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Treibstoffmangel für die Weltraumforschung

Von / 7. Mai 2009 / 7 Kommentare
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Kurz angemerkt: Um Raumsonden in die Regionen jenseits des Jupiter zu schicken, braucht die Nasa einen ganz besonderen “Treibstoff”: Das Plutonium-Isotop 238. Das besondere an diesem nuklearen Brennstoff ist, dass er ein Nebenprodukt der Kernwaffentechnik ist – und in den USA seit zwei Jahrzehnten nicht mehr hergestellt wird (die Herstellung ist ein Regierungsprivileg, nur das Energieministerium hat die nötige Befugnis). Als die US-Bestände zur Neige gingen, ließ sich die Nasa aus Russland beliefern – doch auch dort wird Plutonium 238 heute nicht mehr produziert, und nun droht der Nasa ein Treibstoffmangel. Ein Bericht des National Research Council hat das US-Energieministerium nun dazu veranlasst, über die Wiederaufnahme der Plutonium-Anreicherung nachzudenken.

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Kommentare (7)

  1. #1 Karl Mistelberger
    8. Mai 2009

    “Das Plutonium-Isotop 238. Das besondere an diesem nuklearen Brennstoff ist, dass er ein Nebenprodukt der Kernwaffentechnik ist.”

    Plutonium-238, is a radioactive isotope of plutonium with a half-life of 87.7 years and is a very powerful alpha emitter. Because of its high level of alpha activity, it is used for radioisotope thermoelectric generators and radioisotope heater units.

    Today, plutonium-238 is usually prepared by the irradiation of neptunium-237, a minor actinide produced in nuclear reactors, that can be recovered from spent nuclear fuel during reprocessing, or by the irradiation of americium in a reactor. In both cases, the targets are subjected to a chemical treatment, including dissolution in nitric acid to extract the plutonium-238. A 100 kg sample of light water reactor fuel that has been irradiated for three years contains only about 700 grams of neptunium-237, and the neptunium must be extracted selectively.

    Plutonium-239 is an isotope of plutonium. Plutonium-239 is the primary fissile isotope used for the production of nuclear weapons, although uranium-235 has also been used and is currently the secondary isotope.

    Manufacture: Pu-239 is normally created in nuclear reactors by transmutation of individual atoms of one of the isotopes of uranium present in the fuel rods. … Occasionally, when an atom of U-238 is exposed to neutron radiation, its nucleus will capture a neutron, changing it to U-239. This happens more easily with lower Kinetic Energy (as U-238 fission activation is 6.6MeV). The U-239 then rapidly undergoes two beta decays. After the 238U absorbs a neutron to become 239U it then emits an electron and an anti-neutrino () by β− decay to become Neptunium-239 (239Np) and then emits another electron and anti-neutrino by a second β− decay to become 239Pu.

    Der kleine Unterschied fällt im Alltag des Journalisten nicht so arg auf.

  2. #2 Jürgen Schönstein
    8. Mai 2009

    @Karl Mistelberger
    “In the past, the United States had an adequate supply of 238Pu, which was produced in facilities that existed to support the U.S. nuclear weapons program. The problem is, no 238Pu has been produced in the United States since the Department of Energy (DOE) shut down those facilities in the late 1980s.”
    So steht’s im Bericht des NRC, und so hab ich’s auch übernommen: ein Nebenprodukt der Kernwaffentechnik. Das Isotop 238 wurde nicht für Kernwaffen hergestellt, aber mit den Anlagen, die für die Kernwaffenherstellung gebaut waren. Ist das nun klarer?

  3. #3 Karl Mistelberger
    10. Mai 2009

    “So steht’s im Bericht des NRC, und so hab ich’s auch übernommen: ein Nebenprodukt der Kernwaffentechnik.”

    Wiederholung scheint manchen ein probates Mittel zu sein, eine falsche Aussage dennoch als richtig hinzustellen. Nur wenige machen sich die Mühe, die Aussage zu hinterfragen. Darum funktioniert die Taktik auch in der Regel.

    Sie schrieben: “Das Plutonium-Isotop 238. Das besondere an diesem nuklearen Brennstoff ist, dass er ein Nebenprodukt der Kernwaffentechnik ist.”

    “Nebenprodukt der Kernwaffentechnik” kann ja wohl nur so interpretiert werden, dass die Produkion von 239Pu wiederaufgenommen werden soll, um als Nebenprodukt 238Pu zu erhalten. 239Pu gibt es aber mehr als genug und ist sehr lange haltbar. Im Bericht des NRC werden ausschließlich Herstellungsmethoden diskutiert wie oben von mir beschrieben.

    238Pu ist kein Nebenprodukt der Kernwaffentechnik, sondern kann in jedem Kernreaktor hergestellt werden. Wenn schon, sollten Sie das als besondere Eigenschaft von 238Pu herausstellen.

    Nach dem Affentheater im Vorfeld der Cassini-Huygens Mission ist Ihr Beitrag bestenfalls dazu geeignet, in Zukunft ähnlich überflüssige Diskussionen zu schüren, im schlimmsten Fall war er als solcher konzipiert.

  4. #4 Jürgen Schönstein
    10. Mai 2009

    @Karl Mistelberger
    Mein Beitrag war als gar nichts “konzipiert”, und das lasse ich mir auch nicht unterstellen. Dass die Nasa einen Treibstoffmangel befürchtet, hab’ ich ja nicht erfunden. Und dass in den USA die Herstellung dieses Treibstoffs per Gesetz nur in den Anlagen produziert werden durfte, die für die Kernwaffenherstellung gebaut waren und die vor 20 Jahren geschlossen wurden, ist auch davon unabhängig, ob Ihnen diese Verbindung gefällt oder nicht – so war’s nun mal. Wo habe ich geschrieben, dass nun die Kernwaffenherstellung wieder aufgenommen werden soll? Wieso unterstellen Sie mir überhaupt solche Motive? Und bitteschön, “kann ja wohl nur so interpretiert werden” ist eine ziemlich dreiste Behauptung, wenn man in Wirklichkeit diese Interpretation an den Haaren herbei gezogen hat.

  5. #5 Ronny
    11. Mai 2009

    Mir läufts nur immer kalt den Rücken runter wenn ich bedenke was passiert, wenn so eine Raumsonde beim Start runterknallt. Plutonium ist ja nicht nur stark radioaktiv sondern auch noch hochgiftig. Eine Sonde mitten in eine Stadt und die wäre vermutlich Geschichte.

  6. #6 Karl Mistelberger
    11. Mai 2009

    “Wo habe ich geschrieben, dass nun die Kernwaffenherstellung wieder aufgenommen werden soll? Wieso unterstellen Sie mir überhaupt solche Motive? Und bitteschön, “kann ja wohl nur so interpretiert werden” ist eine ziemlich dreiste Behauptung, wenn man in Wirklichkeit diese Interpretation an den Haaren herbei gezogen hat.”

    Sie haben das selbst in ihrem Beitrag geschrieben: “Das Plutonium-Isotop 238. Das besondere an diesem nuklearen Brennstoff ist, dass er ein Nebenprodukt der Kernwaffentechnik ist.” Nebenprodukt bedeutet im gängigen Sprachgebrauch, dass es bei der Produktion des Hauptprodukts anfällt. Das ist nicht von mir an den Haaren herbeigezogen, sondern kann in jedem Lexikon nachgeschlagen werden.

    Einen knappen, inhaltlich richtigen und dabei informativen Artikel zum selben Thema finden sie hier: https://www.newscientist.com/article/dn17095-nuclear-fuel-for-spacecraft-set-to-run-out-in-2018.html

  7. #7 Jürgen Schönstein
    11. Mai 2009

    @Karl Mistelberger
    Sägemehl ist auch ein Nebenprodukt der Holzverarbeitung – man kann es aber auch anders herstellen oder eventuell ein Substitut entwickeln. Ihre Unterstellung, dass ich eine Wiederaufnahme der Kernwaffenproduktion gefordert hätte, ist alleine schon deswegen an den Haaren herbei gezerrt, weil ich gar nichts gefordert habe, sondern lediglich darauf hingewiesen habe, dass sich der National Research Council und die Nasa über den 238PU-Mangel Gedanken machen. Die werden sich sicher über einen Lösungsvorschlag von Ihnen freuen.