08: Kerntechnik I

• Zahl d. Neutronen > Zahl d. Protonen bei großen Atomkernen

• Isotope: Atome mit gleicher Protonenzahl aber versch. Neutronenzahl

• Isotope meist instabil —> Zerfall in stabile Kerne

• alfa Zerfall: Emission eines He-4 Kerns (a-Teilchen)

• beta Zerfall: Umwandlung eines Neutrons in ein Proton, abstrahlung eines Elektrons

• gamma Zerfall: tritt bei a und ß Zerfall auf, Abgabe überschüssiger Bindungsenergie, hochenergetisch

Halbwertzeit: Zeit, nach der sich die Zahl d. radioakt. Ausgangskerne halbiert hat.

• schwerer Atomkern wird in 2 kleinere Atomkerne zerlegt

• Freisetzung v. Neutronen und Energie

• Vorraussetzung: Schwerer Atomkern muss mit langsamen Neutron beschossen werden

• In AKW wird U-235 in Ba und Kr gespalten, unter Freisetzung v. Energie und Neutronen

• Spaltprodukte wiegen Weniger, als Ausgangsisotop(Massendefekt) —> fehlende Masse wird zu Energie gewandelt

• Ob ein Atom ein Neutron einfängt hängt v. seinem Spaltungsquerschnitt ab

• schnell: E > 0,1 MeV

• langsam: geringere Energie, thermische Neutronen

• Dienen zur Verlangsamung d. schnellen Neutronen

• Anforderung: Abbremsen mit wenigen Stößen, geringe Neutronenabsorption

• typ. Materiale: Deuterium, Graphit, (schweres) Wasser

1.: selbst erhaltende Kettenreaktion: es entstehen genauso viele th. Neutronen, wie die Spaltung verbraucht

2.: überkrit. Zustand: es entstehen mehr th. Neutronen —> unkontrollierte Reaktion

• Abfangen d. Neutronen d. hochabsorptives Material(Bor ,Silber, Cadmium)

• Verwendung in Steuerstäben und / oder Wasser mit Borsäure

• Zeitbedarf d. Produktion einer Neutronengen. sehr gering(ca 1000 Gen/s) —> zu schnell für sichere Steuerung

• Steuerung d. Kritikalität d. Verzögerte Neutronen, Entstehung b Zerfall d. Spaltprodukte

• Verlängerung d. Zykluszeit *100

Gezielte Herstellung von Plutonium und Thorium. Theoret. kann mehr BS erbrütet werden, als verbraucht wird.