Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschung zur Beseitigung langlebigen radioaktiven Abfalls

07.01.2008
Ende 2007 wurde ein neues Neutronenlabor im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf in Betrieb genommen. Hier soll in Zukunft untersucht werden, wie langlebiger radioaktiver Abfall, der weltweit in Kernkraftwerken entsteht, so umgewandelt werden kann, dass er nur noch für historisch überschaubare Zeiten in ein Endlager eingeschlossen werden muss. Das Phänomen wird "Transmutation" genannt.

Langlebige schwere Atomkerne wie etwa Curium oder Neptunium können durch Beschuss mit Neutronen umgewandelt werden und in kurzlebige oder sogar stabile Reaktionsprodukte zerfallen. Nach weniger als 1.000 Jahren haben sie dann das natürliche Radioaktivitätsniveau erreicht.

Eines der Hauptargumente gegen Kernenergie als Energiequelle ist der Abfall. Der gegenwärtig produzierte radioaktive Abfall muss für mindestens 1 Million Jahre eingelagert werden, bis seine Aktivität wieder die von natürlich vorkommenden Uranerzen erreicht hat. Transmutation ist die einzige bekannte Methode, mit der man diese Zeit entscheidend verkürzen kann, mit der also langlebige Radionuklide in kurzlebige oder stabile Nuklide umgewandelt werden können. Schnelle Neutronen spielen dabei eine wichtige Rolle. Sie können seit kurzem am Elektronenbeschleuniger ELBE in Rossendorf erzeugt werden.

Transmutationen von Atomkernen finden auch im Kosmos statt: So werden alle chemischen Elemente oberhalb von Eisen im Periodensystem der Elemente durch Neutroneneinfang-Prozesse in Sternen oder Sternexplosionen gebildet. Auf die Umwandlung radioaktiven Abfalls übertragen bedeutet das, dass ein langlebiger schwerer Atomkern wie z.B. Plutonium oder Curium durch Beschuss mit schnellen Neutronen in kurzlebige oder stabile Reaktionsprodukte zerfallen kann. Nach weniger als 1.000 Jahren haben diese die meiste Radioaktivität verloren. Die Forschung konzentriert sich auf Experimente mit Neutronen im Energiebereich bis zu einigen Millionen Elektronvolt. Es handelt sich um den typischen Energiebereich für Neutronen in schnellen Reaktoren.

Mit dem Experiment "nELBE" sollen zukünftig die inelastische Neutronenstreuung, d.h. die Anregung von Atomkernen durch Energieübertragung der Neutronen, sowie der Neutroneneinfang von Atomkernen untersucht werden. In einem ersten Schritt sollen nicht-radioaktive Materialien (wie z.B. Eisen oder Magnesium) mit Neutronen beschossen werden, die für den Bau von neuen Reaktoren der so genannten Generation IV in Frage kommen. Diese Reaktoren werden weltweit derzeit diskutiert. Mit einer Flotte aus thermischen und schnellen Reaktoren soll gleichzeitig Energie erzeugt und das Problem des langlebigen radioaktiven Abfalls gelöst werden. Die Rossendorfer Forscher wollen herausfinden, wie genau schnelle Neutronen mit Eisen wechselwirken und im nächsten Schritt steht Strontium-88 als nicht-radioaktiver Testfall für das Spaltprodukt Strontium-90 auf dem Plan, um die Transmutierbarkeit von Spaltprodukten zu untersuchen.

Am FZD werden die Neutronen mit Hilfe des intensiven Elektronenstrahls am ELBE-Beschleuniger erzeugt. Dabei wird der Elektronenstrahl auf flüssiges Blei gelenkt und dort abgebremst. Diese technologisch sehr komplexe Experimentieranordnung wurde gemeinsam von den FZD-Instituten für Sicherheitsforschung und für Strahlenphysik aufgebaut. In ihr werden pro Sekunde bis zu 10 Billionen Neutronen erzeugt. Mit Hilfe von speziellen Detektoren kann die Flugzeit der Neutronen und damit ihre Geschwindigkeit und Energie präzise bestimmt werden. Das Experiment verwendet dazu als weltweit einziges einen Elektronenstrahl von bis zu 500 kHz Wiederholrate, das bedeutet, dass 500.000 Mal in der Sekunde ein schneller Neutronenpuls auf die Probe gelenkt werden kann. Zusammen mit der geringen Flugstrecke von nur fünf Metern kann somit eine sehr hohe Neutronenintensität erzeugt werden.

Weitere Informationen:
Prof. Frank-Peter Weiß
Institut für Sicherheitsforschung des FZD
Tel.: 0351 260 - 3480
Email: f.p.weiss@fzd.de
Dr. Arnd Junghans
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD)
Institut für Strahlenphysik
Tel.: 0351 260 - 2622 / 2859
Email: a.junghans@fzd.de
Pressekontakt:
Dr. Christine Bohnet
Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD)
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bautzner Landstr. 128, 01328 Dresden
Tel.: 0351 260 - 2450 oder 0160 969 288 56
Email : c.bohnet@fzd.de

Dr. Christine Bohnet | idw
Weitere Informationen:
http://www.fzd.de/

Weitere Berichte zu: Abfall Atomkern Dresden-Rossendorf Eisen FZD Neutron Reaktor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ein ultraschnelles Mikroskop für die Quantenwelt
24.01.2020 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung

nachricht Solar Orbiter: Generalprobe für das Doppelteleskop PHI
22.01.2020 | Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ein ultraschnelles Mikroskop für die Quantenwelt

Was in winzigen elektronischen Bauteilen oder in Molekülen geschieht, lässt sich nun auf einige 100 Attosekunden und ein Atom genau filmen

Wie Bauteile für künftige Computer arbeiten, lässt sich jetzt gewissermaßen in HD-Qualität filmen. Manish Garg und Klaus Kern, die am Max-Planck-Institut für...

Im Focus: Integrierte Mikrochips für elektronische Haut

Forscher aus Dresden und Osaka präsentieren das erste vollintegrierte Bauelement aus Magnetsensoren und organischer Elektronik und schaffen eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung von elektronischer Haut.

Die menschliche Haut ist faszinierend und hat viele Funktionen. Eine davon ist der Tastsinn, bei dem vielfältige Informationen aus der Umgebung verarbeitet...

Im Focus: Dresdner Forscher entdecken Mechanismus bei aggressivem Krebs

Enzym blockiert Wächterfunktion gegen unkontrollierte Zellteilung

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden im Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) haben gemeinsam mit einem...

Im Focus: Integrate Micro Chips for electronic Skin

Researchers from Dresden and Osaka present the first fully integrated flexible electronics made of magnetic sensors and organic circuits which opens the path towards the development of electronic skin.

Human skin is a fascinating and multifunctional organ with unique properties originating from its flexible and compliant nature. It allows for interfacing with...

Im Focus: Dresden researchers discover resistance mechanism in aggressive cancer

Protease blocks guardian function against uncontrolled cell division

Researchers of the Carl Gustav Carus University Hospital Dresden at the National Center for Tumor Diseases Dresden (NCT/UCC), together with an international...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

HDT-Tagung: Sensortechnologien im Automobil

24.01.2020 | Veranstaltungen

Tagung befasst sich mit der Zukunft der Mobilität

22.01.2020 | Veranstaltungen

ENERGIE – Wende. Wandel. Wissen.

22.01.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Minutiöse Einblicke in das zelluläre Geschehen

24.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

HDT-Tagung: Sensortechnologien im Automobil

24.01.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Ein ultraschnelles Mikroskop für die Quantenwelt

24.01.2020 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics