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Transmutation ist die Umwandlung von einem chemischen Element in ein anderes, wobei ein Element dadurch definiert wird, wieviele Protonen es hat. Es ist möglich, dass sich ein Proton in ein Neutron wandelt, ein Neutron in ein Proton, ein größerer Kern einen Heliumkern verliert oder ein freies Neutron gewinnt, sich ein Stück eines Kern absplittert oder sogar ein schwerer Kern in der Mitte spaltet. Bei all diesen Prozessen wandelt sich ein Element in ein anderes um. Meistens passiert das nicht nur einmal und dann ist alles vorbei, sondern in der Regel braucht es etwas Zeit und mehrere Zwischenstadien, bis wieder alles stabil im Atomkern ist. All diese Reaktionen benötigen hohe Energien, weil die Bindungsenergien im Kern übertroffen werden müssten, was in der Realität mehrere 100keV bis GeV bedeutet. Das ist zwar für ein einzelnes Atom eine Menge Energie, aber makroskopisch sprechen wir hier meist eher nur von 100W Leistung …. oder so.

Theoretisch ist es heute möglich jedes Element in jedes andere umzuwandeln. Nur braucht man dafür so viel Energie, dass es sich eigentlich nicht lohnt.

 

Alle “Kurz notiert:” Artikel gibt es hier.

 

Kommentare (6)

  1. #1 Uli
    22. Januar 2018

    Die Transmutation wird ja auch immer aus dem Hut gezaubert, wenn es darum geht, die Atommüll-Problematik zu verharmlosen.

    Dann heißt es immer: “Aber dieser tolle Atommüll, den können wir per Transmutation in ganz toll viel Energie umwandeln, also warum produzieren wir nicht noch mehr davon??”

    Könnte man bitte “kurz notiert” darlegen, warum das Quatsch ist?

    • #2 Tobias Cronert
      22. Januar 2018

      Naja über Transmutationsreaktoren könnte man sicher auch noch mal den ein oder anderen Artikel füllen… und dem ganzen auch auf wesentlich verschiedenen Komplexitätsebenen gegenübertreten.

      Fakt ist, wie du ja schon gesagt hast, dass wir in den nächsten 50 Jahren keine Technologie haben werden um mit langlebigem Atommüll irgendwas vernünftiges anzufangen (geschweige denn eine positive Energiebilanz).

      Aber theoretisch ist mit Transmutation halt schon so einiges möglich …theoretisch halt. Deswegen ist es in so Diskussionen auch immer so verführerisch.

  2. #3 Uli Schoppe
    22. Januar 2018

    Danke für die Antwort :)

  3. #4 Engywuck
    23. Januar 2018

    Eines der Probleme an Transmutations-Reaktoren ist, dass man eben immer noch mit “Atommüll” hantiert, bzw. diesen sogar aufarbeiten muss, da man ja stabile “Neutronenfresser” nicht drinhaben will und Nuklide geeigneter Lebensdauer (grob: HWZ einzelne bis einige zehn Jahre, alternativ ab etlichen Jahrmillionen) entfernen sollte, bevor unangenehme Halbwertszeiten entstehen.

    (Exkurs: Bei Halbwertszeiten von z.B. 30 Jahren ist nach 300 Jahren (=10 HWZ) “nichts” mehr vorhanden, und 300 Jahre sind überschaubar. Plutonium ist unangenehm, weil Pu-239 eine HWZ von ca. 24.000 Jahren hat – und 240.000 Jahre sind auch geologisch problematisch. Ab einer HWZ von etlichen Jahrmillionen ist der Stoff wieder angenehmer, weil er dann nur noch eine geringe Aktivität aufweist. Umgekehrt sind HWZ von nur einigen Tagen bis Sekunden wegen der extrem hohen Aktivität technisch sehr lästig)

    Je nach Funktionsprinzip des Transmutationsreaktors muss man das soweit treiben, dass man problemlos Material für Kernwaffen abzweigen kann – das will man also nicht in der Hand von “Schurkenstaaten” sehen.

    Zudem können bei der Aufarbeitung immer Fehler passieren und es muss teilweise mit stark ätzenden und/oder giftigen Stoffen gearbeitet werden. Das will man also nicht gerade in einem dicht besiedelten Gebiet haben (so überhaupt) – La Hague und Sellafield/Windscale lassen grüßen. Ein Transport der teils hochradioaktiven Teilbestandteile ist auch schwer sicher durchzuführen, so dass die Aufarbeitung idealerweise “vor Ort” stattfinden müsste. Teilweise entstehen auch radioaktive Gase – die kann man zwar theoretisch über Kühlfallen abtrennen, aber eine dauerhafte Lagerung bei unter -100°C ist eher utopisch.

    Alles Gründe, warum Transmutation es zumindest extrem schwer hat – nicht nur in Deutschland.

    • #5 Tobias Cronert
      23. Januar 2018

      Die Transmutation steckt mehr oder weniger an der gleichen Schwelle fest, wie die Flüssigsalzreaktoren oder die Fusonsforschungs. Theoretisch funktionieren die Konzepte bestens und in kontrollierten Laborbedingunngen kann man sie auch reproduzieren. Aber um es auf einer sinnvollen Skala zu betreiben fehlen die Hochleistungsmaterialien und der unerschöpfliche Energievorrat. Viele Physiker tun dies gerne als “Ingenieursprobleme” ab, die “sich ja sicher in absehbarer Zeit lösen lassen” unterschlagen dann aber immer mal gerne, dass diese absehbare Zeit 50, 100 oder noch mehr Jahre beträgt… falls sich überhaupt ein gesellschaftliecher Kontext dazu findet da so viele Ressourcen reinzustekcne.

  4. #6 Alderamin
    24. Januar 2018

    Hmm, da hatte mich Frank Wunderlich-Pfeiffer von “Was geht?” halbwegs wieder mit Atomkraft angefreundet, und am Ende war das nur Schall und Rauch? Gut zu wissen…