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  • saxenland

54 Beiträge seit 27.04.2017

Bissel Urania-Physik und Behandung radioaktiver Restbrennstoffe

Hallo Kraut24,

das sind einfach zwei Kategorien, die natürlich Gemeinsamkeiten haben. "Strahlend" bezieht sich allgemein auf abgegebene ionisierende Strahlung, das zweite auf den Sekundäreffekt Wärme.

Bei der "Bremsung" der Strahlung entsteht immer Wärme, die man von den Erzeugern abführen muss und nachfolgend technisch nutzen kann.

Entscheidend ist die Qualität der auftretenden Strahlung an der Quelle. Es gibt Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlung.
Erstere hat eine gewisse Sprengkraft, weil daraus Helium entsteht. Hat man die Quelle hermetisch gekapselt, kann es nicht entweichen. Alpha-Strahlung ist krebserregend, aber sehr leicht abschirmbar und hat keine Distanzwirkung.
Beta- und Gammastrahlung hat eine gewisse Ähnlichkeit mit Röntgen- oder Elektronenstrahlung. Es entstehen keine direkten gasförmigen Produkte und es werden keine anderen (chemischen) Elemente radioaktiviert. Es hat biologische Wirkung und muss abgeschirmt werden.
Die Neutronenstrahlung kann einerseits zur Fortsetzung der Kettenreaktion führen und andererseits durch induzierte Kernspaltung zu geänderten Zerfallsreihen. Somit muss die Intensität kontrolliert klein gehalten und abgeschirmt werden. Es sind genau diese Neutronen, die im AKW das Wasser zum Kochen bringen und die Turbinen treiben.

Die Verursacher dieser Phänomene sind aber ganz verschiedene chemische Elemente, deren einzelne Isotope sich in verschiedenen radioaktiven Zerfallsreihen befinden und bei deren Durchlauf (mit Halbwertszeiten) derartige Strahlungen auftreten. Beim großtechnischen Betrieb von AKW treten verschiedene Prozesse auf, die mit den hohen Neutronenflüssen und den "verunreinigten" Materialien zusammenhängen. Dem Neutronenfluss ist das Brennelement mit Brennstoff, Hülle und Kühlmittel (Wasser+X) ausgesetzt. Weiterhin das Reaktordruckgefäß sowie die darin befindlichen Steuer- und Regeleinrichtungen (Absorberstäbe), im geringeren Ausmaß durch Lecks in den Brennelementen alle Komponenten des Primärkreislaufes.

Für die Wiederaufarbeitung und das Endlager sind die abgebrannten Brennelemente mengenmäßig wichtig. Diese enthalten einen sehr hohen Anteil unverbrauchten Brennstoffes (teilweise >40%), einen großen Anteil weiterhin "tauben" Urans 238 sowie einen kleinen Rest (teilweise) hochstrahlender giftiger Isotope von Elementen wie Plutonium und Thorium.
Beim Kraftwerks- und Anlagenrückbau gibt es weit mehr Isotope und kontaminierte Stoffe, aber in weit geringeren Konzentrationen.
Die chemisch-technischen Prozesse zur Trennung der chemischen Elemente der abgebrannten Brennelemente werden ebenso wie die primäre Herstellung weltweit (hinreichend) sicher beherrscht. Es ist deshalb schwer verständlich, weshalb die der Erstnutzung nachfolgende Aufarbeitung in DE grundlegend verweigert wurde und damit ein riesiger Müllberg unsortierten Abfalls erzeugt wurde. Man könnte diesen gewichtsmäßig auf weniger als 10% reduzieren und die 90% als völlig unproblematisch in den Kreislauf zurückführen. Und ich wage mal die These, Deutschland könnte auf Jahre hinaus auf den Import "frischen" Urans verzichten und vom eigenen Müll leben.
Und das wäre durchaus als nachhaltig zu bezeichnen, da ein großer Anteil aufzuwendender Energie bei bergmännischer Förderung, Erzanreicherung, -verarbeitung und nachfolgender Isotopenanreicherung eingesetzt wird. Unser "Abfall" ist dagegen der energiehaltige Honig, den wir noch mehrmal lutschen können.

Du bringst am Ende einen "weniger gefährlichen Zustand" ein. Man weiß seit langem, dass man diesen beschleunigt erreichen kann. Bereits zu Beginn der 90er Jahre gab es in DE Forschungsarbeiten zur gezielten "Verbrennung" langlebiger, stark strahlender Nuklide. Damit war die gezielte Überführung solcher Isotope durch Bestrahlung in schnellere Zerfallsreihen mit verbesserter Handhabung gemeint. Diese Forschung (zumindest deren DDR-Teil) wurden aber eingestellt und deren Träger teilweise zur Emigration veranlasst. Interessanterweise wurden gerade in dieser Zeit seitens des US-Energieministeriums entsprechende Vorhaben aufgelegt. Die Bearbeiter gingen damals von etwa 20jähriger Grundlagenforschung aus, was eigentlich zeitlich jetzt abgelaufen wäre.
Es ist also nicht die geringe Restwärme wichtig, sondern die Entgiftung dieser Abfälle für die Biomasse des Planeten. Und eine wirkliche Restmenge können wir dann gut untertage deponieren, bis unsere Kindeskinder schlauere Anworten als wir geben können.

Falls jetzt doch Interesse an einigen Begriffen geweckt wurde, kann bestimmt die Wikipedia aushelfen. Ich wollte einfach nur mal die "Ahnung" etwas befördern, nach Deinem Tiefstapeln von Null wegbringen. Wissen sieht dann noch deutlich anders aus.

Viele Grüße von saxenland

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