Wenn man Atome spaltet, bleibt etwas übrig. Man nennt es “Atommüll” und schreibt ihm jede Eigenschaft zu, die man für die aktuelle Politik gerade braucht. Von der Politik abgesehen, haben die benutzten Brennelemente aus unseren Kernkraftwerken auch Eigenschaften, die über bloße Rhetorik weit hinaus gehen.

Einiges davon habe ich in früheren Postings schon angedeutet, aber es wird Zeit, alles in einem Artikel zusammen zu bringen. Einige wichtige Grundlagen sind in den Artikeln “Elemente, Isotope und Radioaktivität” und “Was heißt hier eigentlich Spaltbar?“. Ein kleiner Teil des Artikels stammt aus “Radioisotopenbatterien(3)“. Wem etwas bekannt vor kommt ist bitte nicht böse, der Artikel ist leider einer der am wenigsten gelesenen hier im Blog. (Weshalb ich auch von mehrteiligen Serien abgerückt bin.) Aber zum Thema:

Nachdem der Kernbrennstoff den Reaktor verlassen hat, ist er stärker radioakiv als zuvor. Die Brennelemente in unseren Kernkraftwerken bestehen aus Uran und Stoffen, die aus Uran entstanden sind. Das Uranerz, das dafür abgebaut werden musste, war auch schon radioaktiv. Diese Radioaktivität entsteht aus dem Uran und den instabilen Stoffen, die bei dessen Zerfall nach und nach entstehen, bis es schließlich zu stabilem Blei wird.

Wird Uran gespalten, kann es nicht mehr auf diese Weise zerfallen und die Radioaktivität dieses Urans verschwindet von der Welt. Sie wird ersetzt durch die Radioaktivität von Stoffen, die bei der Kernspaltung und der Benutzung von Kernreaktoren entstehen. Ihre Radioaktivität ist zunächst deutlich stärker und schädlicher als die der natürlichen Stoffe, aus denen sie entstanden. Irgendwann ist die Radioaktivität dieser Stoffe für den Menschen weniger schädlich, als das natürliche Uranerz aus dem sie entstanden. Dann kann man auch vom Ende der Lagerung sprechen.

Mit natürlichen radioaktiven Stoffen müssen wir ohnehin umgehen und wir können mit Sicherheit sagen, dass ihre Schädlichkeit für die Menschheit sehr begrenzt ist. Deswegen ist das ein in jedem Fall akzeptables Kriterium. Es soll hier darum gehen, wie man dieses Kriterium erreicht und wie lange das dauert.

Spaltprodukte

Die Kernspaltung an sich ist der offensichtlichste und auch absolut unvermeidliche Weg, wie in einem Kernreaktor stark radioaktives Material entsteht. Ein großes Atom (wie U-235) wird gespalten und es kommen zwei kleinere Atome heraus. Die Spaltung passiert dabei nach dem Zufallsprinzip. Das genaue Ergebnis läßt sich im Einzelfall nicht vorhersagen. Fest steht nur: Meistens wird kein stabiles Atom dabei heraus kommen. Große Atomkerne brauchen viel mehr Neutronen um stabil zu sein als kleine Atomkerne. Diese Form von radioaktivem Abfall ist bei der Kernspaltung unvermeidlich. In der englischen Wikipedia gibt es eine gute Darstellung der Spaltprodukte:

fission-products

Wir sehen die Halbwertszeit in der Spalte links und die Spaltprodukte entsprechend ihrer Häufigkeit rechts. Wie man sieht entstehen bei der Kernspaltung nur Stoffe mit Halbwertszeiten zwischen 4 und 97 Jahren, sowie zwischen 210.000 Jahren und 15mio Jahren. Die Radioaktivität in der erste Gruppe ist nach etwa 300 Jahren bedeutungslos und es gibt auch Stoffe mit noch kürzeren Halbwertszeiten. Diese Stoffe werden noch schneller zu stabilen Stoffen, sind bis dahin aber auch viel stärker radioaktiv. Wegen ihnen müssen Brennstäbe nach der Entfernung aus dem Reaktor zunächst 1-2 Jahre in einem Abklingbecken gekühlt gelagert werden. Für den langfristigen Umgang sind sie aber nicht interessant.

Die Stoffe mit denen wir es hier zu tun haben, sind allesamt Betastrahler von denen einige auch Gammastrahlen abgeben. Nach der Spaltung sind sie zu klein, um noch durch Alpha-Zerfall zu zerfallen. Das ist äußerst wichtig aus Sicht der Radiotoxikologie.

Wie schädlich sind Spaltprodukte?

Beta- und Gammastrahler richten mit der gleichen Energiemenge sehr viel weniger Schaden in Geweben des Körpers an als Alpha-Strahler. Allgemein anerkannt ist dabei ein Faktor (“Qualitätsfaktor”) von 20 für Alpha-Strahlung, 5 für Neutronen und 1 für Gamma und Beta. Es braucht also Beta-Zerfälle mit insgesamt 100MeV Energie um den gleichen Gewebeschaden anzurichten, wie ein typischer Alpha-Zerfall mit 5MeV.

Die englische Wikipedia hat eine Tabelle zu den 7 langlebigen Spaltprodukten, in der die wichtigsten Daten aufgeführt sind:

longlived

Nach dem Namen des Isotops folgen in der Tabelle die Halbwertszeit in Millionen Jahren. Der “Yield” sagt, wieviele Atome dieses Isotops bei der Kernspaltung entstehen. Bei der Spaltung von 100 Uran-235 Atomen entstehen also etwa 6 Atome Tc-99. (Weil immer 2 Atome entstehen, würden sich die Prozentzahlen zu 200% addieren. Leider gibt es zwei Konventionen und es gibt auch Tabellen, in denen die Werte halb so groß sind und sich zu 100% addieren.) Der dritte Wert gibt die Zerfallsenergie an und der letzte schließlich die Art des Zerfalls.

Es ist also nicht nur wichtig zu wissen, wieviele Atome pro Sekunde zerfallen, sondern auch welche Atome es sind. Das natürliche Uran-238 zerfällt zum Beispiel in mehreren Schritten zu Blei-206. Auf dem Weg kommt es unweigerlich zu 8 Alpha-Zerfällen mit zusammen 40MeV Energie. Im Körper können sie damit aber den gleichen Schaden anrichten wie Beta-Zerfälle mit 800MeV Energie. Die Beta-Zerfälle, die dabei auch auftreten, spielen für die Frage nach Gesundheitsschäden aber schon fast keine Rolle mehr.

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Kommentare (16)

  1. #1 strahlenbiologe
    18. Mai 2015

    Hi,
    du schreibst “Es braucht also Beta-Zerfälle mit insgesamt 100MeV Energie um den gleichen Gewebeschaden anzurichten, wie ein typischer Alpha-Zerfall mit 5MeV.”
    das ist so nicht ganz richtig, entscheidend ist der LET und der gemessene RBW. Kann man nur bedingt so vergleichen wie du es getan hast ;)

    • #2 wasgeht
      18. Mai 2015

      Es ist ein Blogbeitrag und kein Buch! HARUMPF! ;)

      Aber du hast recht. Es spielt eine wichtige Rolle, wie anfällig das Gewebe ist und wie genau der Energietransfer abläuft.

      Aber da in meinem Vergleich auch zum Beispiel einige extrem pessimistische Annahmben bezüglich der Gammastrahler impliziert sind (die Energie von Gammastrahlen würde niemals komplett vom Körper absorbiert werden) und es eine Reihe Studien gibt, die das Problem sehr viel tiefer und in der Größenordnung sehr ähnlichem Ergebnis analysiert haben, wollte ich es darauf belassen.

      Ich gebe dir aber insofern recht, als dass ich entweder die Quellen hätte heraussuchen und nennen sollen (mir fällt da wieder Stannards 2000-Seiten Schwarte “Radioactivity and Health” über die Geschichte der medizinischen Untersuchung von Radioaktivität ein. Frei verfügbar und sehr empfehlenswert: http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/6608787 ) oder mich allerwenigsten mehr hätte anstrengen müssen, die viel größere Komplexität der Thematik unübersehbar anzudeuten.

      Und noch so ein Anspruch an mich, an dem ich gescheitert bin.

  2. #3 Dominic
    Wien
    18. Mai 2015

    “Wenn man Atome spaltet, bleibt etwas übrig. Man nennt es “Atommüll””
    -Das ist unvollständig. “Atommüll” ist prinzipiell jeglicher Abfall der nennenswerte (gefährliche bzw. strahlenschutztechnisch relevante) Mengen von Radioaktiven Stoffen enthält. Egal ob es sich um Spaltprodukte handelt, um Aktivierungsprodukte oder auch um natürliche Radionuklide wie etwa Uran, Thorium, Radium haltige Schlämme oder Abraum welcher im Bergbau anfallen kann oder Uran/Radium haltige Kohleasche. Das es Radioaktive Abfälle auch ohne Nutzung der Kernenergie gibt ist nicht unwichtig.

    “Wie man sieht entstehen bei der Kernspaltung nur Stoffe mit Halbwertszeiten zwischen 4 und 97 Jahren,”
    -Das ist nicht richtig wie ja später auch geschrieben wird; die kurzlebigen Spaltprodukte haben Teils eine Halbwertszeit von Sekunden. Beachtlich ist das es auch stabile Spaltprodukte gibt. Sehr kurzlebige Spaltprodukte zerfallen zu großen Teilen bereits während des Reaktorbetriebs und tragen damit zur Energieerzeugung bei. Bei gewissen Störfallszenarien kann ihre Zerfallswärme je nach Reaktor aber problematisch sein auch wenn das hier am Thema vorbei geht.

    ” Das natürliche Uran-238 zerfällt zum Beispiel in mehreren Schritten zu Blei-206. Auf dem Weg kommt es unweigerlich zu 8 Alpha-Zerfällen mit zusammen 40MeV Energie. Im Körper können sie damit aber den gleichen Schaden anrichten wie Beta-Zerfälle mit 800MeV Energie.”
    -Das ist nicht ganz richtig denn wenn wir davon ausgehen das jemand Natururan inkorporiert hat dann hört der Zerfall von U-238 nach einem Alpha- und zwei Betazerfällen bereits beim U-234 auf, der Zerfall von U-235 endet nach einem Alpha und einem Betazerfall beim Pa-231. U-234 und Pa-231 sind im Vergleich zur Lebensdauer des Menschen geschweige denn im Vergleich zur biologischen Halbwertszeit so stabil das der weitere Zerfall strahlenschutztechnisch nicht relevant ist.

    Hinzu kommt das die biologische Halbwertszeit von Uran nicht sehr hoch ist, es wird schnell wieder ausgeschieden. Generell ist Uran hier ein schlechtes Beispiel, beachtlich ist auch das die chemische Toxizität insbesondere von U-238 höher ist als die Radiotoxizität.

    “Transmutation von Spaltprodukten”
    -Man sollte erstmal erklären was “Transmutation” überhaupt ist…
    …und sollte nicht vergessen das es sich um eine teure Lösung für ein nicht-Problem handelt. Wenn man 1kg Pechblende nimmt und das gesamte Uran darin spaltet dann ist die Radiotoxizität der langlebigen Spaltprodukte geringer als die Radiotoxizität der Pechblende.

    Man beachte das derzeit kein Endlagerkonzept dafür ausgelegt ist oder wird die langlebigen Spaltprodukte für mehrere Halbwertszeiten garantiert einzuschließen.

    “Nicht nur für Technetium-99 ist die Transmutation angedacht, sondern auch für Iod-129 ganz am Ende der Tabelle. Es entsteht zwar nur sehr wenig davon und die Halbwertszeit ist extrem lang, aber weil es bevorzugt von der Schilddrüse des Menschen aufgenommen wird, gilt es als besonders schädlich.”
    -Selbst reines I-129 besitzt aufgrund seiner hohen Halbwertszeit und seiner entsprechend geringen Aktivität eine überschaubare Radiotoxizität welche in der Größenordnung natürlich vorkommender chemischer Umweltgifte liegt. In der Praxis könnte man aber davon ausgehen das Iod-129 wenn es aus einem Endlager entweicht stark mit natürlichem Iod verdünnt wird wodurch seine Radiotoxizität auf ein irrelevantes (bestenfalls nach LNT relevantes) Niveau sinken würde.

    Deutscher “Atommüll” enthält insgesamt etwa 1,9t I-129. Dessen Radiotoxizität ist geringer als die chemische Toxizität des Quecksilbers das alleine in Deutschland jedes Jahr von Kohlekraftwerken in die Luft geblasen wird. Wenn man nicht mit LNT rechnet ist das I-129 aber überhaupt völlig ungefährlich.

    “Es ist in solchen Reaktoren möglich, die Menge an Plutonium zu reduzieren. Es wird immer weniger erzeugt, als gespalten wird. Aber es ist aus technischen Gründen damit nicht möglich, auf diese Weise das gesamte Plutonium zu spalten. Warum genau muss ich irgendwann später erklären. Die Probleme kommen aber alle daher, dass man Plutonium-240 und Plutonium-242 nicht mit langsamen Neutronen spalten kann.”
    -Das ist etwas irreführend. Tatsächlich ist vor allem das sogenannte “2nd Gen Mox” problematisch also Plutonium das quasi bereits 2 mal im Reaktor war. Es enthält so viel Pu-240 das es in einem thermischen Reaktor kaum mehr genutzt werden kann, es in einem thermischen Reaktor zu “transmutieren” würde zwar funktionieren aber mehr Neutronen kosten als es bringt.

    “Der ganze Rest besteht hauptsächlich aus den Spaltprodukten, aber auch aus den anderen Aktivierungsprodukten die kein Uran oder Plutonium sind. Das wichtigste davon ist Americium-241. Americium-241 entsteht direkt aus Pu-241. Denn Pu-241 ist ein Beta-Strahler mit knapp 15 Jahren Halbwertszeit und bei diesem Beta-Zerfall entsteht ein Isotop des nächsthöheren Elements – Americium-241. Das ist nicht der einzige Bestandteil, aber der entscheidende für die Endlagerung.”
    -Das würde ich nicht unterschreiben; Np-237 ist ebenfalls sehr problematisch und entsteht insbesondere auch in schnellen Reaktoren in größeren Mengen (n-2n aus U-238). Erwähnenswert ist das man aus Np-237 durch Neutroneneinfang wertvolles Pu-238 gewinnen kann.

    “Wenn man das Americium-241 nicht für Radioisotopenbatterien benutzt (und das wird immer nur ein kleiner Teil sein)”
    -Na ja… es entsteht ja auch nicht viel davon :D
    Wenn sich die Technik durchsetzt ist es durchaus denkbar das ein großer Teil des verfügbaren Am-241 für Isotopenbatterien genutzt wird…

    • #4 wasgeht
      18. Mai 2015

      Nächstes mal, bevor du so einen Kommentar schreibst, setz dich bitte hin und überlege:

      Was ist das für ein Text? Welches Thema behandelt er? Wie kann man das behandelte Thema sinnvoll abgrenzen?

      Und ganz besonders:

      Wie lang darf so ein Text sein, ohne dass ihn ein Teil der Leser einfach auf Grund der Länge nicht mehr liest? Weil sie hier einen Blog erwarten und kein Fachbuch – und dieser Blogartikel ist ohnehin schon der Längste von allen. Basierend darauf kannst du dir dann überlegen, ob es beim Autor besser ankommt, wenn du ein Kommentar entweder a) als Kritik oder b) als Ergänzung formulierst.

      An manchen Stellen muss ich vereinfachen. Es bleibt kein Platz die Radiotoxizität von I-129 nochmal genau zu erläutern.

      Wenn ich Americium als bedeutendstes Actinid bezeichnet habe, dann habe ich damit durchaus angedeutet, dass es noch anderes gibt, wie Neptunium. Für einen Blogbeitrag muss das reichen, wäre es ein Buch oder eine Abschlussarbeit, müsste ich dir Recht geben. Allerdings unterschätzt du die Menge an Americium, die in moderierten Reaktoren anfällt. Schau dir einfach mal an, wieviel Pu-241 entsteht.

      Das Problem mit dem 2nd Gen MOX hast du noch nicht voll erfasst. Aber das was du geschrieben hast, habe ich früher auch mal geglaubt. Das Problem liegt darin, dass sich Pu-240 mit schnellen Neutronen durchaus spalten lässt. Gut für einen schnellen Brüter, schlecht für Leichtwassermoderierte Reaktoren. Man könnte jederzeit den Pu-239 hoch genug machen um doch noch eine Reaktion zu bekommen, aber das Pu-240 würde ab einem Gesamtanteil im Reaktor zu einem positiven Blasenkoeffizienten führen.

      In einem Kugelhaufenreaktor wäre der hohe Pu-240 Anteil zum Beispiel kein Problem, weil sich im Graphit keine Blasen bilden.

  3. #5 Karl Mistelberger
    18. Mai 2015

    > #1 strahlenbiologe, 18. Mai 2015
    > Hi, du schreibst “Es braucht also Beta-Zerfälle mit insgesamt 100MeV Energie um den gleichen Gewebeschaden anzurichten, wie ein typischer Alpha-Zerfall mit 5MeV.” das ist so nicht ganz richtig, entscheidend ist der LET und der gemessene RBW. Kann man nur bedingt so vergleichen wie du es getan hast

    Was wäre denn so ganz richtig? Ein Beispiel sagt mehr als tausend dunkle Orakelsprüche.

  4. #6 wiener
    18. Mai 2015

    Technisch scheint da einiges möglich zu sein. Allerdings sind die Diskussionen zwischen Geologen und Geowissenschaften da ziemlich interessant. Ich habe ein paar Mal erlebt, wie die Begeisterung fast ausschließlich auf Seiten der Ingenieure war, während die Geologen die Achseln zuckten (so hat jeder seine eigene Brille).
    Es mag komisch klingen – aber nur weil man 90% oder 95% des Americiums loswird, wird der Endlagerbau nicht viel einfacher. Eine Größenordnung ist bei den ganzen eingebauten Konservativitäten gar nichts.
    Insgesamt ist das Risiko durch ein Endlager auch sehr (wirklich SEHR) klein. Dieses Risiko kann durch Transmutation etwas verringert werden (wobei das Grundproblem bestehen bleibt). Man zahlt dafür allerdings einen Preis. Die dafür nötigen Anlagen setzen ebenfalls Radioaktivität frei und haben ein Unfallrisiko. Insgesamt ist das Risiko durch solche Anlagen wahrscheinlich grösser als durch ein Endlager (das ist jetzt natürlich nur ein Bauchgefühl – und ja – ich kenne das Sagan-Zitat).

  5. #7 Dominic
    Wien
    18. Mai 2015

    #4
    “Was ist das für ein Text? Welches Thema behandelt er? Wie kann man das behandelte Thema sinnvoll abgrenzen?

    Und ganz besonders:

    Wie lang darf so ein Text sein, ohne dass ihn ein Teil der Leser einfach auf Grund der Länge nicht mehr liest? Weil sie hier einen Blog erwarten und kein Fachbuch – und dieser Blogartikel ist ohnehin schon der Längste von allen. Basierend darauf kannst du dir dann überlegen, ob es beim Autor besser ankommt, wenn du ein Kommentar entweder a) als Kritik oder b) als Ergänzung formulierst.”
    -Wenn du der Meinung bist das du ein Thema in einem Blogbeitrag sinnvoller Länge nicht vollständig abhandeln kannst dann solltest du das Thema in mehrere Beiträge aufteilen dich aber nicht dazu hinreißen zu lassen wichtige Dinge unerwähnt zu lassen oder eine allzu “vereinfachte” Wahrheit zu verbreiten. Wenn ein Thema zu kompliziert ist um es hier erschöpfend darzustellen und das ist in diesem Kontext oft der Fall dann muss man auch darauf hinweisen und auf die Lücken der vereinfachten Darstellung.

    Vor allem ist es aber auch wichtig die Technik im Bezug auf ihre Sinnhaftigkeit zu bewerten beispielsweise im Fall der Transmutation langlebiger Spaltprodukte. Das selbe gilt in gewisser Weise freilich auch etwa für Neptunium das ja auch sehr langlebig ist (wobei es aber als Alphastrahler mit langer Zerfallsreihe in mancherlei Hinsicht problematischer ist als Spaltprodukte mit ähnlicher Lebensdauer).

    -“Das Problem mit dem 2nd Gen MOX hast du noch nicht voll erfasst. Aber das was du geschrieben hast, habe ich früher auch mal geglaubt. Das Problem liegt darin, dass sich Pu-240 mit schnellen Neutronen durchaus spalten lässt. Gut für einen schnellen Brüter, schlecht für Leichtwassermoderierte Reaktoren. Man könnte jederzeit den Pu-239 hoch genug machen um doch noch eine Reaktion zu bekommen, aber das Pu-240 würde ab einem Gesamtanteil im Reaktor zu einem positiven Blasenkoeffizienten führen.

    In einem Kugelhaufenreaktor wäre der hohe Pu-240 Anteil zum Beispiel kein Problem, weil sich im Graphit keine Blasen bilden.”
    Wenn man den größeren Pu-240 Anteil in 2nd Gen MOX dadurch ausgleicht das man den gesamten Pu-Anteil erhöht dann ist das sehr problematisch aber nicht oder nicht primär wegen dem Dampfblasenkoeffizienten sondern eher wegen dem Dopplerkoeffizienten. Der Reaktor kann durch die Spaltresonanzen des Pu-239 die dann zu einem geringeren Teil von den Absorptionsresonanzen des U-238 kompensiert werden einen positiven Dopplerkoeffizienten bekommen und das ist sehr problematisch. Das betrifft aber auch Graphitmoderierte Reaktoren oder sogar diese in besonderem Maß. Man kann eventuell durchaus thermische Reaktoren konstruieren die auch mit 2nd Gen MOX noch sicher betrieben werden können aber mit konventionellen thermischen Leistungsreaktoren geht das nicht oder nur mit einem kleinen Teil 2nd Gen MOX im Kern.

    lg

    • #8 wasgeht
      18. Mai 2015

      Lass es mich an deinem Kommentar demonstrieren:

      Warum hast du nicht schon in deinem ersten Kommentar auf das Problem der Absorbtionsresonanzen und dem daraus resultierenden positiven Dopplerkoeffizienten hingewiesen? Stattdessen schriebst du nur, dass mehr Neutronen kostet, als es bringt, was das Problem an der Sache nicht annäherend beschreibt und schon gar nicht erklärt, warum 2nd-gen-Mox nicht in moderierten Kernreaktoren benutzt wird.

      Bei allem was man schreibt muss man vereinfachen. Das geht nicht nur mir so, sondern auch dir. Also bitte überlege dir eine angemessenere Herangehensweise.

      Aber Danke für den Hinweis. Mir war zwar klar, dass der Dopplerkoeffizient potentiell positiv werden kann, wenn zu viel spaltbares Material im Kern ist, habe aber in dem Zusammenhang noch nie darüber nachgedacht.

  6. #9 wiener
    18. Mai 2015

    Dominic: Du siehst mich hilflos Was bedeuet dieser Satz: “Der Reaktor kann durch die Spaltresonanzen des Pu-239 die dann zu einem geringeren Teil von den Absorptionsresonanzen des U-238 kompensiert werden einen positiven Dopplerkoeffizienten bekommen und das ist sehr problematisch” . Ich kann mir das natuerlich googeln – aber das ist ja eigentlich nicht Sinn der Sache…

    • #10 wasgeht
      18. Mai 2015

      Die Chance, dass ein Atomkern ein Neutron absorbiert oder ein Neutron den Kern spaltet, ist abhängig von der genauen Energie des Neutrons. Es gibt einen groben Zusammenhang, dass weniger Energie insgesamt die Chance erhöht, dass ein Neutron mit dem Kern interagiert. Dieser Zusammenhang ist auch äußerst wichtig.

      Aber tatsächlich hängt es im Einzelfall nicht nur grob von der Energie des Neutron ab, sondern GANZ GENAU von der Energie des Neutrons. Ein klein wenig Energie mehr oder weniger kann da riesige Unterschiede ausmachen. Allerdings hängt die ganze genaue Energie des Neutrons auch von der Bewegung der Atome ab, die sie spalten sollen. Um so höher die Temperatur um so mehr bewegen sie sich und um so mehr verschiedene Energieniveaus stehen für die Interaktion von Kern und Neutron zur Verfügung.

      Kurz: Um so höher die Temperatur ist, um so weniger genau muss das Neutron das genau richtige Energieniveau treffen. Wenn man den Zusammenhang in einem Diagramm aufzeichnet, gibt es feine Spitzen in denen die Neutronen fantastisch gut absorbiert werden, aber nicht rechts und links davon. Mit höherer Temperatur verschmieren diese Spitzen zu etwas breiteren Bereichen. Die Chance, dass so ein Atomkern nun ein Neutron einfängt, steigt dabei deutlich.

      Allerdings hängt es immer vom jeweiligen Atom ab, um wieviel die Chance steigt, wenn die Temperatur steigt. Solange die Chance der Absorbtion eines Neutrons ohne Kernspaltung mit höherer Temperatur stärker steigt, als die Chance, dass ein Neutron eine Kernspaltung verursacht, ist alles in Butter. Höhere Temperatur heißt dann, dass weniger Atome gespalten werden und die Kettenreaktion abflaut. Für dieses Verhalten ist nun hauptsächlich Uran-238 zuständig, es absorbiert die Neutronen, die sonst Pu-239 oder U-235 spalten würden.

      Wenn man aber zu viel Pu-239 in den Brennstäben hat, um die Absorbtion von Neutronen durch den immer größeren Anteil von Pu-240 zu kompensieren, dann könnte es dazu kommen, dass sich der Effekt genau umkehrt. Höhere Temperaturen würden dann die Reaktion sehr schnell noch mehr anheizen. Was man wirklich nicht will.

  7. #11 strahlenbiologe
    18. Mai 2015

    @ Karl Mistelberger
    Bei einem Zellkerntreffer eines Alpha-Teilchens hast du das “Problen” das dieses Teilchen ein, im Vergleich zu einem Elektron, einen sehr hohen Linearen Energie-Transfer hast (LET). Dieser bewirkt, dass du auf einer sehr kurzen Strecke sehr viel Energie deponiert wird. Als Folge davon entstehen hoch komplexe Doppelstrangbrüche in der DNA. Die Zelle kann solche hoch komplexen Brüche nur sehr schwer oder auch gar nicht reparieren. Elektronen machen eher “einfache” Doppelstrangbrüche, welche relativ gut zu reparieren sind. (Das äußerst sich letztendlich dann in der relativen biologischen Wirksamkeit RBW)
    Selbst wenn du also ein oder mehrere Elektronen mit insgesamt 100MeV in einer Zelle deponierst, hast du bei einem einzigen 5MeV Alpha-Teilchen idR größere “Probleme”. Deshalb wurden ja Wichtungsfaktoren im Strahlenschutz eingeführt, um die verschiedenen Strahlenarten “zu vergleichen”.

  8. #12 strahlenbiologe
    18. Mai 2015

    @wasgeht,
    mein Post sollte gar nicht so negativ klingen, wollte selber nur klugscheissen ;)

    • #13 wasgeht
      18. Mai 2015

      Ja, ist mir auch aufgefallen, dass ich das wohl in den falschen Hals bekommen habe. Sorry.

  9. #14 gedankenknick
    21. Mai 2015

    Americanum kann man aber, im Gegensatz zu Plutonium, durchaus auch legal für den Hausgebrauch erwerben. Wenn auch, zugegeben, nur in sehr kleinen Mengen und ziemlich gut verpackt. Entgelagert wird es dann gewöhnlicher Weise an der Zimmerdecke…

    http://de.wikipedia.org/wiki/Ionisationsrauchmelder

    • #15 wasgeht
      21. Mai 2015

      Ja, aber das ist eine Amerikanische Sache. Hierzulande sind andere Techniken gebräuchlich.

  10. #16 gedankenknick
    21. Mai 2015

    @wasgeht
    Ja, das stimmt schon, die gab/gibt es vor allem auf den amerikanischen Kontinenten – hierzulande sind eher optische Rauchwarner gebräuchlich. Aber meines Wissens nach ist weder die Einfuhr noch der Besitz verboten, nicht einmal anzeigepflichtig.

    Auch nicht anzeigepflichtig ist der Besitz einer Plutoniumbatterie – sofern sie im Herzschrittmacher (alter Bauart) im eigenen Brustkorb steckt. Beängstigend lustig finde ich, dass tatsächlich wohl keine Datenbank existiert, in der die Träger dieser Implantate erfasst sind. Aus meiner Sicht glücklicherweise zählen diese Herzschrittmacher auch zu den “aussterbenden” Geräten… Selbst Herr Theodore Gray, seines Zeichens Elementesammler (und Autor den schönen Buchs “Elemente”) besitzt auch nur die leere Hülle einer solchen Batterie – Bild gibt es hier http://periodictable.com/Elements/094/index.html Angeblich haben ab und an Bestatter mit diesem Problem zu kämpfen – da bekommt das Wort “Atommüll” einen ganz neuen Beigeschmack. (Ansonsten ist m.E. der Besitz auch kleinster Mengen Plutonium für private Zwecke untersagt…)