AdobeStock/kremldepall/Jean-Luc
Lénks: d'Atomzentral vu Kättenuewen (Cattenom) a Frankräich; riets: charakteristesch Form vun enger Atombomm-Explosioun, hei bei engem Test.
Achtzeg Joer nodeems Bommen op Hiroshima an Nagasaki erofgaange sinn, ass nees vun Atomwaffe rieds, virun allem wéinst de rezente militäresche Konflikter. An d'Atomkraaft taucht ëmmer nees an den Debatten iwwer d'Reduktioun vun den Zäregasemissiounen op. De Mr Science hëllt dofir béid Technologien ënner d'Lupp.
Mr Science, wat ass den Ënnerscheed tëschent enger Atomzentral an enger Atombomm?
Allebéid gräifen op eng Kettereaktioun vun der Kärspaltung zeréck, fir Energie ze produzéieren. Mee eng Atomzentral mécht dat op eng kontrolléiert Aart a Weis an iwwer eng laang Zäit; d'Atombomm dogéint setzt hir Kraaft am Brochdeel vun enger Sekonn fräi.
An enger Milliounstelsekonn huet d'Hiroshima-Bomm ongeféier déi selwecht Quantitéit Energie fräigesat, ewéi d'Atomzentral zu Kättenuewe bei eise franséischen Noperen an enger Stonn produzéiert. Deemno kann een eng Atomzentral mat der Bier vun enger Luucht vergläichen an eng Bomm mat engem Blëtz.
Wouhier staamt déi enorm Quantitéit Energie?
Vun der Matière, déi wärend de Reaktioune vun der Kärspaltung verschwënnt. Een Deel vun der Mass vun den Atomkäre wandelt sech an Energie ëm. Da den Einstein mat senger berüümster Formel ëmschriwwen: E = mc². D'Energie déi fräigesat gëtt, ass gläich der verschwonnener Mass multiplizéiert mat der Liichtgeschwindegkeet héich zwee. Well d'Liicht eng gewalteg Vitess huet – ongeféier eng Milliard km/h – entsteet esouguer aus klenge Brennstoffquantitéiten eng enorm Quantitéit Energie.
Wou kënnt d'Kettereaktioun an enger nuklearer Reaktioun hier?
Wann en Neutron op en Atomkär trëfft, de ka gespléckt ginn, z. B. Uran oder Plutonium, da spléckt dee sech an zwee méi liicht Elementer a setzt Energie awer och zwee oder dräi Neutrone fräi. Déi treffen op weider spléckbar Atomer a léisen esou eng Kettereaktioun aus.
An enger Bomm ass de Prozess ongebremst an accéléréiert sech selwer, well all gespléckten Atom d'Spléckung vu méi ewéi engem weideren Atom verursaacht. Dat ass méiglech well d'Konzentratioun vu spléckbaren Atomer an enger Atombomm vill vill méi héich ass wéi an engem Brennstaf vun engem Atomreakter.
Bei sou Reaktiounen handelt et sech iwwregens ëm dee selwechten exponentielle Wuesstem ewéi am Ufank vun enger Epidemie, wann eng infizéiert Persoun an der Moyenne méi aner Persounen ustécht - awer natierlech am Séieren. Fir d'Reaktioun auszeléisen, benotzt een eng sekundär Neutronequell.
Illustratioun: Prozess vun der Kettereaktioun bei enger Atombomm. (Credit: Adobe Stock/blueringmedia)
Wéi behält eng Atomzentral d'Kontroll iwwer d'Reaktioun?
Fir datt de System stabil bleift, däerf d'Spléckung vun engem Uranatom nëmmen d'Spléckung vun engem eenzegen aneren Atom verursaachen. Net méi an net manner. Et muss een also sécherstellen, datt an der Moyenne nëmmen ee vun den Neutronen, déi wärend der Spléckung entstinn, op ee weideren Atom mat genuch Energie trëfft, fir eng nei Spléckung auszeléisen. Dës Kontroll gëtt iwwer Substanze garantéiert, déi d'Neutronen ofbremsen oder absorbéieren. Dës Materialie sinn entweeder am Waasser geléist an deem d'Brennstief hänken oder et sinn Ofschiermstief, déi tëschent de Brennstief placéiert sinn an déi ee kann erop- an erofbeweegen.
Kann eng Atomzentral ewéi eng Atombomm explodéieren?
Neen. D'Reaktioun kann ausser Kontroll geroden, wéi dat beispillsweis deemools am Reakter vun Tschernobyl de Fall war. Den Atomreakter kann da schmëlzen. Dat ass natierlech keng gutt Saach, mee et kann net zu enger Explosioun wéi bei enger Atombomm kommen.
Bon, dat berouegt mech elo awer net wierklech …
Ech verstinn. An esouguer wann en Accident an enger Atomzentral onwarscheinlech ass, ass dat ee vun de Grënn, firwat d'Benotze vun der Atomkraaft ganz ëmstridde bleift.
D'Erausfuerderung vum Kärbrennstoff
Déi cheemesch Elementer, déi haaptsächlech an nukleare Reaktioune benotzt ginn, sinn Uran a Plutonium. Vun dësen Elementer gëtt et verschiddenen Isotopen, also Elementer mat änleche cheemeschen Eegenschaften, mee ënnerschiddlechen Atommassen. Wat den Uran ugeet, fënnt een op der Äerd haaptsächlech zwee Isotopen: Uran 238, dee ganz heefeg an der Natur virkënnt, awer nëmme wéineg spléckbar ass an Uran 235, dee sech méi liicht wärend enger nuklearer Reaktioun splécke léisst, mee ganz rar ass.
De Groussdeel vun de 440 Atomzentralen, déi weltwäit bedriwwe ginn, brauchen ugeräicherten Uran: Den Undeel vun Uran 235, deen einfach spaltbar ass, muss bei ongeféier 4 % leien, woubäi e beim natierlechen Äerz nëmme bei 0,7 % läit. Verschidden Zentrale benotze Plutonium 239 als Brennstoff an e puer Dose gräifen op eng Mëschung vun zwee Elementer, déi MOX heescht, zeréck. Den Isotop vum Plutonium 239 kënnt net an der Natur vir, mee gëtt duerch Reaktioune produzéiert, déi an den Atomzentrale stattfannen.
Atombomme benotzen entweeder Uran mat engem Uräicherungsgrad vun iwwer 90 % oder Plutonium. Dofir beméit déi international Gemeinschaft sech, déi nuklear Brennstoffer an d'Apparater, mat deene se produzéiert ginn, ewéi beispillsweis Uranuräicherungszentrifugen, nozeverfollegen.
D'Waasserstoff-Bomm : eng Waff, déi nach méi staark ass
D'Waasserstoff-Bomm gräift op en aneren Typ nuklear Reaktioun zeréck. Hei handelt et sech net méi ëm d'Spléckung – wann een Atom an zwee méi liicht Elementer zerbrécht – mee ëm d'Fusioun: Zwee liicht Atomer verschmëlzen zu engem méi schwéieren Element. Ee Kilo Brennstoff setzt duerch Fusioun ongeféier fënnefmol esou vill Energie fräi ewéi duerch d'Spléckung, a milliounemol méi ewéi mat Kuel oder Pëtrol. D'Waasserstoff-Bomm „Tsar“, déi 1961 vun der Sowjetunioun getest gouf, setzt 3.000 Mol méi Energie fräi ewéi d'Hiroshima-Bomm.
Kann een d'Fusioun benotzen, fir Stroum ze produzéieren?
Nach net. Zum Beispill gëtt zënter 2007 um experimentelle Fusiounsreakter ITER am Süde vu Frankräich gebaut. Déi éischt Experimenter sollen nëmme géint 2034 ufänken amplaz 2020 ewéi ursprénglech geplangt. D'Fusioun géing praktesch onbegrenzt Stroum produzéieren, well säin Haaptbrennstoff aus dem Mierwaasser kënnt. De weltwäite Joresstroumverbrauch géing duerch e Waasservolume gedeckt ginn, deen dem Zéngfache vum Volume vun der Cheops-Pyramid entsprécht.
Auteur: Daniel Saraga (Saraga Communications)
Redaktioun: Jean-Paul Bertemes, Richard Nakath , Michèle Weber, Joseph Rodesch (FNR)
Iwwersetzung: Nadia Taouil (www.t9n.lu)
Infobox
https://en.wikipedia.org/wiki/Little_Boy
https://en.wikipedia.org/wiki/Cattenom_Nuclear_Power_Plant
https://world-nuclear.org/nuclear-reactor-database/details/Cattenom-1
https://en.wikipedia.org/wiki/Startup_neutron_source
https://courses.lumenlearning.com/suny-physics/chapter/32-5-fusion/
https://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density_Extended_Reference_Table
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Energy_density
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_energy_consumption
Dëse Reportage gouf an Zesummenaarbecht mat RTL Radio ausgeschafft an op der Antenn vun RTL Radio diffuséiert. All zweet Woch presentéiert de Mr Science op RTL Radio, wat fir eng Fuerschung hanner Objeten aus dem Alldag stécht. All d’Emissioune fënns du hei: http://radio.rtl.lu/emissiounen/science/.
