Kernspaltung


[Zufälliges Halsreißen – executioner with quivering hands]

Ein Berliner Witzbold, der extreme Scherze liebt, hat erklärt, das Wissen von Sprengstoffen sei zu wichtig um es Kapitalisten zu überlassen. Demgemäß hat der Witzbold den Sprengstoff-Verein e.V. und die Ultraliberalen Satanisten gegründet. Richtig ist: Gefährliches Wissen wird nicht dadurch harmloser, dass man es möglichst vielen vorenthält.

Ich habe mich darum entschlossen im Sommersemester 2010 über Kernspaltung zu lesen. Zur Zeit dürfte es sehr wenige Menschen geben, die davon mehr verstehen als ich. Damit sich kernspaltungsbegeisterte StudentInnen vorab über Ort, Zeit und Programm informieren können, habe ich eine Internet-Seite eingerichtet. Vorrangig werden natürlich die physikalischen Grundlagen erörtert. Aber auch einige technische Verfahren sollen besprochen werden: Anreicherung und die wichtigsten Reaktor-Typen. Atombomben finde ich banal.

Was sind die wichtigsten experimentellen Befunde bei der Kernspaltung? Es wird fürchterlich heiß, Neutronen werden ausgespuckt und übrig bleibt Zeug enormer chemischer Diversität, das durchweg hart strahlt. Das Bild oben erklärt die Zusammenhänge zwischen der totalen kinetischen Energie, den diversen Fragment-Größen und der Neutronen-Emission in einfach-anschaulicher Weise. Es ist das zufällige Halsreißen. In meiner Vorlesung wird viel erklärt werden, was in Lehrbüchern nicht steht.

Ulrich Brosa

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24 Antworten to “Kernspaltung”

  1. bloegi Says:

    Link zum Vorlesungsverzeichnis der Uni Marburg

    https://qis.verwaltung.uni-marburg.de/qisserver/rds?state=verpublish&status=init&vmfile=no&publishid=49016&moduleCall=webInfo&publishConfFile=webInfo&publishSubDir=veranstaltung

    „https“ und „qis.verwaltung“: immer die gleichen Dummheiten.

  2. Christian Says:

    In Bezug auf das IWF-Filmchen auf der verlinkten Seite bin ich beeindruckt, daß kernphysikalische Zusammenhänge so anschaulich dargestellt werden können. Leider wohne ich nicht in der Nähe von Marburg, sonst hätte ich gerne mal gastgehört (bin IT’ler)… Vielen Dank!

  3. bloegi Says:

    Im Bereich der elektromagnetischen Wechselwirkungen funktioniert die Quantenmechanik einigermaßen, wenn auch nicht in durchschaubarer Weise. Bei den starken Wechselwirkungen ist die Quantenmechanik nicht mehr als eine Eselbrücke, die nur bei den so genannten magischen Zahlen etwas Wert hat. Das einzig Zuverlässige in der Kernphysik sind die einfachsten und allgemeinsten Erhaltungssätze, wie sie in der Hydrodynamik zum Ausdruck kommen.

  4. Ulrich Brosa Says:

    6.3.2008 Die britische Regierung hat einheimische und internationale Unternehmen aufgefordert, innerhalb der kommenden vier Wochen zu sagen, ob und an welchen Standorten sie am Bau neuer Kernkraftwerke interessiert sind. Die britische Nuclear Decommissioning Authority stellt für das Programm zum Bau neuer Reaktoren bis zu 18 mögliche Standorte mit umfangreichem Baugelände zum Verkauf.
    http://www.faz.net/s/Rub0E9EEF84AC1E4A389A8DC6C23161FE44/Doc~E30E295B0E93C42D1BC4F81D18D0CD209~ATpl~Ecommon~Scontent.html

    24.4.2010 Finnlands Regierung will den Neubau von zwei weiteren Atommeilern gestatten. Der Kraftwerkspark des Landes würde damit von fünf auf sieben Kernreaktoren wachsen.
    http://www.sueddeutsche.de/C5S38U/3323390/Finnland-genehmigt-neue-Atommeiler.html

    25.4.2010 Eine Kette von 100.000 Menschen gegen Atomkraft: Bei der Anti-Akw-Aktion in Norddeutschland hatten auch die SPD und die Grünen große Auftritte. Vielen Demonstranten gefiel das gar nicht
    http://www.stern.de/politik/deutschland/mit-menschenkette-gegen-atomkraft-sigmars-show-1561319.html

    25.4.2010 20 000 demonstrieren gegen Atomkraftwerk Biblis
    http://www.bild.de/BILD/regional/frankfurt/aktuell/2010/04/25/20000-menschen-demonstrieren/gegen-atomkraftwerk-akw-biblis.html

    Jedenfalls ist das Thema heiß.

  5. LeserIn Says:

    Spiegel am 11.05.10 aufgeregt:

    Krebsärzten gehen die Diagnosemittel aus

    Für die Patientin ist es nur ein kleiner Stich, als der Arzt ihr das Technetium-99m spritzt. Doch er bedeutet viel: Bald wird sie Gewissheit haben, endlich. Immer wieder war die Untersuchung verschoben worden, weil für sie kein Kontrastmittel übrig war. Ist der Knoten in der Schilddrüse harmlos – oder Krebs? … Weltweit wird die Substanz allerdings nur von fünf Kernreaktoren produziert. Drei stehen in Europa, einer in Kanada und einer in Südafrika. Jetzt droht erstmals ein totaler Herstellungsstopp: Gleich alle fünf Meiler fallen in den nächsten Monaten gleichzeitig aus, Grund dafür sind Wartungsarbeiten und technische Probleme. … Der Engpass kommt nicht überraschend. Schon seit 2008 ist die Versorgung mit Technetium-99m extrem problematisch. Damals fiel Europas größter Produzent, der High Flux Reactor (HFR) im niederländischen Petten wegen eines Schadens im Kühlkreislauf aus.

    Das radioaktive Technetium kann nur durch Kernspaltung produziert werden.

  6. Ulrich Brosa Says:

    Gerade entdeckt: Zu unserem Film über Kernspaltung gibt es eine Begleitpublikation, in der wesentlich mehr zu lesen ist, als der Film zeigt:

    http://www.iwf.de/iwf/res/mkat/others/bp/02000016940110000000.pdf

  7. LeserIn Says:

    Schweden macht den Atomausstieg rückgängig: Gestern stimmte das Parlament in Stockholm einem Gesetzesvorschlag der liberal-konservativen Koalition unter Premier Fredrik Reinfeldt zu, der den Bau neuer Kernkraftwerke zulässt. Im Gegenzug müssen jedoch alte Meiler vom Netz genommen werden. Mit dem Beschluss will die Regierung der Tatsache Rechnung tragen, dass das Land den wachsenden Strombedarf der Industrie mittelfristig nicht mit alternativen Energieträgern decken kann. …
    Knapp die Hälfte der schwedischen Stromproduktion kommt heute aus den Atomreaktoren.

    WELT 18.06.10

  8. LeserIn Says:

    Eine Serie von instruktiven Grafiken:

    Die wichtigsten Fakten zur globalen Atomindustrie

    http://www.spiegel.de/fotostrecke/fotostrecke-56250.html

    Man sieht den Aufschwung bis 1990 und die zunehmende Überalterung. Der Super-Gau in Tschernobyl war 1986.

  9. Ulrich Brosa Says:

    Der britische Journalist Martin Rees äußert sich abschätzig über den Forschungsbetrieb. Der Hokuspokus drum herum sei nur noch eine Methode um an das Geld anderer heranzukommen.

    http://www.guardian.co.uk/commentisfree/2010/jun/24/rees-makes-religion-out-of-science

  10. Ulrich Brosa Says:

    In der russischen Wikipedia werden unsere Arbeiten über Kernspaltung zitiert, und zwar genau im richtigen Artikel „Djeljenie Jadra“ (=Kernspaltung)

    http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%8F%D0%B4%D1%80%D0%B0

    Schon vor Jahren hat die IAEA (=Internationale Atom-Energie-Agentur), die Auswertung experimenteller Daten auf der Grundlage des "Brosa model" empfohlen:

    http://www-nds.iaea.org/fycrp/extension/pr-2000.pdf
    http://www-nds.iaea.org/reports-new/indc-reports/indc-ccp/indc-ccp-0341.pdf

    Viele international prominente Arbeitsgruppen waren daran beteiligt.

  11. Ulrich Brosa Says:

    Ein ungeheuer schmutziges Video mit Homer als Operator in einem AKW. Die amerikanische Antwort aufs ukrainische Tschjornobühl

    http://www.myvideo.de/watch/1964825/Simpsons_Kernspaltung

  12. LeserIn Says:

    Die derzeit weltweit bekannten Uranvorkommen reichen einer neuen Studie zufolge für mehr als hundert Jahre Energiegewinnung durch die Atomkraft. Mit der Entwicklung neuer Technologien bei Reaktoren und Brennstoffkreisläufen könnten die Vorräte sogar für Tausende Jahre reichen. Das schreiben Forscher in einem Bericht der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA) und der Kernenergie-Agentur Nea der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD), der am Dienstag in Wien vorgestellt wurde.

    Spiegel 21.07.10

  13. Ulrich Brosa Says:

    Skript zur Vorlesung über Kernspaltung vorläufig abgeschlossen, gespiegelt auf http://home.arcor.de/althand/kernspaltung.html

  14. bloegi Says:

    Pflanzen in der Nähe des explodierten Nuklearreaktors bei Tschernobyl können sich der Radioaktivität anpassen,

    Environ. Sci. Technol., 2010, 44 (18), pp 6940–6946

    die Tiere aber nicht: Spiegel 18.3.2009

  15. bloegi Says:

    Die Internationale Energie-Agentur (IEA) schätzt, dass sich die mit Spaltungsreaktoren erzeugte Leistung bis 2050 verVIERfachen wird. Jetzt 370 GW, dann 1200 GW. Im Gespräch sind Kernreaktoren der so genannten 4.Generation. Auf dieser Seite
    http://physicsworld.com/cws/article/indepth/43870
    findet sich eine Tabelle der neuen Typen. Hauptsächlich sollen die Arbeitstemperaturen enorm erhöht werden. Daher seltsame Kühlmittel
    * Wasser jenseits des kritischen Punkts
    * Helium
    * flüssiges Natrium
    * flüssiges Blei
    * flüssiges Salz
    und damit beträchtliche Zunahme der Risiken. Auf der Liste stehen zudem mehrere schnelle Brüter, die massenhaft waffenfähiges Plutonium erzeugen.

  16. physicsworld Says:

    Nuclear reaction defies expectations

    A novel kind of fission reaction observed at the CERN particle physics laboratory in Geneva has exposed serious weaknesses in our current understanding of the nucleus. The fission of mercury-180 was expected to be a „symmetric“ reaction that would result in two equal fragments but instead produced two nuclei with quite different masses, an „asymmetric“ reaction that poses a significant challenge to theorists. …

    http://physicsworld.com/cws/article/news/44571

  17. LeserIn Says:

    Chinas Staatsfernsehen hat einen technologischen Durchbruch beim Recycling von Brennstäben aus Kernkraftwerken gemeldet. Der Nachschub für die heimischen Atomkraftwerke ließe sich mit einer neuen Wiederaufarbeitungsmethode langfristig sichern, berichtete der Sender. Die neue Technologie ermögliche die Verwendung bereits bestrahlter Brennelemente. Bisher kalkulierte das Land dem Bericht zufolge, dass die in China entdeckten Uran-Vorkommen nur für die kommenden 50 bis 70 Jahre ausreichen würden. Die neue Technologie sorge jedoch dafür, dass die Ressourcen für die nächsten 3000 Jahre reichten. Die Uran-Nutzung werde „60-mal effizienter“.

    03.01.11

    Früher kamen derartige Meldungen aus Israel und noch früher aus dem Deutschen Reich.

  18. bloegi Says:

    Erdbeben im pazifischen Ozean vor Japan, Tsunami und außer Kontrolle geratene Kernkraftwerke. Dazu Focus am 13.3.2011:

    Am gefährlichsten ist die Lage im Atomkraftwerk Fukushima Eins. Dort pumpen Experten ein Gemisch aus Meerwasser und Borsäure in den Reaktor Nummer 1. Bor kühlt den Reaktor zusätzlich ab.

    Nein. Das Bor kühlt nicht zusätzlich. Bor wird zugesetzt, weil es einen gigantischen Wirkungsquerschnitt für den Neutronen-Einfang hat. Populär ausgedrückt: Das Bor soll die Neutronen raussaugen.

  19. bloegi Says:

    Bemerkenswert aufrichtiger Artikel über die Bedeutung der diversen Plutonium-Isotope für Kernwaffen und weshalb in manchen Reaktoren die Brennstäbe alle paar Monate ausgetauscht werden, in anderen aber erst nach ein paar Jahren.

    http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/pu-isotope.htm

    Kurz gefasst: 239Pu ist das Lieblingsisotop der Kernwaffen-Konstrukteure. Große Anteile von 240Pu, 241Pu, 242Pu und 238Pu im Sprengsatz erhöhen die Gefahr, dass die Bombe zu früh losgeht und nicht ganz die Sprengkraft entwickelt, die sie nur mit 239Pu hätte. Je länger ein Uran-Brennstab im Reaktor steckt, desto größer sind die erbrüteten 240Pu,241PU,242Pu und 238Pu-Ausbeuten.

  20. Die Kettenreaktionen in Fukuschima gehen weiter « bloegi Says:

    […] meine, dass nur wenige Leute verstehen, was in einem AKW geschieht. Deshalb die an sich bekannte Erklärung der […]

  21. Ulrich Brosa Says:

    Ungefähr die Hälfte der Wärme, die die Erde selbst produziert, entsteht durch radioaktiven Zerfall in ihrem Inneren. Nachweis durch Neutrinos.

    Nature Geoscience (2011) doi:10.1038/ngeo1205

    Published online 17 July 2011

    http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo1205.html

  22. Ulrich Brosa Says:

    Viele schwärmen von der „Schönheit“ explodierender Atombomben:

    http://einestages.spiegel.de/static/topicalbumbackground/17821/_wir_konnten_sehen_wie_die_druckwelle_auf_uns_zurollte.html

    Wenn sie dicht genug dabei gewesen wären, hätten sie keine Zeit zum Schwärmen gehabt.

  23. bloegi Says:

    Die Versuche Krebs durch Bestrahlung kurieren zu wollen sind grauenhaft. Den Kranken, die mit Röntgen-Strahlung trakiert wurden, verbrannte so viel Haut und inneres Gewebe, dass die Patienten nach der Behandlung nicht nur mit dem Krebs, sondern zusätzlich mit Verbrennungen und darauf wuchernden Entzündungen zu kämpfen hatten. Soll es mit Schwerionen-Strahlung besser gehen?

    Für mehr als 100 Millionen Euro ist an der Marburger Uni-Klinik ein Zentrum für innovative Krebstherapie aufgebaut worden – doch die Ionenstrahl-Kanone, Kernstück der Anlage, wird gar nicht genutzt. Zu teuer, sagt der private Betreiber. Jetzt droht der Skandalfall zu eskalieren.
    […]
    So soll in Heidelberg beispielsweise untersucht werden, ob sich mit der Ionenstrahltherapie etwa auch bei Lungen- und Prostatatumoren signifikant bessere Behandlungsergebnisse erzielen lassen als mit bisherigen Methoden.

    Spiegel 20.09.12

    Das Wichtigste im letzten Satz: „soll … untersucht werden, ob sich mit der Ionenstrahltherapie …“ Es gibt keinerlei Evidenz, dass die Schwerionen-Bestrahlung hilft. Wahrscheinlich ist eher das Gegenteil. Wer in die Hände der „Strahlenärzte“ fällt, ist nicht mehr als ein Versuchskaninchen und stirbt im eigenen Interesse besser schnell.

  24. bloegi Says:

    Die Experten des Spiegel am 27.1.2013

    Vor allem der israelische Ministerpräsident Benjamin Netanjahu hat immer wieder vor der vermeintlichen Gefahr durch das auf 20 Prozent angereicherte Uran gewarnt. Einem IAEA-Bericht zufolge verfügte Iran im November vergangenen Jahres über 135 Kilogramm solchen Materials. Für eine Atombombe bräuchte man etwa 250 Kilogramm, die außerdem auf 90 Prozent angereichert werden müssten.

    Die Hiroschima-Bombe war mit satt 50 kg 235U geladen, „hochangereichert“ also ca. 60 kg.

    Man kann auf Anwendungen von Technologien verzichten. Das Wissen über sie zu verschludern wird jedoch tödlich sein.

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