Kernenergie Und Kerntechnik

ISBN-13: 9783528085001 / Niemiecki / Miękka / 1982 / 221 str.

Edgar L. Scher

Opis

69 4. 1 Einleitung 4. 1. 1 Energie aus KernspaItung Die Entdeckung der induzierten Atomkemspaltung im Jahre 1939 durch O. Hahn und F. Strassmann und in FoIge davon die Inbetriebnahme des ersten Kemreaktors durch E. Fenni im Jahre 1942 waren Ereignisse von epochemachender Bedeutung. Sie haben ge zeigt, wie die enorm gro6e Bindungsenergie in Atomkernen in technisch nutzbare Formen umgewandelt werden kann. Die nun zugiinglich gewordene, riesengr06e Energiemenge ver schafft der Menschheit die Aussicht, die Grenze des Wachstums zu uberschreiten, die durch die endlichen Vorrate an fossilen Brennstoffen und an Wasserkraft abgesteckt ist. Sie wird dann dazu beitragen, den Lebensstandard weltweit zu heben und den Frieden zu sichem. 4. 1. 2 Rohstoffe fUr KernspaItung Rohstoffe fUr die Nutzung der Kernenergie sind die Elemente Uran und Thorium. Ihre Mineralien sind auf der Erde und im Meerwasser weit verteilt. Die Erdkruste bis zu 3000 m Tiefe und das Meerwasser enthalten zusammen ein Potential an Spaltungsenergie 18 von ca. 7 . 10 t SKEl), das die gesamten Erd-Reserven an fossilen Energietriigern von etwa 13 1,2 . 10 t SKE urn das sechshunderttausendfache ubersteigt. 3) Beschriinkt man die Be trachtung auf die zur Zeit okonomisch gewinnbaren und nutzbaren Reserven, dann sind mit thermischen Kernreaktoren aus Uran ca. 3 . 1011 t SKE Energie erzeugbar. Das ist 11 weniger als der Energieinhalt von ca. 9 '10 t SKE der okonomisch noch nutzbaren fossilen Energietrager in Form von Kohle und Kohlenwasserstoffen.

Spis treści

1. Einige Grundlagen zur Kernphysik.- 1.1 Zur Erinnerung einiges über die Sprachregelung.- 1.2 Die drei Säulen der Kernphysik.- 1.3 Werkzeuge der Kernphysik.- 1.3.1 Beschleuniger.- 1.3.2 Detektoren.- 1.4 Streuprobleme.- 1.5 Bemerkungen zur Statistik.- 1.6 Zum Problem der Kernkräfte.- Literatur.- 2. Kernzerfälle und Kernreaktionen.- 2.1 Kernzerfälle.- 2.1.1 ?-Zerfall.- 2.1.2 Kernspaltung.- 2.2 Kernreaktionen.- 3. Einführung in die Neutronenphysik.- 3.1 Theoretische Grundlagen.- 3.1.1 Entdeckung und Eigenschaften des Neutrons.- 3.1.2 Wechselwirkung von Neutronen mit Materie (Begriff des Wirkungsquerschnitts).- 3.1.3 Experimenteller Nachweis von Neutronen.- 3.1.4 Intensive Neutronenquellen.- 3.2 Anwendungen.- 3.2.1 Anwendung von langsamen Neutronen zur Strukturuntersuchung.- 3.2.2 Herstellung von Radioisotopen.- 3.2.3 Neutronenzyklus in Reaktoren.- 3.2.4 Kernwaffen.- 4. Kernreaktoren.- 4.1 Einleitung.- 4.1.1 Energie aus Kernspaltung.- 4.1.2 Rohstoffe für Kernspaltung.- 4.1.3 Brut- und Konverter-Reaktoren.- 4.1.4 Kernreaktoren.- 4.2 Reaktorphysik.- 4.2.1 Bindungsenergie und Kernmassen.- 4.2.2 Neutronenreaktionen und Wirkungsquerschnitte.- 4.2.3 Induzierte Kernspaltung.- 4.2.4 Neutronenreaktionen in verschiedenen Systemen.- 4.3 Reaktortechnik.- 4.3.1 Kraftwerksysteme.- 4.3.2 Kraftwerkstechnik.- 4.3.3 Reaktorsicherheit.- 5. Reaktorsicherheit.- 5.1 Funktion eines Kernkraftwerkes.- 5.2 Aufgabe der Reaktorsicherheit.- 5.3 Sicherheitskonzept.- 5.4 Betriebserfahrungen.- 6. Umweltprobleme.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Bedeutung und Notwendigkeit des Einsatzes von Energie.- 6.2.1 Energiebedarf.- 6.2.2 Energieverbrauch und Bruttosozialprodukt.- 6.2.3 Der soziale Ertrag des Energieeinsatzes.- 6.2.4 Prognose des Wachstums.- 6.2.5 Grenzen des Energieverbrauchs.- 6.3 Schadstoffe.- 6.3.1 Industrielle Schadstoffproduktion.- 6.3.2 Schadstoffe aus Verbrennungsprozessen.- 6.3.3 Umweltschäden durch Schwefel- und Stickoxide.- 6.3.4 Das CO2-Klimaproblem.- 6.4 Belastung durch Umweltstrahlung.- 6.4.1 Strahlungsmeßgrößen.- 6.4.2 Mittlere Strahlenbelastung der Bevölkerung.- 6.4.3 Kurzzeitbestrahlung und hohe Dosen.- 6.4.4 Langzeitexposition und Strahlenschutzverordnung.- 6.5 Kernkraftwerke und Umwelt.- 6.5.1 Abwärme und Abluft.- 6.5.2 Abwasser.- 6.5.3 Abfallprodukte und Zwischenlagerung.- 6.5.4 Wiederaufarbeitung.- 6.5.5 Endlagerung.- 6.6 Vergleiche.- 6.6.1 Emissionswirkungen.- 6.6.2 Spätfolgen.- 6.6.3 Aktuelle Menschheitsrisiken.- 6.6.4 Nachwort.- 7. Kernfusion in magnetisch eingeschlossenen Plasmen.- 7.1 Auswahl der Fusionsreaktionen.- 7.2 Tokamaks-Stellaratoren-Siegelmaschinen.- 8. Nachweis von Kernstrahlung.- 8.1 Grundlagen.- 8.1.1 Einleitung.- 8.1.2 Die Aufgaben eines Teilchendetektors.- 8.1.3 Die Verarbeitung der Kernstrahlimpulse.- 8.1.4 Zählstatistik.- 8.2 Nachweis geladener Teilchen.- 8.2.1 Durchgang geladener Teilchen durch Materie.- 8.2.2 Gas-Ionisations-Kammern.- 8.2.3 Gas-Proportionalzähler.- 8.2.4 Geiger-Müller-Zählrohre.- 8.2.5 Halbleiterzähler.- 8.2.6 Szintillationszähler.- 8.2.7 ?erenkov-Zähler.- 8.2.8 Andere Nachweisverfahren.- 8.2.9 Teilchenidentifizierung mit Zählern.- 8.3 Nachweis ungeladener Teilchen.- 8.3.1 Grundlegende Bemerkungen.- 8.3.2 Nachweis von Neutronen.- 8.3.3 Nachweis von Gammastrahlung.- 8.3.4 Nachweis von Neutrinos.- 8.4 Ausblick.- 8.5 Weiterführende Literatur.- 9. Konzepte zur Energienutzung.- 9.1 Energievorräte und Energieverbrauch.- 9.2 „Verschwendung“ bei thermischen Kraftwerken.- 9.2.1 Bessere Nutzung durch Heizkraftwerke.- 9.2.2 Bessere Nutzung durch Vorschaltprozesse.- 9.3 „Verschwendung“ in Haushaltungen.- 9.4 „Verschwendung“ im Verkehr.- 9.5 „Neue“ Energiequellen.- 9.5.1 Sonnenenergie.- 9.5.2 Hochtemperaturreaktoren.- 9.5.3 Fusionsreaktor.- 9.5.4 Energieeinsparung in Haushalten und Industrie.- Sachwortverzeichnis.