Fukushima: Was ich nicht verstehe

Man hat offensichtlich vor, die Blöcke wieder über die Trafos an 6kV anzuschließen. Man bereitet alle Leitungen und Anschlüsse vor, um sie
gemeinsam in Betrieb zu nehmen. Man könnte die fertigen doch jetzt schon in Betrieb nehmen. Egal!
Nach dem Beben liefen die Diesel eine Stunde bis zum Tsunami. Danach lief die Notkühlung über Batteriestrom acht Stunden. Die Batterien liegen im Keller der großen Gebäude der See zugewandt. Darin stimmen alle Berichte überein.
Herangeschaffte Notstromaggregate ließen sich nicht anschließen, warum auch immer.
Man hat doch die Gleichspannungsebene und eine damit funktionierende Notkühlung. Was fehlt? Was geht da nicht? Warum muß man den ganzen Block wieder in Betrieb nehmen? Ist die Notkühlung über Batteriestrom eingeschränkt? Man braucht doch nur für Batterieladung zu sorgen. Das müßte doch mit Notstromaggregaten und Gleichrichtern hinzukriegen sein.
Positiv ist, daß man jetzt ruhiger und zielgerichteter vorgeht. Das läßt hoffen. Noch etwas positives möchte ich anbringen. gemessen an der Stärke des Bebens könnte man an bisherigen Berichten aus Erdbebengebieten mit mehr Opfern rechnen. Der Tsunami hat viel gekostet. Die Vorbereitung der Gebäude auf Erdbeben scheint mir aber ein großer Erfolg gewesen zu sein.
Carsten
--
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begin quoting, Carsten Thumulla schrieb:

Könnte es vielleicht nicht doch so sein, daß die Battereien lediglich Steuerstrom für die Leitwarte lieferten und die Pumpen Dampfpumpen waren, die nun mangels Dampfdruck wegen diverser technischer Probleme (fehlender Wasserstand) nicht mehr funktionieren?
Gruß aus Bremen Ralf
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Nach dem, was ich vor ca. einer Woche gehört habe, ist es so, dass das Dampfpumpen sind und man nur aufgrund dieser Tatsache mit den vorhandenen Batterien solange pumpen konnte. Batterien waren nur für Steuerung und so etwas notwendig.
--
Gruss Heiner

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Am 19.03.2011 21:18, schrieb Heiner Veelken:

Diese dumpfe Vermutung, daß da was komisch ist, treibt mich ja zu diesem Posting. Es wurde aber behauptet, daß die Notkühlung bei ausgefallenen Dieseln acht Stunden über Batterien(Akku) geht. In Deutschland sind nur zwei Stunden vorgeschrieben. Nur die Leitwarte zu versorgen ermöglicht das zugucken, nicht das Pumpen. Der Raum, der für Akkus gezeigt wurde, war auch recht groß, eine halbe Etage des großen Gebäudes.

Die Dampfpumpen gibt es dort zusätzlich, die gibt es in Deutschland nicht. Das ist keine schlechte Sache. Allerdings kommt hier noch die Notkühlungsschwäche dieses Reaktors dazu, wegen der der Konstrukteur Mitte der 70er hingeschmissen hat. Der Streit darüber geht seit 1964.
Der Dampf muß aber strömen. Das geht sicher nur in den ersten Stunden nach Abschaltung. Danach hat man wohl vor, den Reaktor halt heiß stehen zu lassen. Man nahm wohl auch an, bis dahin Notstrom rangeschafft zu haben.
Also, daß man mit den Akkus acht Stunden kühlen kann ist eine Fehlinformation?
Natürlich muß auch der Meerwasserkreis gepumpt werden, aber da könnte man improvisieren oder reparieren. An diese Pumpen kriegt man auch Notstrom dran.
Japan live über ria novosti http://de.rian.ru/environment_disaster/20110314/258561968.html
Carsten
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begin quoting, Carsten Thumulla schrieb:

Das stimmt doch gar nicht. Wenn's den RDB nicht zerdeppert hat (hatte es wohl nicht), dann geht lediglich die Wärme-, und damit die Dampfmenge entsprechend dem Rückgang der Nachzerfallswärme zurück. Für die Umwälzung des Kühlmittels wird aber höchstens ein kleiner Bruchteil der abzuführenden Kühlleistung benötigt, d. h. man hält schlicht un einfach den RDB weiter auf Druck und Temperatur und entnimmt z. B. 0,1 % oder weniger der thermischen Nennleistung zum Betrieb der Dampfpumpe, die meiste Wärme geht hingegen in die Kondensatoren, die ohnehin einen Faktor 100 oder mehr höher ausgelegt sind, denn die können die komplette Reaktorleistung wegkühlen. Das ist eigentlich "idiotensicher": Solange die Notwendigkeit der Nachkühlung vorliegt, ist auch die erforderliche Pumpenantriebsleistung vorhanden. Die Alternative wäre höchstens noch ein thermoelektrischer Stromerzeuger, aber abgesehen davon, daß der mechanisch empfindlich ist, hat er bei den anzustrebenden niedrigen Temperaturen bei funktionierender Kühlung auch einen sehr schlechten Wirkungsgrad.
(Allerdings wäre es wohl nicht besonders klug, sich für den Pumpenantrieb auf Primärdampf zu verlassen: Bei einem Kühlmittelstörfall (Bruch der Hauptkühlmittelleitung, also Auslegungsstörfall in dt. KKW) hat der nämlich keinen Druck mehr. Also sollte irgendwo ein Sekundärwärmetauscher hin, der von auch drucklosem Notkühlmittel beheizt wird und seinen eigenen Druck hat. Da Leistung im Überfluß vorhanden ist, sollte das kein Problem sein. Dann wird also oben Wasser reingepumpt, und unten kommt Heißwasser mit 105 °C oder sowas (das Containment hat dann Überdruck) raus, das im Wärmetauscher Dampf für die Pumpe erzeugt, Wirkungsgrad 2-3 % wie olle Dampflokomotive.)

Nö.
Die Pumpen dürften im 100-kW-Bereich liegen. Da braucht man dann wohl schon *sehr* große Batterien.
Gruß aus Bremen Ralf
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Ralf . K u s m i e r z:

Gut daß Du's ansprichst, mir juckt es die ganze Zeit schon in den Fingern, genau das mal zu thematisieren: So richtig viel spricht nicht dagegen, einen Seebeck-Generator an den selbstwärmenden Stein zu pappen, und so ohne grossen Aufwand in den Genuss eines vielleicht halbierten Wirkungsgrades zu kommen, oder? Was ist es konkret?

Blaiakku, Diesel-KfZ: 100Ah * 12V = 1.2 kWh.
Gruss
Jan Bruns
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Jan Bruns:

Weiss niemand?
Also vielleicht erstmal wirklich einfachstmöglich:
Ist vielleicht die geringe Leistungsdichte von natürlichem, nicht angereichertem Urangemisch zu gering? Auch, wenn man den zur Anreicherung aufgewendeten Uranverbrauch mit einbezieht (Flächen- bzw. Volumenbedarf ist ja erstmal nicht wirklich ein Thema)?
Wieviel Anreicherung wäre denn erfoderlich, um die aktuell tatsächlich genutzte Zerfallswärme sämtlichen geförderten Urans zu erhalten?
Gruss
Jan Bruns
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Jan Bruns:

Hm, also wikipedia war zwischenzeitlich in der Lage, mir zu erklären, daß die letzte Frage irgendwie so ein wenig... äh, ich sage mal an den Zusammenhängen vorbeigeht (ich bin wohl unrichtig davon ausggegangen, daß natürliches Uran eine bereits einigermassen eingependelte Zusammensetzung hat, die näherungsweise beibehalten würde, wenn man grosse, reine Mengen davon zusammenbringt, eher unabhängig von der Umgebung).
Wie dem auch sei. Ich fände es jedenfalls mal ganz sinnig, wenn mal jemand die "passive" Zerfallsleistung des bereits geförderten Natururans sowie die aktuell insgesamt technisch genutzte Spaltleistung wenigstens grob beziffern/abschätzen könnte (es gibt hier doch sicher Leute, die die dazu benötigten Zahlenquellen im Kopf haben).
Auf mich wirkt die Halbwertzeit von Uran 238 mit einigen Mrd. Jahren erstmal gar nicht besonders hoch. Schon mit der Anreicherung von Natururan auf typische AKW-Gebrauchsniveaus kommt ja anscheinend schon eine ganze Menge Abraum (Uran238) zusammen, so daß die Zahl Z = HWZ_U238*Erbrütungsfaktor / (Anreicherfaktor*Nutzperiode_U235) so enorm riesig eigentlich nicht sein kann. Zumal es sicher nicht verkehrt ist, mit anderen Nutzperioden zu rechnen; Wie kurzfristig will man denn meinen, planen zu wollen?
Wenn das also noch nicht schnell genug geht (was irgendwie nicht glaubhaft rüberkommt, wenn man einerseits mit dem schnelleren Zeugs nichts besseres anzufangen weiss, als es just for fun verpuffen zu lassen, und andererseits die Kernenergie nie einen wirklich hohen Anteil unseres Energieumsatzes liefern konnte oder sollte): Wie schnell können denn deutlich unterkritische Anlagen werden?
Gruss
Jan Bruns
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begin quoting, Jan Bruns schrieb:

Der Trend geht zum Selbststudium...

Wieso kannstz Du das nicht ohne Rückgriff auf fremde Köpfe selbst herausfinden? Und wofür sollte es relevant sein?

Bei einer Kernspaltung werden größenordnungsmäßig 200 MeV frei - wieviel Energie liefern die natürlichen Zerfallsreihen, und in welcher Zeit? Welche radiologischen Probleme verursacht Uran? (Tip: Radium und Radon!)

An wem mag das liegen?

???
Gruß aus Bremen Ralf
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Ralf . K u s m i e r z:

Und ist das gut so? Ich habe da so meine Zweifel.

Das könnte ich vielleicht. Nur wozu? Gibt ja daneben auch andere interssante Sachen. Warum also nicht einfach Leute fragen, die sich besser auskennen? Gehört doch so eher nicht zu den FAQ bzw. auch nicht zu den häufig gegebenen Antworten auf ungestellte Fragen.

s.u.
Ist das nicht schon eine komplette Reihe?

Grad nicht, danke.

Was jetzt? Dass es nicht glaubhaft rüberkommt?

Also nochmal. Wir haben dieses selbstwärmende Zeugs. Uns ist der selbstwärmungseffekt vielleicht etwas zu gering, um den technisch zu nutzen. Eine zusätzliche Eigenschaft von dem Zeugs ist, daß man die Selbstwärmung (Zumindest von Extrakten dieses Zeugs) ziemlich beliebig beschleunigen kann (also bspw. in Bruchteilen einer Sekunde all die Wärme, die sonst in vielen Jahrmillionen entstände).
Weiters kann man wohl durch technische Massnahmen auch noch in irgendeinem Umfang steuern, ob und wieviel Anteil des Zeugs in das schneller verwertbare Extrakt umwandeln soll.
Zudem kann man durch technische Massnahmen sogar das Zeugs, so wie es in der Natur vorkommt, dazu bewegen, sich inetwa so zu verhalten, wie sonst nur das schnellere Extrakt.
Ganz allgemein, von technischen Details abstrahierend, lässt sich wohl festhalten, daß mit der Handhabung von dem Zeugs verbundene Risiken einen Zusammenhang mit der eingestellten Beschleunigung (im Sinne des obigen Gebrauchs von "schnell") aufweisen. Neben den Risiken, die die Existenz des Zeugs an sich birgt.
Da verzeihe ich mir das durchaus, nicht zu überblicken, warum die technische Nutzung just diese Gestalt hat, die sie hat.
Ganz konkret ist es doch bspw. bei all diesen Möglichkeiten schon wundersam, daß man sich einen Weg heraussucht, bei dem irgendwelche bröseligen Stäbe zunächst irgendwo zusammengezimmert werden, um dann nach dem Transport zu Reaktoren bei zwar geringen Temperaturen, aber recht hoher Aktivität (innerhalb von Jahren, nehme ich an) "leergenippelt" werden. So gefährlich ist das Zeugs ja durchaus, daß man es bevorzugt eher nicht durch die Gegend fahren und evtl. an schwankende Krähne hängen will, ebensowenig wie irgendwelche Hochdruckrohre hindurchzulegen, und überhaupt all diese von sonstigen Industrieanlagen gewohnten, störanfälligen Dinge lieber vermeiden würde (man hat ja, um ein Beispiel zu nennen, nichtmal die Produktion von Feuerwerkskörpern wirklich im Griff).
So, und jetzt kommst Du mit deinen 3 Fragezeichen. Nehmen wir also irgendeine Menge gut spaltbaren Zeugs. Dessen Halbwertszeit sei uns zu lang, um es gescheit nutzen zu können. Dagegen können wir wegen der guten spaltbarkeit was machen. Z.B. könnten wir dafür sorgen, daß im Schnitt auf jeden zweiten "normalen" Zerfall des Ausgangsstoffs ein zusätzlicher "Spalt-Zerfall" angeregt wird, womit wir wohl effektiv die HWZ halbiert hätten.
Das wirft natürlich sofort die naheliegende Frage auf, ob es nicht möglich ist, eine kerntechnische Anlage so zu gestalten, daß das Isotopengemisch auf lange Sicht grob so konstant bleibt, wie es beim natürlich vorkommenden Uran in der natürlichen Umgebung der Fall ist (so daß also der Brennstoff nicht ausgetauscht werden muss). Das ist bspw. beim natürlich vorkommenden Uran selbst der Fall.
Gruss
Jan Bruns
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begin quoting, Jan Bruns schrieb:

Kann ich nicht verstehen.

Vielleicht, weil die sich ungern mit Trivialitäten befassen?

Nein, Fission und natürlicher Zerfall sind komplett unterschiedliche Dinge.

Na, dann nicht...

Ja.
Ähm, nein.

Ich kann nicht so ganz folgen.

???
Es ist einfach nur jammervoll.

Das erschiene mir hochgradig sinnlos.

Ist es nicht. Es verändert sich nur relativ langsam.
Die marginale Aktivität von Natururan (das sind irgendwas um die 20 kBq/g, leistungsmäßig völlig unterirdisch im nicht wahrnehmbaren Bereich) auch nur /ein bißchen/ auf Trab zu bringen, bedeutet zwingend hohen Neutronenfluß und Spaltprodukte. Radioaktivität ist aber ein Teufelszeug: Die Dosis von 1 Sv bedeutet rund gerechnet 1 J/kg, ist also thermisch völlig belanglos. Eine Körperdosis von 1 Sv bringen aber schon eine veritable Strahlenkrankheit, 10 Sv sind praktisch ein Todesurteil.
Wenn man irgendwas energetisch interessantes machen will, dann muß das wenigstens kW bringen - da muß man aber schon einiges an Vorkehrungen treffen, daß die Strahlung auch hybsch drin bleibt und nicht einmal Bruchteile davon rauskommen, sonst -> doppelplusungut. Der dafür erforderliche Aufwand ist aber im kW-Bereich völlig unwirtschaftlich und nicht wesentlich geringer, als wenn man die Chose gleich im GW-Bereich aufzieht.
Die atomare Heizung im EFH wird es deswegen niemals geben, den Sportwagen mit eingebautem Nuklearmotor auch nicht.
Gruß aus Bremen Ralf
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Aha. Leuten, die sich auch nur geringfügig besser auskennen, als ich, erscheinen meine Fragen also zu trivial...

Zwei unterschiedliche Dinge mit ähnlicher Gesamtenergie.

Relativ langsam. Äh, wie lange gibt es das Sonnensystem noch gleich?
Aber ok, man kann das ja in Relation zur Energieabgabe setzen, dann hast Du vielleicht recht.

Naja, natürlich ist das erstmal wenig Leistungsdichte.
Mal sehen, Du sagst 20 kBq/g (wiki meint nur 12) bei Natururan, die aber dann sicherlich schon die komplette Zerfallsreihe repräsentieren. Ordnen wir mal jedem darin enthaltenen Zerfall eine Energie von 3MeV zu, so daß also ein Gramm Natururan ohne Spaltung auf die Leistung von etwa
P = 12000 * 3 MeV = 3.6e10 eV / s = ca. 6 nW
kommt. Das ist doch schonmal was, dafür, dass das Zeugs nur einfach so rumliegt.

Wo kann man das denn nachlesen?

Die Strahlung selbst ist doch ziemlich egal, solange sie nur an den dafür vorgesehenen Orten entsteht. Blöd ist doch nur, wenn die Brühe raussuppt.

Ach daher deine obige Feststellung, die Fragen seien trivial.
Gruss
Jan Bruns
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begin quoting, Jan Bruns schrieb:

Ja, schon denen.

Nun ja...

In der Zeit hat es sich deutlich verändert. Das Leben auf der Erde ist u. a. deswegen recht "jung" (jedenfalls in der hochentwickelten Form), weil die anfängliche vorhandene sehr hohe Aktivität des 235U erst einmal deutlich abklingen mußte. Ich hielte es sogar für denkbar, daß die Kondensation des Protoplaneten erst möglich war, nachdem ein sehr intensives "Fissionsfeuerwerk" ursprünglich vorhandene noch weitaus höhere 235U-Anreicherungsgrade soweit abgebaut hatte, bis daS Zeugs nicht mehr bei der Kondensation von alleine kritisch wurde. (Habe die Zahlen nicht mehr im Kopf - rechne es halt selbst - aber ich meine, vor ein paar Mrd. a lag der Anreicherungsgrad bei 30 % (das ist waffentauglich!) gegenüber jetzt 0,7 %.)

?
So ist es.

Nein, natürlich nicht. Die 12 beziehen sich nur auf 238U, der Beitrag der anderen beiden U-Isotope ist ähnlich hoch. Und die Tochterprodukte kommen noch dazu, was die Gesamtaktivität vervielfacht. Finger weg von Pechblende! (Kommste eh nicht dran, haben die Atom-Mafiosi die Daumen drauf: Die brauchen das zum Atombombenmachen.)

Was sind denn schon nW?

Vergleiche mal mit dem Fluß von Erdwärme, von Sonneneinstrahlung und von Körperwärme. Jedes Haustier heizt mehr und bringt auch noch Biogas aus der mistbetriebenen Klärgasanlage.

Was denn? Die Wirkungen von Strahlenbelastungen, oder die Größenordnungen technisch nutzbarer Energiequellen? Na, wo wohl?

Exakt das ist das Problem.

Nein, nicht daher.
Gruß aus Bremen Ralf
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Ralf . K u s m i e r z:

Da kann ich nichts rechnen, weil ich überhaupt keine Vorstellung davon habe, wieviele Neutronen des zerfallenden U235 neues U235 aus dem U238 erzeugen.

So? Wie kann das? Das 235er ist doch selbst so viel aktiver auch nicht, und hat kaum Massenanteil.

Ok, wenn Du Dir da sicher bist, will ich Dir das gern glauben.
Also echt sogar knapp 20 mal mehr Leistung?

Naja.

Naja, Du, so gesehen ist auch der Welt-Promärenergiebedarf 'nen Fliegenschiss.

Ich habe den Eindruck, daß Du die Frage noch nicht so recht verstanden hast. Wundert aber bei meiner unbeholfenen, von Wissenslücken übersähten Ausdrucksweise auch wahrlich nicht.
Hauptfrage ist eigentlich, warum man in AKW diesen doch recht zügigen "Abbrand", bzw. so hohe Leistungsdichten wählt.
Ich dachte eigentlich, daß das aus dem angesprochenen Themenkomplex einigermassene ersichtlich ist.
Gruss
Jan Bruns
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Nach dem Dulong-Petit-Gesetz beträgt die molare Wärmekapazität Cmol = 25J/(mol*K). 1g Uran sind 1/238 mol. Damit sich das Gramm U um 1K erwärmt hat braucht es 25/238J ~= 0,1J Das dauert 0,1/6 *10^9 s ~= 16,6 Mio s ~= 1/2 Jahr.
Die Thermoskanne, die die Temperatur ihres Inaltes so lange hält, mußt Du erst noch erfinden.

Je weil sich die Fixkosten dann auf mehr abgebene Energie umlegen lassen
--
Gruß, Raimund
Mein Pfotoalbum <http://www.raimund.in-berlin.de
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Raimund Nisius:

Naja, so ein wenig mehr als 1g muss es schon sein, sonst wird mir die Rechnung zu kompliziert. Nehmen wir einen Würfel mit 2m Kantenlänge, der enthält dann etwa 150t Uran, das nach obigen errechnerter Zahl 6nW/g (die nach Ralph viel zu gering sein soll) laufend ca. 1W aus Zerfallsprozessen erhält. Dieses eine W wollen wir möglichst vollständig durch ein Thermoelement leiten, das an der heissen Seite eine Temperatur von 250°C haben soll (damit es inetwa 0.1W elektrische Leistung liefern kann). Wir brauchen also eine Isolierung, die bei 6*2*2$m^2 Oberfläche und an einer Temperaturdifferenz von ca. 250°C nur eine geringe thermische Leistung, bspw. 0.1W hindurchlässt, was mit 2km Styropor hinzubekommen sein sollte.

Die abgegebene Energie ist keine Funktion der Leistungsdichte. Wo Kosten entstehen, bzw. entstehen könnten, überblicke ich leider nicht.
Gruss
Jan Bruns
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Hehe!
http://www.esowatch.com/ge/index.php?title=Focardi-Rossi_Energiekatalysator http://newenergytimes.com/v2/news/2011/36/3622rf-realityorscam.shtml http://pages.csam.montclair.edu/~kowalski/cf/388amplifier.html http://pages.csam.montclair.edu/~kowalski/cf/399rossi2.html
XPost de.sci.physik, F'up dahin
Peter Lemken 0711
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Nature abhors crude hacks.

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Jan Bruns wrote on Tue, 11-03-22 11:12:

Es sind immerhin eine Million mal weniger Zerfälle als bei einem Isotop mit tausend Jahren. Zudem setzt eine Spatung 200 MeV frei, ein Alphazerfall um die 4 MeV, Beta und Gamma erheblich weniger.
Die (gegen Luft und Alphas dünn beschichtete) Kugel aus reinem Plutonium in los Alamos bleibt ständig leicht handwarm, mehr nicht.
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On 22 Mar 11 at group /de/sci/ing/misc in article

Die Kugel ist sicherlich recht klein. Nimm statt dessen etwa (IIRC) Apfelsinengrösse. Musst sie nur schnell genug zusammensetzen, dann wird das schon mit der Wärme :)
Saludos Wolfgang
--
Meine 7 Sinne:
Unsinn, Schwachsinn, Blödsinn, Wahnsinn, Stumpfsinn, Irrsinn, Lötzinn.
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Axel Berger:

Eigentlich eher nicht. Ich schaue einfach auf meinen Bildschirm, und sehe da etwa 1000 mal 1000, also 1 Mio. Pixel.
Es liegt eher an der Komplexität des Themas insgesamt.
Der Faktor tauchte ja u.a. in Zusammenhang mit der Frage auf, um wieviel uns der passive Uranzerfall überhaupt zu langsam sein kann. Gegen einen noch schnelleren Abbrand spricht bspw., daß wir ansonsten zumindest das uns heute Verfügbare Uran in überschaubrem Zeitrahmen (hier: in einigen zehn Generationen) sehr vollständig verbrauchen.
Eingebracht hatte ich diese Zahl in der Annahme, daß momentan relativ wenig spaltbares Material erbrütet wird, der momentan in Kraftwerken verwendete Kernbrennstoff also vor allem aus Natururan gewonnen wird. Daraus lässt sich, denke ich jetzt, eine untere Grenze für die im Spaltprozess mindestens zu verwendende Kritikalität herleiten (noch langsamer wird wenig Zweck haben, weil sonst das geförderte Uran238 allein schon stärker strahlt, als das Material im Spaltprozess): Die "effektive, praktisch-technische HWZ" des gesamten geförderten U235 sollte demnach höchstens HWZ_U238 mal Anteil des U235 im Natururan betragen, also etwa 32 Mio Jahre, was etwas um den Faktor 20 weniger ist, als die passive Zerfallszeit von U235. Entsprechend schneller, wenn nur ein Anteil des geförderten U235 in kerntechnsichen Anlagen tatsächlich genutzt wird. Also k>=0.95, wenn nichts erbrütet wird, aber alles geförderte U235 in Reaktoren ist.
Das ist aber natürlich nicht, was ich ursprünglich mit der Zahl zu erkennen gedachte.
Gruss
Jan Bruns
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