion



Es kommt immer wieder die Frage auf was die Zukunft bringt. Und da war natürlich der Podcast von Qctacun der sehr viel Anklang gefunden hat.

Ich

Es wird keine vernünftigen neuen Elemente mehr geben , und wenn zerfallen sie praktisch sofoer wieder.

Gildenkollege

Du kannst nicht wissen was man in 1000 Jahren hat

Ich

Auch in 1000 Jahren gelten die Naturgesetze und neue Elemente kann man zwar erschaffen und die können es in das Periodensystem schaffen, aber die sind so was von instabil das sie sofort wieder zerfallen, weil der Atomkern die Protonen nicht halten kann ( Starke Wechselwirkung)

Gildenkollege ( studiert Metallurgie )

Als man Stahl schmiedete, hat mal einer den brüchigen Stahl in Kohle gehalten und er wurde fester. Wie du siehst geht es doch, das man Materialien verändern kann. Das heißt nicht das man so ein neues Element in der Schublade findet und es wird schwer sein es herzustellen aber die Möglichkeiten bestehen.

Ich ( beiss schon so langsam in mein Keyboard )

Du vergleichst chemische Ablaufe mit quantenmechanischen. Das ist wie Obst mit Gemüse zu vergleichen. Quantenmechanische Abläufe lassen sich nicht beeinflussen. Mit was sollte das gehen ? Das kleinste Energiespektrum ( was ich kenne ) sind Gammastrahlen und die sind einfach zu groß für Quanten ( Elementarteilchen )

Gildenkollege

Vielleicht gibt es in 1000 Jahren Energieformen die wir heute noch nicht haben



So .... diese Diskussion kann man ewig so weiterführen. Einige Leute wollen einfach nicht zuhören oder verstehen oder mich einfach nur in den Wahnsinn treiben.

Natürlich habe ich auch eine feste Meinung über die Physik und bin schwer von meinem Standpunkt abzubringen.

Ich sage immer das Wissenschaft nicht in Stein gemeißelt ist, aber bestimmte Dinge werden sich halt auch in der Zukunft nicht ändern.

Dazu gehört für mich das quantenmechanische Abläufe sich nicht beeinflussen lassen ( wenns nicht stimmt haut mir principat oder werjo auf die Finger)

Radioaktive Halbwertszeit

Beim radioaktiven Zerfall ist die Halbwertszeit diejenige Zeitspanne, in der die Menge und damit auch die Aktivität eines gegebenen Radionuklids durch den Zerfall auf die Hälfte gesunken ist.50% der Atomkerne haben sich unter Aussendung von ionisierender Strahlung in ein anderes Nuklid umgewandelt; dieses kann seinerseits ebenfalls radioaktiv sein oder nicht. Für jedes Nuklid ist die Halbwertszeit eine feste Größe, die sich nicht (nur in Ausnahmen ganz geringfügig) beeinflussen lässt.

Nun habe ich zufällig bei einem Interview mit dem Lesch was gehört, dass man die Halbwertzeiten von radioaktivem Material doch verkürzen kann.

Harald Lesch bei Pelzig

http://www.youtube.com/watch?v=BWnSnrKPcYs

Man umgeht die quantenmechanischen Abläufe und bedient sich eines Tricks....


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.
Hochradioaktive Atome in Brennstäben

In heute üblichen Kernkraftwerken wird das Isotop Uran 235 für die Energiegewinnung genutzt. Isotope sind Atome einer Elementsorte. Sie haben alle die gleiche Anzahl an positiv geladenen Teilchen (Protonen) in ihren Kernen, unterscheiden sich aber durch die Zahl der neutralen Teilchen (Neutronen) dort. Der Kern des Uran 235 etwa enthält 92 Protonen und 143 Neutronen, bei Uran 238 sind es ebenfalls 92 Protonen, aber 146 Neutronen. Dringt ein weiteres Neutron in den Kern des Uran 235 ein, wird das Isotop instabil und zerfällt. Es entstehen zwei leichtere Atomkerne und zwei bis drei einzelne Neutronen. Die ebenfalls frei werdende Wärmeenergie wird zur Stromerzeugung genutzt.

Treffen die losgelösten Neutronen auf ein weiteres Uran 235, läuft erneut eine Kernspaltung ab. Es kommt zur Kettenreaktion, die bei kontrolliertem Verlauf die Wärme- und Stromerzeugung im Kernkraftwerk sicher stellt. Die Neutronen können aber auch auf andere Uran-Isotope treffen, die ebenfalls in den Brennstäben enthalten sind, etwa auf Uran 238. Auch dann kommt es zu Umwandlungsprozessen. Es entstehen andere hochradioaktive Atome, vor allem Plutonium, Neptunium, Americium und Curium.
Umwandlung in weniger strahlende Isotope

Etwa ein Prozent der abgebrannten Brennstäbe besteht aus diesen hochradioaktiven Isotopen. Sie strahlen sehr lange und haben Halbwertszeiten zwischen zehntausenden und hunderttausenden Jahren. Beim Zerfall senden sie unter anderem Alpha-Strahlung aus, die bei Aufnahme in den menschlichen Körper die Zellen stark schädigt. Das Verfahren der Transmutation soll diese Stoffe in Isotope umwandeln, deren Radioaktivität deutlich schneller abklingt.

Dazu müssen sie zunächst, etwa durch chemische Reaktionen, aus den Brennstäben herausgelöst werden. Die abgetrennten Isotope werden zu neuen „Brennelementen“, so genannten Transmutationselementen, verarbeitet und in einer Transmutationsanlage mit sehr energiereichen Neutronen bestrahlt. Dadurch kommt es, ganz ähnlich wie im Kernkraftwerk, zur Kernumwandlung und zur Spaltung der Isotope. Es entstehen Isotope mit geringeren Halbwertszeiten.

Verkürzte Endlagerung

Das Verfahren der Abtrennung und Umwandlung kann mehrfach wiederholt werden. Nur die dann übrig bleibenden „Reste“ sowie Bestandteile, die bei der Abtrennung der hochradioaktiven Isotope aus den abgebrannten Brennstäben der Kernkraftwerke übrig bleiben, müssten sicher endgelagert werden. Dies wäre allerdings nicht über sehr lange geologische Zeiträume von mehreren hunderttausend Jahren erforderlich, wie bei den unbehandelten Brennelementen aus Kernkraftwerken. Stattdessen würde eine Endlagerung über einen historischen Zeitraum von etwa 500 Jahren ausreichen.
Obwohl die Neutronen in einer solchen Transmutationsanlage aufwändig erzeugt werden müssen, produziert die Anlage mehr Energie, als sie für ihren Betrieb benötigt. Die restliche Energie könnte also zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Dient die Anlage auch nicht in erster Linie diesem Zweck, so könnte man doch von einem „Atommüllrecyclingkraftwerk“ sprechen.
Pilotanlage in 20 Jahren

Noch ist dies allerdings Zukunftsmusik und viele Fragen, etwa zur Abtrennung der hochradioaktiven Isotope, zur Brennstoffherstellung, zur Materialwahl und zur Neutronenerzeugung, müssen noch geklärt werden. Bis eine erste Demonstrationsanlage ihren Betrieb aufnimmt, dürften noch an die 20 Jahre vergehen.
Angesichts der internationalen Renaissance der Kernenergie sehen viele Wissenschaftler in diesem Verfahren jedoch eine wichtige Alternative zur direkten Endlagerung, die unter dem Gesichtpu**nt der Rückholbarkeit auch wissenschaftlich vorangetrieben und technisch umgesetzt werden muss. Zurzeit werden weltweit 57 neue Kernkraftwerke in 14 Ländern gebaut.

Wie funktioniert eine Transmutationsanlage?

Eine Transmutationsanlage besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: einem Protonenbeschleuniger, einem so genannten Spallationstarget und dem „Brennelement“ mit den hochradioaktiven Isotopen.

Die ersten beiden Komponenten dienen der Erzeugung sehr energiereicher Neutronen. Protonen aus dem Beschleuniger rasen mit hohen Geschwindigkeiten auf das Spallationstarget, das aus einem schweren flüssigen Metall besteht. Beim Aufprall zerplatzen die Metallatome und pro Proton werden bis zu 50 Neutronen freigesetzt. Mit diesen sehr energiereichen Neutronen werden die umzuwandelnden Isotope in den um das Spallationstarget angeordneten „Brennelementen“ beschossen. Durch Kernumwandlung und Kernspaltung entstehen Isotope mit leichteren Kernen. Diese haben eine weitaus geringere Radiotoxizität (das ist die gesundheitliche Gefährdung für den Menschen) und eine kürzere Halbwertszeit.

Kein GAU

Anders als beim Leichtwasserreaktor (das ist der heute am häufigsten verwendete Kernkraftwerkstyp) stammen die energiereichen Neutronen nicht aus einer sich selbst erhaltenden Kettenreaktion. Vielmehr müssen sie extern erzeugt werden. Wird der Protonenstrahl, der die Neutronen aus dem Spallationstarget herausschlägt, abgeschaltet, entstehen keine weiteren Neutronen, die Spaltung stoppt. Die Gefahr eines Kernschmelzunfalls (auch GAU genannt), bei dem die Kettenreaktion außer Kontrolle gerät und der Reaktor „durchbrennt“, besteht also nicht. Bestehen bleibt jedoch die grundsätzliche Gefahr der Proliferation, also der Herstellung und Weitergabe von Material zum Atombombenbau. Aufgrund der hohen Strahlung und Giftigkeit der Transmutations-Brennelemente, die nur mit Robotern gehandhabt werden können, scheint ein Missbrauch jedoch unwahrscheinlich.

Meine Meinung ist, das wir rein technologisch vorhersagen können was die Zukunft bringt oder nicht bringt.
Das Argument ...vor 200 Jahren haben die auch gesagt man wird nie zum Mond fliegen können, dass gilt leider nicht mehr. Die Naturwissenschaften greifen so stark ineinander das und dank der Vernetzung,uns kaum was entgeht.

Also ... keine neuen Elemente mit denen wir was anfangen können, keine Überlichtgeschwindigkeit, keine fliegenden Autos a`la " Zurück in die Zukunft", kein Fluxkompensator, keine künstliche Schwerkraft, keine Energiewaffen in Handformat wie in Star Wars, keine Antimaterie für Antriebe, kein Beamen.

Und ET war auch noch nicht hier..... Ätschibätschi



MFG

Bak
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