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 Physiker der Universität Rostock schaffen erstmals Licht, das sich wie exotische Elementarteilchen verhält
10.12.2019 | Universität Rostock

nachricht Geminiden - Die Wünsch-dir-was-Sternschnuppen vor Weihnachten
09.12.2019 | Max-Planck-Institut für Astronomie

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: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Im Focus: How to induce magnetism in graphene

Graphene, a two-dimensional structure made of carbon, is a material with excellent mechanical, electronic and optical properties. However, it did not seem suitable for magnetic applications. Together with international partners, Empa researchers have now succeeded in synthesizing a unique nanographene predicted in the 1970s, which conclusively demonstrates that carbon in very specific forms has magnetic properties that could permit future spintronic applications. The results have just been published in the renowned journal Nature Nanotechnology.

Depending on the shape and orientation of their edges, graphene nanostructures (also known as nanographenes) can have very different properties – for example,...

Im Focus: Geminiden - Die Wünsch-dir-was-Sternschnuppen vor Weihnachten

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Die Geminiden, die Mitte Dezember zu sehen sind, sind der "zuverlässigste" der großen Sternschnuppen-Ströme mit bis zu 120 Sternschnuppen pro Stunde. Leider stört in diesem Jahr der Mond zur besten Beobachtungszeit.

Sie wurden nach dem Sternbild Zwillinge benannt: Die „Geminiden“ sorgen Mitte Dezember immer für ein schönes Sternschnuppenschauspiel. In diesem Jahr sind die...

Im Focus: Electronic map reveals 'rules of the road' in superconductor

Band structure map exposes iron selenide's enigmatic electronic signature

Using a clever technique that causes unruly crystals of iron selenide to snap into alignment, Rice University physicists have drawn a detailed map that reveals...

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

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

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Was Vogelgrippe in menschlichen Zellen behindert

10.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Schäden im Leichtbau erkennen durch Ultraschallsensoren

10.12.2019 | Materialwissenschaften

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