Wieso braucht man Borsäure in einem Leichtwasserreaktor?
An alle Phyik - Cracks da draußen... Ich habe grade auf wikipedia gelesen das das zur regulierung der leistung dem Moderator also leichtem Wasser beifügt.. aber wie weit reguliert das, weil es hat neutronenabsorbierende eigenschaften die jedoch die steuerstäbe auch haben... wieso braucht man also borsäure wenn man das mit den steuerstäben auch regeln könnte? Danke schonmal Lg Kimi
3 Antworten
Borsäure wird in Druckwasser-Kernreaktoren als Neutronenabsorber zur Regelung der Kettenreaktion verwendet. Das beruht auf dem großen Absorptions-Wirkungsquerschnitt des in natürlichem Bor zu 20% enthaltenen Isotops Bor-10 für thermische Neutronen. Hierbei erfolgt die Kernreaktion
Bor-10 + Neutron -> Lithium-7 + α
Wichtiges Prinzip der Reaktorsicherheit ist die Redundanz. D.h. für sicherheitskritische Angelegenheiten werden nach Möglichkeit verschiedene und von einander unabhängige Mechanismen eingesetzt. Damit die Anlage sicher und beherrschbar bleibt, auch wenn ein Mechanismus ganz oder teilweise ausfällt. Die Steuerstäbe (Cadmium) könnten ja mal blockieren oder deren Steuerungselektronik versagen. Dann kann als gleichwertige Alternative dem Kühlwasser Bor zugesetzt werden. Warum Borsäure? Damit sich das Bor im Wasser löst.
sry aber ich hätte noch ne frage : mit α meinst du jetzt Alpha - Strahlung also einen 4/2 Helium Kern?
Ja.
(10/5) Bor + (1/0)Neutron -> (7/3) Lithium + (4/2) He
α-Teilchen sind synonym für He-4 Kerne
Danke sehr.
Ich weiß, dass das jetzt ein bisschen viel wird aber wenn du so nett sein würdest und mir noch eine Frage beantworten könntest? Ich hab jetzt weiter recherchiert (im Endeffekt gehts ja um ein Referat über Kernspaltung) und bin dann darauf gestoßen,dass sich bei der Kernspaltung ein 235 Uran Atom wenn es auf ein Neutron trifft in ein hochangeregtes 236 Uran Atom umwandelt...
Jetzt zerfällt dieses (ist irgendwie so wie mit wassertropfen hab ich gelesen also wenn man den anstupst undso) Atom in 2-3 Neutronen und dann gibt es 200 möglichkeiten in die die restlichen trümmer zerfallen können.
Nun meine Frage ...Wieso liegt die Massenzahl der zwei trümmer meist zwischen 70 und 160 und wieso stehen die massenzahlen der trümmer meistens im verhältniss 2:3 zueinander?
Wieso wird im verhältniss 1 zu 7 ein gammaquant von 236 uran abgegeben und das uran 236 wird stabil?
Und wieso sind die Trümmerteilchen dann meist radioaktiv? (Das hat doch irgendwas damit zu tun das sie zu wenig neutronen haben und dann instabil sind -> Zerfallsreihe aber das könnte sich doch auch in 2 stabile Teilchen umwandeln...Wieso nicht?)
Ich kann auch gerne nen neuen Thread aufmachen weils ja inzwischen schon sehr viele fragen sind wenn dir das lieber ist und dir dann so ein sternchen für die hilfreichste antwort geben weil verdient hättest du es allemal...
Falls du Lust und zeit hast meine Fragen zu beantworten wäre ich sehr dankbar.
Grüße
Kimi
Der Uran-Restkern zerfällt in etwa gleich große Tochterkerne mit günstigerer Kernkonfiguration, weil das energetisch stabiler ist.
Das Uran 236, das durch den Neuronenbeschuss entstand, ist instabil, weil sich nicht alle Nukleonen(also Kernteilchen) im Grundzustand befinden.Innerhalb einer bestimmten Zeit fallen die Nukleonen in ihren Grundzustand und geben ihre überschüssige Energie in Form von Gammastrahlung ab und dadurch wird der Kern stabiler.
Doch die Wahrscheinlichkeit, das in dieser Zeitspanne der Kern wieder zerfällt und gar nicht dazu kommt, sich neu zu ordnen , ist recht hoch, deshalb schaffen es nur wenige Kerne, sich zu stabilisieren
kann mich Franzaes nur anschließen. Weiter hat man mit der Bor-Säure, welche gleichmäßig im Primärkühlwasser verteilt ist, die Möglichkeit, die Neutronen-Absorption über dem Reaktor-Kern gleichmäßig zu gestallten. Die Steuerstäbe werden ja immer von einer ausgezeichneten Seite in den Reaktor-Kern geschoben. Das hat zur Folge, dass eine Seite der Brennelemente einen geringeren Uran-235 Abbrand als die andere Seite. Durch den zusätzlichen Einsatz von Bor im Primär-Kühlwasser kann diese ungleiche Verteilung der Kernspaltung gemildert werden. Ziel ist es natürlich, das Uran-235 der Brennelemente gleichmäßig über die Brennstab-Länge zu spalten, um somit die Einsatzzeit im Kern-Reaktor zu verlängern. Schön wäre es natürlich, wenn man die Kettenreaktion nur noch mit dem im Primärkühlwasser gelösten Bor regelt, also die Steuerstäbe nur noch zum Anfahren oder zum Abschalten der Kettenreaktion verwendet (Abschaltstäbe). Ich glaube aber, dass die dann mögliche Leistungsreglung zu träge wäre, bin mir aber nicht sicher.
Bor absorbiert Neutronen und so kann man die Leistung des Kraftwerk regulieren.
ja schon aber wieso braucht man die Borsäure im Moderator UND die Steuerstäbe da die ja auch meistens aus Bor oder Cadmium sind...
Würde da nicht eines von beiden reichen da man ja eigentlich, je nachdem wie weite man die Steuerstäbe in den Kern senkt, die Spaltung auch regulieren kann, oder?
Danke ich glaube jetzt habe ich es verstanden...