Wohin mit dem Atommüll? (zu) einfache Logik eines Nicht-Kernphysikers?!

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6 Antworten

Mal etwas "laienhaft" ausgedrückt (bin auch kein wirklicher "Experte" auf diesem Gebiet ;-) ) ...

Uran wird "angereichert", das heißt man entnimmt es der Erde, dort liegt es aber relativ "weit verstreut" und "stark verdünnt", dann konzentriert man es. Diesen Vorgang nennt man "anreichern". Dann hat man "angereichertes Uran".

Das bringt man in einem Kernreaktor zur Reaktion. "Nach" der Reaktion strahlen die "abgebrannten" Brennelemente natürlich nicht mehr so stark, wie ursprünglich, da sie ja Energie abgegeben haben, aber immer noch stärker als das "natürliche" (nicht angereicherte) Uran.

Wenn man es schaffen würde, das verbleibende Material sehr fein zu "zermahlen" und über eine sehr große Fläche gleichmäßig zu verteilen, hätte man natürlich kein Problem mehr, aber das schafft man eben nicht. Den Vorgang des "Anreicherns" kann man nicht so einfach rückgängig machen. Man kann das Uran nicht mehr wirklich ausreichend gleichmäßig "verteilen", nachdem es einmal "angereichert" wurde.

Kr642 14.03.2014, 01:58

..Anreichern ist schwierig, aber ausreichend verdünnen könnte doch heißen: Man muß doch nur die ausreichende Menge Sand auf ein kg Atommüll schütten, also dort tief unter der Erde versteht sich ...

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NoHumanBeing 14.03.2014, 02:24
@Kr642

Nein, so einfach ist es leider nicht. Im angereicherten Zustand liegen sozusagen seeehr viele Uran-Atome nebeneinander. Wenn ein Uran-Kern zerfällt, entstehen Zerfallsprodukte (Alpha-/Beta-/Gamma-Teilchen, weiß jetzt nicht genau welche Isotope welche Zerfallsarten durchlaufen, das müsste man in einer Nuklidentabelle nachschlagen). Diese treffen auf andere Uran-Kerne in der Umgebung und spalten diese ebenfalls und so weiter. Im nicht angereicherten Zustand liegen zwischen den Uran-Kernen viele Fremdatome. Man müsste den Atommüll also in nanometerfeine Partikel "zermahlen" (damit es keine so "großen Bereiche" mit "vielen spaltbaren Isotopen nebeneinander" mehr gibt) und diese dann gleichmäßig unter tausende Tonnen Erde mischen. Dann hätte man wohl wieder etwas, das ungefährlich ist.

Ein bisschen Radioaktivität gibt es ja überall.

  • Die Sonne gibt radioaktive Strahlung ab, die größtenteils vom Magnetfeld der Erde ferngehalten wird, aber ein wenig trifft uns trotzdem. Das sind in Bodennähe etwa 10 - 12 Microsievert pro Tag oder etwa 4 Millisievert pro Jahr. Wenn man öfter mit dem Flugzeug unterwegs ist, ist die Strahlungsexposition dadurch erhöht.

  • Jedes Lebewesen besteht zu einem großen Teil aus Kohlenstoff. Ein Teil dieses Kohlenstoffs ist Kohlenstoff-14 (Radiocarbon). Der menschliche Körper ist also ebenfalls radioaktiv. Wenn Du Dich eine Nacht lang neben einen anderen Menschen legst, bekommst Du dadurch etwa 0.05 Microsievert an zusätzlicher Strahlung ab. ;-)

  • Durch die Strahlung in Deinem eigenen Körper (der ja ebenfalls Radiocarbn enthält) bekommst Du etwa 400 Microsievert pro Jahr ab.

;-)

"Erdwärme" entsteht übrigens auch durch radioaktive Zerfallsprozesse im inneren der Erde. Letztlich ist alles, was wir nutzen, "Kernenergie". Solarenergie ist ja letztlich auch "Kernenergie", nur ist der Reaktor eben weit genug weg. ;-)

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Kr642 14.03.2014, 23:24
@NoHumanBeing

Danke an alle für die vielen ernsthaften und interessanten Antworten, teilweise sogar sehr genau mit Zahlen hinterlegt ! Trotzdem ist bei mir dieser Widerspruch noch nicht gelöst:

Wenn eine Substanz (egal ob Uran oder die späteren Zerfallsprodukte) noch so gefährlich stark strahlt - und dies auch noch über viele Tausend Jahre - dann muß sie noch sehr energiehaltig sein, oder !? Und diese Energie kann man nicht wirtschaftlich nutzen ? Man schaltet bei der Anreicherung hunderte Zentrifugen hintereinander - kann man nicht auch einige Abklingbecken hintereinanderschalten, wo in jedem die Temperatur ein klein wenig erhöht wird ? Sicherlich kann man mit einer WAA (Wiederaufarbeitungsanlage) einen Großteil des Mülls wieder auffrischen, und ihn neu in den Kreislauf einspeisen!? Jeder Joghurtbecher soll bei uns recycelt werden (..,was ja richtig ist), Atommüll aber nicht ? Wie kann man für Recycling sein und Wackersdorf abwürgen?

Der Kern meiner Frage nochmal anders formuliert: Wir holen schwach strahlendes Material aus der Erde, dieses wird mit großem Aufwand angereichert, und die Abfälle, die offenbar noch viel viel mehr strahlen als der natürliche Rohstoff ,mit denen können wir nix mehr anfangen ??? Wäre es nicht richtig, wenn jedes KKW seine Abfälle auf eigenem Gelände endlagern müßte - Not hat schon immer erfinderisch gemacht !?

Ich fürchte, diese Problematik wird uns in 10 Jahren noch nicht loslassen ! Wir wollen kein CO2, wir wollen keine Radioaktivität - aber im Winter ne warme Stube !

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Kr642 14.03.2014, 23:56
@NoHumanBeing

ja, "unter tausende Tonnen Erde mischen" - also etwa der umgekehrte Prozeß als bei der Anreicherung , nur technisch viel einfacher (den Ordnungszustand zu verringern, ist immer einfacher als ihn zu erhöhen!)

Bei der Gewinnung der Rohstoffe betreibt man diesen großen Aufwand, bei der Entsorgung scheut man ihn - es drückt sehr auf die Wirtschaftlichkeit .

Interessant die Erwähnung der natürlichen Radioaktivität "in uns und um uns"! Gäbe es sie nicht (incl. das Uran in der Erde), wäre die Erde nach 5 Mrd. Jahren wohl auch innerlich nur ein kalter Stein !? ...was ja auch heißt: Radioaktivität ist natürlich vorhanden, ob wir sie ablehnen oder nicht! Diese auch nutzbar zu machen, heißt doch im Grunde nur, sie "zeitlich zu komprimieren" !?

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NoHumanBeing 15.03.2014, 00:59
@Kr642

CO2 ist nicht gefährlich, zumindest nicht in den Konzentrationen, über die wir sprechen. Das wird nur künstlich "gepusht", weil es einigen politischen Kräften "gefällt". Der ganze Wissenschaftszweig der "Klimaforschung" ist durch die Politik vollkommen verzerrt und entbehrt jeglicher neutralität und wissenschaftlichem Anspruch.

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NoHumanBeing 15.03.2014, 01:07
@Kr642

Im Grunde ja. Das Problem ist, dass Radioaktivität, wie jede ionisierende Strahlung, das Erbmaterial in Deinen Zellen verändern kann. In den allermeisten Fällen stirbt eine Zelle, in deren Erbmaterial ein paar Basenpaare "gekippt" sind, einfach ab (oder wird von ihren "Nachbarn" getötet, die merken: "Hey, die ist anders als wir, die könnte uns gefährlich werden, die muss weg!"), weil Mechanismen vorhanden sind, Fehler zu erkennen, ähnlich wie es in der Technik mit Paritätsbits, etc. gehandhabt wird, um "gekippte Bits" auf einem Speichermedium zu erkennen. Selten passiert es aber, dass eine solche Zelle noch lebensfähig ist, meistens "lebensfähiger als sie sein sollte". Diese Zellen leben dann länger, als sie eigentlich sollten, teilen sich aber in normalem Tempo oder sie leben so lange, wie sie sollten, teilen sich aber schneller. In jedem Fall entstehen wesentlich mehr neue Zellen, als Zellen absterben. Das nennt man dann Krebs.

Die Strahlung schädigt aber auch direkt das Gewebe. Dann fallen Dir die Haare aus oder Du bekommst plötzlich "ohne Grund" irgendwo Blutungen, etc. Alles nicht sehr angenehm.

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ocin1 15.03.2014, 12:17

@NoHumanBeing: 1- Deine Aussage " Uran wird "angereichert", das heißt man entnimmt es der Erde, dort liegt es aber relativ "weit verstreut" und "stark verdünnt", dann konzentriert man es. Diesen Vorgang nennt man "anreichern". Dann hat man "angereichertes Uran". " ist so nicht richtig.

Natürlich muss man das Uran erst mal aus der Erde per klassischen oder per Löss-Bergbau holen. Uran kommt auf der Erde in 2 Isotopen vor, 99,3% des Natur-Urans sind Uran-238, welches in die klassische Kernenergie nur als Füllmaterial dient. 0,7% des Natur-Urans sind Uran-235, welches als Brennstoff in der klassischen Kernenergie dient.

Unter Uran-Anreicherung versteht man eigentlich den physikalischen Prozess, aus diesen nur 0,7% Uran-235, Uranmischungen mit um 5% Uran-235 zu erzeugen. Dabei reichert man natürlich das Uran-238 ab. Für Kernwaffen muss man das Uran-235 bis zu mindestens um 90% anreichern.

Quellen:

http://de.nucleopedia.org/wiki/Anreicherung

de.wikipedia.org/wiki/Uran-Anreicherung

2- Deine Aussage " "Nach" der Reaktion strahlen die "abgebrannten" Brennelemente natürlich nicht mehr so stark, " ist ebenfalls nicht richtig.

Nachdem man die sehr schwach radioaktiven Uran-235-Kerne gespalten hat, beleibt von ihnen nur noch die nukleare "Asche" übrig, die Spalt-Produkte. Uran-235 hat eine Halbwertszeit (HWZ) von 0,7 Mrd. Jahren. Die nukleare "Asche" besteht jedoch aus Kernen mit HWZ, welche im Sekunden-, Minuten-, Stunden- und Jahren-Bereich sind. Da die Radioaktivität umgekehrt proportional zur HWZ ist, sind also die Spalt-Produkte um mehrere Größenordnungen Radioaktiver als das ursprüngliche Uran-235. Diese viel geringeren HWZ der Spalt-Produkte bedeuten jedoch auch, dass man sie nur maximal 300-500 Jahre lagern muss.

Nach diesen 300 bis 500 Jahren ist die Radio-Giftigkeit wieder auf dem Niveau von natürlich Uran-Vorkommen. Es bedarf also von Seiten der Spalt-Produkt kein Endlager. Die Endlager-Problematik wird durch die Transurane und das Transplutonium ausgelöst, da diese Isotope eine kürzere HWZ als Uran haben, jedoch auch eine größere HWZ als die Spalt-Produkte. Somit ist die Radioaktivität der Transurane nicht so vernachlässigbar, wie die des Urans, jedoch auch bei weitem nicht so gefährlich wie die Radioaktivität der Spaltprodukte. Aus diesem Grund braucht man für die Transuran ein Lagerzeit von vielleicht 300.000 Jahren, bis die Radio-Giftigkeit auf dem Niveau von natürlichen Uranvorkommen abgesunken ist.

Quellen:

ww.hzdr.de/db/Cms?pOid=30396&pNid=2721

de.wikipedia.org/wiki/Spaltprodukt

de.wikipedia.org/wiki/Transurane

de.wikipedia.org/wiki/Transuranabfall

Ach ja, vergesse bitte nicht die Transmutation der Minor-Actinoide zu kurzlebigen Isotopen. Dieses Verfahren ist seit einigen Jahren in der Entwicklung, auch mit Prototypen. Weiter sollte man nicht vergessen, dass in Schnellen Brütern (ob nun Natrium-, Blei-Wbismut-, Helium-, CO2 gekühlt) auch durch das schnelle Neutronen-Spektrum die Minor-Actinoide transmutiert oder bereits gespalten werden.

Schau mal hier ww.pro-physik.de/details/news/prophy12664news/news.html?laid=12664 , ww.science-skeptical.de/energieerzeugung/greentec-und-der-atommuell-eine-folgenreiche-beziehung/0010631/ , en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_transmutation , de.wikipedia.org/wiki/Transmutation , ww.faz.net/aktuell/wissen/physik-chemie/transmutation-die-zauberhafte-entschaerfung-des-atommuells-1655406.html , ww.welt.de/wissenschaft/article9637790/Atommuell-wird-in-20-Jahren-nicht-mehr-strahlen.html , oder im Netz nach Transmutation :-)

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Ok, ich suche grade eine Analogie um es verständlich zu machen...

Stell dir vor du hast ein Stück Kohle (Uran). Dieses Stück Kohle wird zu einem Brikett geformt (angereichert) damit es abgebrannt werden kann (zur Energiegewinnung genutzt). Danach hast du heisse Asche (Krypton und Barium). Diese ist nicht heiss genug um weiter zum heizen genutzt zu werden, aber zu heiss um einfach in die Tonne geschüttet zu werden (strahlt über einen sehr sehr langen Zeitraum noch Strahlung ab). Wenn du die Asche vergräbst... Ach, die Analogie funzt nicht! Kurz: Wenn abgebrannte Elemente ins Grundwasser kommen (strahlendes Barium und mit Resten Uran, KRypton ist ein Gas) kannst nachts ohne Taschenlampe lesen! Bildlich gesprochen! ;)

Ganz schlechte Idee!

Kr642 14.03.2014, 01:48

..ich laß meine Asche im Ofen bis sie kalt ist ...

Aber der Ansatz, eine passende Analogie zu finden, gefällt mir prinzipiell :)

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anonlikestrains 14.03.2014, 17:44
@Kr642

"..ich laß meine Asche im Ofen bis sie kalt ist ..."

Dann lies dir mal die entsprechenden Halbwertzeiten durch, dann erübrigt sich dein Gedanke.

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Harleakin 14.03.2014, 20:15
@anonlikestrains

Nach 100 Jahren strahlt ein nacktes Brennelement mit 5 Sievert pro Stunde. Man müsste sich eine Stunde lang dieser Strahlung aussetzen, um eine LD-50-Dosis abzubekommen. Bei jedem zweiten Menschen führt diese Dosis binnen eines Monats zum Tod. Auf das natürliche Niveau sinkt die Strahlung erst nach drei Milliarden Jahren.

Quelle: http://www.zeit.de/2010/45/IG-Atommuell mit Stand vom 14.03.2014

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Kr642 14.03.2014, 23:27
@Harleakin

Danke für die genaue Recherche - ich zweifle das ja auch nicht an, aber siehe mein Kommentar von eben ....

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ocin1 15.03.2014, 09:10
@Harleakin

@Harleakin:

Abgebrannte Brennelemente sind nach 300 000. Jahren auf ein radio-giftigkeits Niveau von natürlichem Uranerz (Pechblende) abgeklungen (schau hierzu mal im Netz unter radiotoxicity oder unter , http://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=30396&pNid=2721 oder ww.sciencedirect.com/science/article/pii/S0146641010000669). Der nukleare Abfall aus aktuellen Wiederaufbereitungsanlagen (Sellafield, Le Hage) ist nach 10 000 Jahren auf dem radio-giftigkeits Niveau von Pechblende abgeklungen.

Bei einer alternativen Reaktortechnik (Flüssigsalz-Reaktor, homogene Fluid-Reaktoren, ww.Energyfromthorium.com, Dual-Fluid-Reaktor.de/technik/prinzip ) würden nur noch die Spalt-Produkte als Abfall anfallen. Der nukleare Müll solcher alternativen Reaktor-Typen ist bereits nach etwa 500 Jahren auf das radio-giftigkeits Niveau von Pechblende abgeklungen. Das ist möglich, da alle Transurane (Minor-Actinoide) im Reaktor verbleiben und dort vom schnellen/ epithermischen Neutron-Fluss gespalten werden. Somit nutzt man die Minor-Actinoide wie das Uran-235 oder das Plutonium-239 (Siehe unter Transmutation ).

Somit ist Deine Aussage " Nach 100 Jahren strahlt ein nacktes Brennelement mit 5 Sievert pro Stunde. " nicht unbedingt richtig.

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Atommüll: In einem deutschen KKW ergibt sich jährlich etwa 23 t hoch radioaktiver Müll ("abgebrannte" Brennelemente). Die deutsche Industrie produziert jährlich 820 Mio. t CO2 (etwa 1/3 für Strom)und 50000 t chemisch hoch giftigen/krebserregenden Sondermüll, welcher nicht verbrannt werden kann. Dieser Sondermüll wird endgelager in der Untertage-Sondermülldeponie Herfa-Neurode (siehe Inter-Net bei Wiki). Sämtliche Flugasche, Verbrennungs-Stäube der Filteranlagen von Kohle- , Müllverbrennungs- oder Sondermüllverbrennungs-Kraftwerken landet ebenfalls in einem chemischen Endlager, nochmals verbrennen ist nicht sinnvoll. In Herfa-Neurode haben sich so schon 700 000 t hoch krebserregendes-giftiges dioxin- und furanhaltige Filterrückstände angesammelt. ( ww.toxcenter.de/artikel/Herfa-Neurode-groesste-Sondermuelldeponie-der-Welt.php ). Nur auf Herfa Neurode bezogen stehen also 17 mal 23 t (etwa 400t) hoch aktiver Nuklear-“Müll“ den etwa 50 000 t hoch chemisch giftigen Abfällen der Chemie- und Verbrennungs-Technik gegenüber.

Abgebrannte Brennelemente sind nach 300 000. Jahren auf ein radio-giftigkeits Niveau von natürlichem Uranerz (Pechblende) abgeklungen (schau hierzu mal im Netz unter radiotoxicity oder unter , http://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=30396&pNid=2721 oder ww.sciencedirect.com/science/article/pii/S0146641010000669). Der nukleare Abfall aus aktuellen Wiederaufbereitungsanlagen (Sellafield, Le Hage) ist nach 10 000 Jahren auf dem radio-giftigkeits Niveau von Pechblende abgeklungen. Durch das Abtrennen vom mittel-radioaktiven Plutonium und dem sehr schwach radioaktiven Uran verbleiben nur noch die hoch radioaktiven Spalt-Produkte und anderen mittel-radioaktiven Minor-Actinoide (ohne U, Pu). Somit wird der hoch aktive nukleare Müll der KKW um den Faktor 20 reduziert (siehe bei Wiki nach „Wiederaufarbeitung“). Wendet man das auf die 17 KKW der BRD an, fallen nicht mehr 400t Atom-Müll pro Jahr an, sondern nur noch 20t pro Jahr (hoch radioaktiver Abfall jetzt aber nur noch die Spalt-Produkte + Minor-Actinoide). Weiter verringert das Abtrennen (Wiederaufarbeiten) die Lagerzeit des Abfalls um den Faktor 10.

Bei einer alternativen Reaktortechnik (Flüssigsalz-Reaktor, homogene Fluid-Reaktoren, ww.Energyfromthorium.com, Dual-Fluid-Reaktor.de/technik/prinzip ) würden nur noch die Spalt-Produkte als Abfall anfallen. Der nukleare Müll solcher alternativen Reaktor-Typen ist bereits nach etwa 500 Jahren auf das radio-giftigkeits Niveau von Pechblende abgeklungen. Das ist möglich, da alle Transurane (Minor-Actinoide) im Reaktor verbleiben und dort vom schnellen/ epithermischen Neutron-Fluss gespalten werden. Somit nutzt man die Minor-Actinoide wie das Uran-235 oder das Plutonium-239 (Siehe unter Transmutation ).

Bei den chemischen Giftstoffen, wie den hoch krebserregenden Dioxinen, Furanen,... der Verbrennungs-Technik ist nicht mit einer Zersetzung zu rechnen. Chemikalien zerfallen leider nicht wie radioaktive Stoffe. Somit verbleiben diese hoch gefährlichen Abfälle für immer.

Leider wurde 2005 unter den SPD/Grünen die Wiederaufbereitung, auch die deutscher Abfälle im Ausland, verboten. Interessanterweise lagert die BRD chemisch hoch giftige Abfälle des Auslandes gegen Geld ein. Damit haben die Grünen kein Problem. Weiter wurde das größte chem. Endlager weltweit in Herfa Neurode vom damaligen hessischen Umweltminister Joschka Fischer 1986 genehmigt und als "Juwel" bezeichnet :-) [ww.spiegel.de/spiegel/print/d-13520557.html Spiegel.de, waste.informatik.hu-berlin.de/grassmuck/Texts/MuellSystem/joschka.html]. Also, wer "GRÜN" wählt, wählt chemische Endlager (die zweifellos notwendig sind).

Zur chemischen Endlagerung:

de.nucleopedia.org/wiki/Endlagerung#.C3.9Cberblick, de.wikipedia.org/wiki/Endlager , de.wikipedia.org/wiki/Müllverbrennung, ww.focus.de/politik/deutschland/sondermuell-ab-ins-bergwerk_aid_152486.html, ww.badische-zeitung.de/elsass-x2x/wohin-mit-dem-hochgiftiger-sondermuell-aus-wittelsheim--36297444.html , ww.spiegel.de/spiegel/print/d-13489952.html , ww.toxcenter.de/artikel/Herfa-Neurode-groesste-Sondermuelldeponie-der-Welt.php, ww.eon-energyfromwaste.com/Umwelt/133.aspx, ww.spiegel.de/wirtschaft/gefaehrlicher-goldabbau-ein-ehering-produziert-20-tonnen-giftmuell-a-542725.html, ww.dw.de/zerstörte-umwelt-der-preis-des-goldes/a-15295336und viele mehr. Schaut einfach mal im Netz unter Sondermüll Bergwerk, Joschka Fischer Herfa Neurode, Filterstaub Bergwerkt... .

Resultierend kann man sagen, dass auch mit der klassischen Kernenergie die endzulagernde Menge pro kWh weit geringer ist, als bei der Neodym basierenden Windenergie oder der Verbrennungstechnik (Kohle, Öl, bedingt auch Gas, Müllverbrennung,...). Weiter ist der radioaktive Müll nicht in alle Zeit gefährlich. Am Beispiel der alternativen Reaktortechnik ist dieser Müll schon nach 300-500 Jahren nicht gefährlicher als Uranvorkommen.

Kr642 15.03.2014, 13:27

Vielen Dank für diese qualifizierte, hochinformative, umfassende Antwort, auch in Relation mit Chemie-Endlagern ! Leider hab ich meinen Stern schon vergeben !

Ich lese hier die Ansicht eines Experten heraus, daß bei Weiterentwicklung der Reaktortechnik incl. Wiederaufarbeitung die Kernenergie durchaus die bessere Alternative sein könnte !?

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Harleakin 16.03.2014, 12:32
@Kr642

@Ocin: Ich hätte noch eine Frage. Wie sieht das mit "alternativen Energien" aus? Windkraft, Gezeitenkraftwerke, Solarkraft, Wasserkraft allgemein? Da hier ja zur Herstellung (z.b. der Solarpanels) auch Energie und Rohstoffe gebraucht werden, wie ist da der "Schaden/Nutzen" Faktor? Weisst du da auch was drüber? Danke übrigens für deine bisherigen Beiträge bei dem Thema hier! Sehr informativ! :)

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ocin1 16.03.2014, 15:49
@Harleakin

Energiewende im November 2012! Nur 7 % der installierten EEG Leistung wurde eingespeist ww.eike-klima-energie.eu/news-cache/energiewende-im-november-nur-7-der-installierten-eeg-leistung-wurde-eingespeist/

die aktuell und vergangene Einspeisung von Wind-Energie, aus theoretisch etwa 30 GW installierter Leistung [ww.transparency.eex.com/de/daten_uebertragungsnetzbetreiber/stromerzeugung/tatsaechliche-produktion-wind]

Soviel zu, "es ist kein Problem (oh, in der BRD sagt man jetzt ja Herausforderung) mit Hilfe der Windenergie eine sichere Stromversorgung sicher zu stellen.

Windräder produzieren Atommüll! Greenpeace muss eingreifen [ww.eike-klima-energie.eu/energie-anzeige/windraeder-produzieren-atommuell-greenpeace-muss-eingreifen/]

Das schmutzige Geheimnis sauberer Windräder [daserste.ndr.de/panorama/archiv/2011/windkraft189.html]

Und wenn man die mitgeförderten Schadstoffe nicht in die Umwelt kippt, landen sie in einem chemischen Endlager, wie in Herfa/Neurode.

Die Energiewende ist schon gescheitert [ww.science-skeptical.de/blog/die-energiewende-ist-schon-gescheitert/006460/]

Die Lösung des Speicherproblems "Poppsche Ringwall-Speicher", Wir bauen Berge in der norddeutschen Flachebene [poppware.de/Ringwallspeicher/Fragen_und_Antworten/EIKE-Kritik_am_Ringwallspeicher.htm]

Konsequenzen der Strompufferung mit der Wasserkraft:

Probleme der Wasserkraft:

Staudamm-Katastrophen ab 400 Toten: Frankreich 2.12.1959 (bis zu 429 Tote), Brasilien 25.3.1960 (etwa 1000 Tote) , China 18.5.1960 (etwa 1000 Tote), Indien 12.7.1961 (etwa 1000 bis 2000 Tote), Indien 29.9.1964 (1000 Tote), Italien 9.10.1963 (etwa 2000 Tote), Indien 29.10.1964 (etwa 1000 Tote), Bulgarien 1.5.1966 (bis zu 488 Tote), China 8.8.1975 (um 220 000 Tote), Indien 11.8.1979 (etwa 2000 bis 2500 Tote), Philippinen 1991 (3500 Tote), China 27.8.1993 (etwa 240 bis 1200 Tote). Siehe bei de.wikipedia.org nach „Liste von Stauanlagenunfällen“

Auch auf dem Hoheitsgebiet der BRD gab es Staudamm-Katastrophen: 17. Mai 1943 starben 1.200 bis 1.600 umgehend beim Bruch der Möhne-Staumauer und etwa 800 Tote durch Bruch der Edersee-Talsperredurch. Beides ausgelöst durch einen Bombenangriff.

Alleine in Europa haben sich seit 1950 16 Staudamm-Katastrophen ereignet.

Welche private Versicherung soll solche Katastrophen ausgleichen können? Also auch gegenwärtig politisch in der BRD bevorzugte Techniken haben ein sehr hohes Schadenspotential.

Ich bin kein Gegner dieser Technik, jedoch bin ich auch nicht so politisch verblendet, das ich Tote durch Ertrinken und Seuchen besser finde als Tote durch Strahlung.

Würde ein Bundes-Deutscher nun den Ausstieg aus der Staudamm-Technik verlangen, NEIN natürlich nicht. Würde nun ein Bundes-Deutscher die Staudamm-Technik für unbeherrschbar halten, NEIN natürlich nicht!

Weiter bedenke man, dass zum Puffern des unstetigen Wind-/ Solar-Stromes Stauseen z.B. in Norwegen oder Schweden verwendet werden sollen. Von der hoch gefährlichen Idee, alte Kohle-Stollen zu unterirdischen Pumpspeicherkraftwerken zu machen, und somit die Stollen täglich zu fluten und wieder leer zu pumpen, ganz zu schweigen. Es macht sich langsam die technische Realität in den Köpfen breit, wie ein Kater nach einem berauschten Fest.

Im Vergleich zu Staudamm-Unglücken (z.B. 1975 China etwa 200 000 Tote, siehe Wiki - Liste von Stauanlagenunfällen oder zu den Katastrophen bei den fossilen Brennstroffen (Ölkatastrophen, Flözbrännde, Luftverschmutzung, Saurer Regen, Grubenunfälle) ist die Kernenergie relativ ungefährlich.

Natürlich verursacht auch die Kernenergie eine Umweltverschmutzung, jedoch ist diese wegen des gegenwärtig höchsten Erntefaktors und der hohen Energiedichte viel geringer als z.B. bei der Verbrennung-Kraft oder den politisch „Erneuerbaren“.

Wer Energie aus der Natur bezieht, verändert diese zwangsläufig. Auch bei der politisch „Erneuerbaren“ Energie.

Begrenste Rohstoffe der politisch „Erneuerbaren“ Energie

Auch die politisch "Erneuerbaren" sind auf begrenzte Rohstoffe angewiesen, und das sogar erheblich. Also das politische Märchen von der Endlichkeit von Uran, Kohle,... können wir getrost auch auf die politisch "Erneuerbaren" ausweiten. Pro kg Erdkruste, erhält man im Bergbau etwa 60mg Lithium (Batterie/Kernenergie); 19 mg Gallium (Halbleiter); 7 bis 13 mg Thorium (Kernenergie); 5,5 mg Arsen (Halbleiter); 4,15 mg Neodym (Windenergie); 2,7 mg Uran (Kernenergie); 1,5 mg Germanium (Halbleiter); 1,4 mg Blei (Batterie); 0,05 mg Indium (Halbleiter).

Hierzu möge man jedoch die jeweiligen Anlagen-Leistungsdichten im Auge haben, die bei der klassische Kernenergie um einen Faktor 43 höher ist als z.B. bei der Photovoltaik (http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsdichte). Also nutzt die klassische Kernenergie (Uran) die begrenzten Rohstoffe viel effektiver. Vergleichbares gilt für die Windenergie.

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ocin1 16.03.2014, 16:10
@ocin1

Auch das emotionale Geschrei um Rohstoff-Kriege, welche ja angeblich nur die klassische Energie-Technik betrifft, ist dank Neodym, Indium, Arsen,... auch bei den politisch "Erneuerbaren" ein Thema, nur halt etwas GRÜNER :-).

Die heutigen Wind-Anlagen (ab 5 MW pro Anlage aufwärts) arbeiten alle nach dem Prinzip des Fahrrad-Dynamos, nämlich mit einem Dauer-Magneten. Nur durch solche Dauermagneten schafft man es, die recht geringe Leistungs-Dichte der Wind-Anlagen etwas zu erhöhen, sodass der Materialaufwand etwas besser genutzt wird und der Preis bezüglich elektrischer Leistung etwas sinkt.

Strom-Generatoren in Groß-Kraftwerken, wie Kern-Kraftwerke, Verbrennungs-Kraftwerke, Wasser-Kraftwerke machen das nicht. In diesen Groß-Kraftwerken arbeitet der Strom-Generator mit einem Elektro-Magneten. Das ist auch sonst eigentlich nicht anders möglich, da ja die Stromnetz-Frequenz bei konstant 50 Hz liegt. Steigt nun also die Stromnachfrage -> fällt der "Lastwiderstand" am Kraftwerk -> somit erhöht sich der Strom -> Klemmspannung bricht ein -> höherer Strom bedeutet höhere Gegen-Indukton im Generator -> größerer Dreh-Widerstand des Generator -> Genrator-Welle dreht sich langsamer. Hier hat man bei Generatoren mit Elektro-Dynamo nun den Vorteil, man kann das strom-erzeugende Primär-Magnetfeld verändern. Bei den Dauermagneten-Generatoren der Windanlagen geht das nicht so einfach, sondern nur mit umfangreichen Anlagen, welche nachgeschaltet werden müssen. Eine Wind-Anlage mit etwa 3 MW stecken 1,8 Tonnen Neody-Eisen-Bor-Dauer-Magneten (Nd_2 Fe_14 B), was dann etwa 0,34 Tonnen Neodym macht (19%).

Wo liegt das Problem bei Dauermagneten-Generatoren?

Die stärksten Dauer-Magneten macht man aus Neodym, was zu den seltenen Erden zählt. Neodym ist zu etwa 4,15 mg pro kg Erdkruste (4,15 ppm) in der Erdkruste enthalten. Uran ist zu etwa 2,7 mg pro kg Erdkruste (2,7 ppm) in der Erdkruste enthalten. Also ist Neodym gerade mal 1,5 mal mehr in der Erdkruste vorhanden als Uran. Uran in klassischen Kernkraftwerken hat jedoch eine um mindestens Faktor 1000 höhere Anlagen-Leistungs-Dichte, als es mit Neodym bei Wind-Anlagen möglich wäre (de.wikipedia.org/wiki/Leistungsdichte).

Man sieht an diesem Beispiel sehr schön, dass auch bei den politisch „Erneuerbaren“ begrenzte Rohstoffe zum Einsatz kommen. Also gilt für sie im Grunde das Gleiche wie für die klassische Energie-Technik.Und das ganze auch noch zu geringer Zuverlässigkeit, da ja der Wind nicht immer weht.

Quellen:

http://www.heise.de/tr/artikel/Abschied-von-den-Seltenen-Erden-1827791.html

de.wikipedia.org/wiki/Leistungsdichte

de.wikipedia.org/wiki/Neodym-Eisen-Bor

de.wikipedia.org/wiki/Energiedichte

ww.science-skeptical.de/energieerzeugung/die-energiewende-und-der-energetische-erntefaktor/0010717

Nur 18% Verfügbarkeit der Windenergie 2012

2012 standen von den 30 000 MW-Wind-Anlagen der BRD, gerade mal 5 500 MW übers Jahr gemittelt zur Einspeisung zur Verfügung, also nur 18%. Für alle 30 GW-Anlagen wurden jedoch Rohstoffe aufgewendet, wie Eisen, Kupfer, Neodym und natürlich Wälder gefällt und Landschaften zugespagelt. Weiter mussten alle 30 GW Anlagen gewartet und gepflegt werden. Das ganze für eine jährliche Verfügbarkeit von 18%? Das soll ökologisch sein? Schade um die schönen Rohstoffe welche alle im Bergbau gefördert wurden und schade um die vergeudete Service-Leistung.

Klassische Kraftwerkstechnik wie die Verbrennung, Kernkraft, oder Wasserkraft haben mindestens eine jährliche Verfügbarkeit von 60%. Hier wird mit den Rohstoffen und der Wartungsarbeit also viel ökologischer und ökonomischer Elektrizität produziert. Weiter muss für diesen klassischen Kraftwerkspark auch kein neues Strom-Netz installiert werden, welches wieder Rohstoffe benötigt und Freifläche besetzt.

Aus genau dieser viel höheren Verfügbarkeit pro Jahr, ist ein klassischer Kraftwerkspark viel effektiver, kommt mit weniger Struktur-Rohstoffen aus, benötigt viel weniger Stell-Fläche als es bei den politisch „Erneuerbaren“ jemals der Fall ist.

Quellen:

aristo.excusado.net/comments.php?y=13&m=06&entry=entry130603-231303

ww.science-skeptical.de/blog/die-energiewende-ist-bereits-gescheitert/007693/

In Norwegen soll nach den Politikern der BRD Europas größter Strom-Akku in Form von gewaltigen Pumpspeicher-Kraftwerken/Staudämme installiert werden. Ob allerdings die 4 Millionen Norweger das mit ihrer Natur machen ist fraglich, unter Betracht des gewaltigen Natureingriffes und unter Berücksichtigung der obigen Liste von Stauanlagenunfällen. Sollte es aber doch wider erwarten dazu kommen muss einem jeden klar sein, dass die Norweger sich diese Strompuffer-Dienstleistung bezahlen lassen. Der Strom, welcher aus Norwegen dann wieder zu uns zurück kommt, wird mit einem Kostenaufschlag versehen sein, der diese norwegische Dienstleistung in Rechnung stellt. Also auch auf diesem Wege werden Devisen ins Ausland abfließen.

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Könnte man benutzte Brennstäbe noch weiter verwenden, würde man das machen. Entsorgung ist unsagbar teuer. Zurückgeben kann man sie nicht. Die Metalle die man dafür nutzt wurden entsprechend verändert, damit ´man sie überhaupt so nutzen kann. Einfach wieder zurück in die Erde bringen würde bedeuten die gesamte Umgebung inkl. Grundwasser zu verseuchen.

NoHumanBeing 14.03.2014, 01:39

Wenn man sie in feinste Partikel zerlegen und gleichmäßig auf ein riesiges Volumen Boden verteilen würde, würde man sicher nichts damit "verseuchen", aber das ist eben technisch nicht drin.

Beim "Anreichern" wird nur die Konzentration des Urans erhöht. Das heißt vorher hat man eine riesen Menge Gestein, in der ist ein bisschen Uran verteilt und hinterher hat man ein kleines Stück hochreines Uran. Wenn man das Uran nun "abbrennen lässt", strahlt es hinterher natürlich wesentlich weniger stark. Wenn man nun die "Überbleibsel" wieder mit der selben Menge Gestein "verdünnen" könnte, in der sie ursprünglich waren, hätte man danach Material, das wesentlich ungefährlicher wäre, als das ursprüngliche Gestein, das man aus der Erde geholt hat (also so ziemlich absolut ungefährlich ;-) ). Das ist aber technisch nicht wirklich machbar.

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Kr642 14.03.2014, 01:54
@NoHumanBeing

Mit dieser Logik kann ich mitgehen ! Ist dann also nur ne Frage der Bequemlichkeit (..oder der Kosten - wie überall!), das Zeug wieder ausreichend zu verdünnen !? Wenn das so funktionieren könnte, dann würde man durch die "friedliche Nutzung der Kernenergie" unsere Erde um ein "gutes Stück ihrer schlechten Strahlung" entlasten !?

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NoHumanBeing 14.03.2014, 02:27
@Kr642

Nein, ich denke nicht, dass es eine Frage der Bequemlichkeit ist, sondern dass es derzeit tatsächlich keinen technischen Prozess gibt, der dies auf zufriedenstellende Art und Weise und mit ausreichender Betriebssicherheit bewerkstelligt.

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Kr642 15.03.2014, 00:05
@NoHumanBeing

...Prozeß gibt es viellt. nur deswegen nicht, weil man das Zeug bisher anders billiger losgeworden ist ?? Grundsätzlich gilt doch überall: Einen Ordnungszustand zu erhöhen (hier:Anreichern) ist immer schwieriger, aufwändiger als ihn zu verringern!

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NoHumanBeing 15.03.2014, 00:57
@Kr642

Das stimmt eigentlich, ja. Ein System strebt von sich aus einen Zustand maximaler Entropie an, aber das dauert eben ... in diesem Fall viel zu lange.

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Kr642 14.03.2014, 01:42

..aber das Uranerz (Pechblende o. ä. ) hatte ursprünglich dort auch gestrahlt ... Was ist mit dem Grundwasser dort, wo Uranerz in der Erde liegt ?

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NoHumanBeing 14.03.2014, 01:45
@Kr642

Das Erz ist eben kein reines Uran, sondern enthält nur sehr sehr wenig Uran. Man nimmt dann bildlich gesprochen eine riesen Menge Uranerz und extrahier daraus das bisschen Uran, das drinnen ist. Das lässt man "arbeiten", danach strahlt es natürlich deutlich weniger stark, als das reine Uran vor der Reaktion, aber deutlich stärker, als das Uranerz, weil das ja nur sehr geringe Mengen Uran und sehr viel "Füllmaterial" enthielt. Wenn Du den Atommüll auf geeignete Weise wieder mit der selben Menge Gestein "verdünnen" könntest, die ursprünglich im Uranerz enthalten war, hättest Du mit ziemlicher Sicherheit kein Problem.

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Das wird ja eben verarbeitet und ist nicht rückabwickelbar. Aus Kunststoff kannst du ja auch kein Öl mehr machen. Die Power ist aus dem Müll raus. Was ürbig bleibt ist die radioaktive strahlung. Die sieht man nicht und kann sie auch nicht einfangen zum nutzen.

NoHumanBeing 14.03.2014, 01:43

Ja, wobei der "Müll" natürlich schon erheblich schwächer strahlt, als die "frischen" Brennelemente. Der kritische Schritt ist allerdings die Erzeugung der Brennelemente durch Anreicherung des Urans. Das macht aus den in der Erde vorhandenen, relativ schwachen Strahlern, solche, die stark genug sind, um energietechnisch nutzbar zu sein. Durch die Reaktion im Kernkraftwerk werden die Strahler zwar wieder erheblich "schwächer" (klar, die "reaktionsfreudigen" Isotope zerfallen ja schnell in stabilere Produkte), aber eben bei weitem nicht wieder so schwach, wie die "natürlichen Quellen" es vor der Anreicherung waren. Es gibt keinen brauchbaren Mechanismus, um das radioaktive Material wieder ausreichend zu "verdünnen", dass es unschädlich ist. Das "wirtschaftlichste" wäre vermutlich, das Zeug in die Sonne zu ballern, da wird es definitiv keinen Schaden anrichten, denn da gibt es schon mehr als genug davon. ;-)

Aber auch das ist eben nicht wirklich machbar mit unseren Ressourcen.

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ocin1 15.03.2014, 09:08
@NoHumanBeing

@NoHumanBeing:

Mal etwas zu Uran und Plutonium: Plutonium-293 oder Uran-235 sind alles andere als hochgradig radioaktiv! Plutonium-239 hat eine Halbwertszeit(Hwz) von 24000 Jahren, Uran-235 hat eine Hwz. Von 0,7 Mrd. Jahre und das Uran-238 hat eine Hwz. von 4,5 Mrd. Jahren. Man bedenke, das Universum ist etwa 14 Mrd. Jahre alt.Warum also sollen diese Stoffe hochgradig radioaktiv sein? Das relativ gefährliche bei Uran/Plutonium sind die natürlichen Zerfallsprodukte wie Radium-223 (Hwz=11,4 Tage), das Edelgas Radon-219 (Hwz=4s), Polonium-215 (Hwz=1,8ms), Blei-211 (Hwz=36 min),... . All diese natürlichen Zerfallsprodukte, welche nebenbei auch in unserer natürlichen Umgebung anzutreffen sind (jedoch eher aus der U-238-Reihe), besitzen aufgrund ihrer geringeren Halbwertszeit (Hwz) eine dementsprechend viel höhere Radioaktivität als Plutonium-239 oder Uran-235. Wenn überhaupt zählt man Plutonium-239 zu den mittel-radioaktiven Radio-Nukliden. Uran-235 oder Uran-238 sind nun unumstritten weniger als schwach-radioaktiv. Leider wird dieser Umstand sehr oft vernachlässigt. Also nochmal, das relativ Gefährliche am Uranerz sind die natürlichen Zerfallsprodukte, nicht das Uran selbst. Eine Ausnahme gibt es jedoch, dass natürlich fast nicht vorkommende Uran-232 Isotop (Hwz=70 Jahre). 1kg natürliches Uranpecherz (Pechblende) hat eine 10 mal höhere Radio-Toxizität als 1kg frisch chemisch abgetrenntes Uran. Leider ist dieses Wissen, welches man eigentlich in der 10'ten Klasse erlernt, für die Presse oder die meisten Menschen einfach viel zu langweilig, als dass es sie interessieren könnte. Das würde ja bedeuten, dass gewisse Panikmache völlig unverhältnismäßig sind :-). Aber schau selbst. Du entnimmst die Daten, welche ich hier angeführt habe, einer Nuklid-Karte (z.Bs. Karlsruher Nuklidkarte).

Weiter folgt daraus, dass man z.B. frische Brennelemente völlig ohne Sorge anfassen kann. Das macht man natürlich auch. Schau dir mal Bilder aus der Brennelementfertigung an. Etwas anders steht es mit den Uran-Plutonium-Misch-Oxid-Brennelementen (MOX). Da Plutonium eine relativ höhere Radioaktivität als Uran besitzt (Radioaktivität ist anti-proportional zur Hwz), geht von frischen MOX-Brennelementen eine etwas höhere Radioaktivität aus, als von reinen Uran-Elementen. Weiter entsteht im zivilen Reaktor-Plutonium, welches sich ja in den MOX-Elementen befindet, durch die Spontane-Kernspaltung (hier von Pu-240) und durch mehrfachen Neutronen-Einfang im Plutonium-239 auch Americium-241, welches ein relativ starker Gamma-Strahler ist. Also, frische Uran-Brennelemente kann man sehr wohl völlig ohne Bedenken anfassen. Abgebrannte nicht!

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Kr642 15.03.2014, 13:41
@ocin1

Sehr interessant ! Die Nuklidkarte findet eigentlich jeder in seiner Schulformelsammlung...., wenn er sie denn suchen würde. Auch ist es einfache Logik, daß eine Substanz, die stark strahlt, dies nur über einen kurzen Zeitraum tun kann ("antiproportional zur Hwz")

Wer populistisch gegen irgendetwas vorgehen will, hat auf jeden Fall immer eine große Menge (Mehrheits-)Unwissenheit auf seiner Seite, oder ?

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NoHumanBeing 15.03.2014, 16:20
@ocin1

Was ich nicht verstehe: Wie kann denn etwas wie "Polonium-215 (Hwz=1,8ms)" gefährlich sein? Wenn das Ding eine Halbwertzeit im Millisekundenbereich hat, ist doch selbst nach einem "lächerlichen" Zeitraum von einer Stunde fast nix mehr davon da. Wenn wir da über Tage oder Jahre rechnen, wird es noch viel absurder. Die Strahlungsintensität fällt doch exponentiell über die Zeit ab oder nicht?

Ich wäre gerade davon ausgegangen, dass die "langlebigen" Nuklide gefährlich sind, weil deren Strahlungsintensität eben nicht so schnell abklingt.

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ocin1 16.03.2014, 16:42
@NoHumanBeing

@NoHumanBeing: Genau :-).

Das Beispiel mit Polonium-215 ist quasi ein Extrembeispiel für radioaktive Isotope kurzer Halbwertszeit, wie auch den Spalt-Produkten. Wenn Du jetzt ein kg Polotnium-215 vor Dir zu liegen hast, herrscht da eine Radioaktivität von ca. 1166,7 10^24 = 11667 Yota Bq, also Kernzerfällen pro Sekunde,mit zugehöriger Strahlung*, also da ist die Hölle los.

Also ist da richtig was los, wo man besser nicht ungeschützt in der Nähe ist. Das ganze Theater ist dann zwar praktisch schon nach 10 Halbwertszeiten vorbei, also nach 1,8 Sekunden, jedoch dürfte da nichts mehr keuchen oder fleuchen :-). Quasi wie eine kleine Supernova :-)

Halbwertszeit ist antiproportional zur Radioaktivität, jekürzer die HWZ, um so größer ist die Radioaktivität.

Zum Rechenbeispiel:

Isotop Polonium-215, HWZ = 1,8 ms =0,0018 s , Masse m = 1 kg

Aktivität A= Lambda * N oder A = -dN / dt
(siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Aktivit%C3%A4t_%28Physik%29)

Stoffmenge N = m /(215 * u) mit u = 1,6 10^(-27) kg = 310^24 Kerne pro kg (siehe de.wikipedia.org/wiki/Atomare_Masseneinheit)

Zerfallskonstante Lambda = ln(2) /T_HWZ = 0,7 / 1,8ms = 388,9 1/s

=> A(1kg) = Lambda N = 388,9 1/s * 310^24 1/kg = 1166,7* 10^24 1/(s kg)

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ocin1 16.03.2014, 16:48
@ocin1

Man könnte es auch so formulieren:

die stabile Materie hat eine unendlich große Halbwertszeit :-)

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Nicht die Strahlung an sich, sondern die Wärmeentwicklung beim Zerfall wird für die Energiegewinnung genutzt.

Kr642 14.03.2014, 01:45

..ja, ok, je mehr Strahlung, desto mehr Wärme !

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h3r4l1nd3 14.03.2014, 02:07
@Kr642

Ab einem gewissen Grad wird nicht mehr genug Wärme erzeugt um sie effektiv nutzen zu können, wobei die Abstrahlung noch signifikant ist.

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Kr642 14.03.2014, 02:14
@h3r4l1nd3

Mit Wärmepumpen könnte man sicher auch diese "geringe" Wärme noch nutzen, so wie man es mit dem "normalen" Kühlwasser wohl auch tun könnte, anstatt damit die Umwelt zu erwärmen !??

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