Angewandte Kernphysik PDF

Dieser Artikel behandelt die Umwandlung von chemischen Elementen oder von Radionukliden. Zur biologischen Theorie des Artenwandels siehe Angewandte Kernphysik PDF der Arten. Umwandlung eines chemischen Elements in ein anderes.


Författare: Wilhelm T. Hering.
Die Kernphysik hat seit den Anfängen mit ihren Methoden und Ergebnissen auch die Nachbarwissenschaften beeinflusst. Während der letzten Jahrzehnte hat sich in wachsendem Maße auch die direkte Übernahme kernphysikalischer Methoden in die industrielle und medizinische Technik vollzogen. Die verschiedenen Aspekte dieser wissenschaftlichen und technischen Anwendungen lassen sich in die Kategorien Nuklearchronometrie (Kerne als Uhren), Nukleare Radiografie (Kerne als Sonden), Nukleare Radiotomie (Kerne als Werkzeuge) und Nuklearenergie unterteilen. Das Buch folgt dieser Einteilung und legt das Gewicht auf eine möglichst quantitative Erklärung der den Anwendungen zugrunde liegenden physikalischen Sachverhalte. Es enthält viele Beispiele für die wissenschaftlichen Ergebnisse und technologischen Methoden, die so gewonnen wurden. Das Buch kann als Grundlage für einen Vorlesungszyklus dienen, aber auch als Einführung für interessierte Naturwissenschaftler,die nicht aus der Kernphysik kommen.

Die Alchemisten bezeichneten damit die angestrebte Verwandlung unedler Metalle in Gold. Elementumwandlung ist mit chemischen Mitteln nicht möglich. Seit den 1990er Jahren werden als Transmutation spezielle Techniken bezeichnet, mit denen radioaktiver Abfall in seiner Gefährlichkeit verringert werden soll, indem durch Kernreaktionen mit freien Neutronen die besonders langlebigen Bestandteile in kürzerlebige verwandelt werden. Actinoide, je nach gewählter Strategie zusammen mit dem Plutonium und evtl. Die vorherrschenden Reaktionen der Actinoide mit Neutronen sind Kernspaltung und Neutroneneinfang. Der Neutroneneinfang erzeugt dagegen nur das nächst schwerere, manchmal ebenfalls langlebige Nuklid. Der Spaltungs-Wirkungsquerschnitt von Nukliden mit gerader Neutronenzahl für einfallende thermische Neutronen ist klein und wächst erst für Neutronenenergien oberhalb ca.

Der Einfangquerschnitt ist dagegen bei allen Nukliden für thermische Neutronen am größten. Schnelle Brutreaktoren heutiger Art können nach gewissen Modifikationen, unter Verzicht auf Erbrüten eines Plutonium-Überschusses, zur Transmutation der minoren Actinoide genutzt werden. Auch für das Konzept des Dual Fluid Reaktors wird die Einsatzmöglichkeit zur Transmutation erwähnt. Ein allgemeiner Nachteil der Transmutation mit kritischen Reaktoren ist, dass aus neutronenphysikalischen Gründen der Brennstoff meist auch Brutstoff, also Uran-238 oder Thorium, enthalten muss, so dass eine gewisse Menge leicht spaltbares Material, Pu-239 bzw. Im Brennstoff kritischer Reaktoren dürfen die minoren Actinoide nur eine geringe Beimischung bilden, denn wegen ihres zu kleinen Generationenfaktors wird sonst die Kritikalität nicht erreicht.

Zwei Konzepte sind besonders bekannt geworden: das Konzept von Bowman u. Forschungszentrum Mol in Belgien errichtet werden und etwa 2030 in Betrieb gehen. Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal. Nuclear Methods for Transmutation of Nuclear Waste: Problems, Perspectives, Cooperative Research. Proceedings of the International Workshop, Dubna, Russia, 29-31 May 1996. Lumetta: Advanced separation techniques for nuclear fuel reprocessing and radioactive waste treatment. Nuclear energy generation and waste transmutation using an accelerator-driven intense thermal neutron source.

Nuclear Instruments and Methods A Bd. Bowman: Accelerator driven systems for nuclear waste transmutation. Annual Review of Nuclear and Particle Science Bd. PARTNEW, new solvent extraction processes for minor actinides. Hering: Angewandte Kernphysik: Einführung und Übersicht. An energy amplifier for cleaner and inexhaustible nuclear energy production driven by a particle beam accelerator. Conceptual Design of a fast neutron operated High Power Energy Amplifier.