Nukleartechnik für die Raumfahrt

Das Problem ist doch nicht das die Teile radioaktiv sind, das ist so lange vollständig egal, solange die Reaktoren keinen Weg zurück in die Biosphäre finden.
Um das zu verhindern gibt es zwei Wege:

• Reaktoren auf eine dauerhaft stabile Umlaufbahn bringen wo sie die nächsten Millionen Jahre abklingen können
• Man lässt sie gezielt an Orten abstürzen wo sie ebenfalls keinen Schaden anrichten können

Beide Lösungen haben ihre vor und Nachteile:

• Bei dieser Lösung könnte man die Reaktoren später vielleicht wieder bergen um z.B. an das U238 dranzukommen, hat aber den Nachteil das man das Zeug nicht komplett vergessen kann, weil das Zeug ja auf irgendeiner Umlaufbahn durch die Gegend fällt
• Bei der Lösung ist man das Zeugs sicher los, aber eine Bergung ist dann vermutlich keine Option mehr, außer man landet das gezielt

Energetisch ist vielleicht die zweite Lösung schlechter, weil selbst der Mond als Ziel von einer niedrigen Umlaufbahn immer noch ca. 3km/s an delta V benötigt.

Es währe mir aber Lieber wenn sie weit weg kommen. Eine Bahn im Geostationären Orbit soll ja sehr stabil sein aber wehr sagt uns das die Container da bleiben und es ihnen nicht einfällt ihre Umlaufbahn zu ändern.

Es währe mir aber Lieber wenn sie weit weg kommen. Eine Bahn im Geostationären Orbit soll ja sehr stabil sein aber wehr sagt uns das die Container da bleiben und es ihnen nicht einfällt ihre Umlaufbahn zu ändern.

Ups da ist mir ein Fehler unterlaufen, sobald der Komet von "Depp Impact" vorbei kommt wird so ein Reaktor sicher abgelenkt. Aber spielt keine Rolle, Elijah Wood hat schon den "Einen Ring" versengt, dann schaft er es auch sicher den Reaktor in die Sonne zu versenken.

Ich denke ein Problem beim Umgang mit Nuklearenergie ist, wenn man sie denn zulassen möchte, dass man bisher den Müll einfach aus dem Blick = aus dem Sinn haben möchte. Dadurch ist er kein bewusstes Problem mehr, aber eben doch noch ein Problem. Nur, bei den Zeiträumen und der Wirksamkeit der Radioaktivität funktioniert das so nicht, es ist quasi fahrlässig.

Wenn man Nuklearenergie braucht (sei es auf der Erde oder im All), dann muss man den Müll bewusst, gezielt und überwacht lagern. Nicht verbuddeln, nicht verklappen, nicht vergessen! Wenn man ihn also im Sonnensystem "parkt", muss man ihn dort überwachen. Man muss (auf Jahrhunderte) seine Position kennen, ihn überwachen, seinen Zustand kontrollieren und bei Bedarf eingreifen. Dann kann man damit auch sorgfältig umgehen ...

Aber, wenn man diesen Aufwand mit einrechnet, lohnt sich wohl die Investition für betriebswirtschaftliche Konzepte nicht mehr (zu Recht).

Ich denke ein Problem beim Umgang mit Nuklearenergie ist, wenn man sie denn zulassen möchte, dass man bisher den Müll einfach aus dem Blick = aus dem Sinn haben möchte. Dadurch ist er kein bewusstes Problem mehr, aber eben doch noch ein Problem. Nur, bei den Zeiträumen und der Wirksamkeit der Radioaktivität funktioniert das so nicht, es ist quasi fahrlässig.

Wenn man Nuklearenergie braucht (sei es auf der Erde oder im All), dann muss man den Müll bewusst, gezielt und überwacht lagern. Nicht verbuddeln, nicht verklappen, nicht vergessen! Wenn man ihn also im Sonnensystem "parkt", muss man ihn dort überwachen. Man muss (auf Jahrhunderte) seine Position kennen, ihn überwachen, seinen Zustand kontrollieren und bei Bedarf eingreifen. Dann kann man damit auch sorgfältig umgehen ...

Aber, wenn man diesen Aufwand mit einrechnet, lohnt sich wohl die Investition für betriebswirtschaftliche Konzepte nicht mehr (zu Recht).

Es gibt alternativen zu Lagerungen. Wenn man die Transuran bzw. Isotope komplett thermonuklear verbrennt. Die Splatprodukte sind viel kurzlebiger was die Strahlung angeht z.B. Xenon ist nach ca. 36 Std ungefährlich und kann direkt in die Industrieb abgeführt werden. Seltne Erden sind zum Teil auch dabei oder Pu238 was wir für RTG Generatoren brauchen. In der Tat entstehen viel Hochwertwerkstoffe als Endprodukt und nur ein wennig Mülle in vorm von Plutonium Isotopen. Dieser kann man für ca. 300 Jahre kontrolliert lagern bis sie unter Strahlungs Niveau von HIntergrundstrahlung sinken. Dieser Müll sind aber immer nur paar Gramm pro Tonne Uran z.B. Man muss nur die Entsprehcenden Reaktoren bauen. So kann man auch verstrahltes Material und Atombomben entsorgen.
Das Problem im moment ist doch, das sie nur angebrannt werden und dann weg gelagert. Es gibt durch aus Lösungen im Baukasten der Nukleartechnik diese Problem zu lösen.


Anmerkung : Pu238 entsteht vorallem bei der Thorium Zerfallsreihe.

Kann mir jetzt noch einer sagen, warum auf der ganzen Welt nur Volltrottel an die Konstruktion von Atomkraftwerken gesetzt werden, wo die Lösung so klar ist? 

Kann mir jetzt noch einer sagen, warum auf der ganzen Welt nur Volltrottel an die Konstruktion von Atomkraftwerken gesetzt werden, wo die Lösung so klar ist? 

Das Gegenteil ist der Fall. In Atwort #39 vom Private Weltraumprojekte - Fakten gegen Fiktion Thema hab ich dir paar PDFs präsentiert von einem brilianten Reaktor Design! Anscheinend hast du maximal nur ein Blick drauf geworfen.

Kann mir jetzt noch einer sagen, warum auf der ganzen Welt nur Volltrottel an die Konstruktion von Atomkraftwerken gesetzt werden, wo die Lösung so klar ist? 

Die Lösungen sind mittlerweile klar, weil gute Leute daran arbeiten

Leider wurde auf dem Weg zu diesen neuen Konzepten viel Lehrgeld bezahlt (Majak, Three Mile Island, Tschernobyl, Fukushima).

Es gibt alternativen zu Lagerungen. Wenn man die Transuran bzw. Isotope komplett thermonuklear verbrennt. Die Splatprodukte sind viel kurzlebiger was die Strahlung angeht z.B. Xenon ist nach ca. 36 Std ungefährlich und kann direkt in die Industrieb abgeführt werden.
...

Woher wissen denn Kühlmittel, Reaktorwände usw., dass sie nicht radioaktiv werden sollen?

Das Xenon-Isotop mit der kürzesten Halbwertszeit ist nach 36 Stunden auf ein sechzehntel runter. Meinst du das mit "ungefährlich"?

Ich habe die letzten Beiträge, die sich allgemein mit Nukleartechnik in der Raumfahrt beschäftigt haben, aus dem speziell russischen Thread getrennt und in diesen allgemeinen Thread "Nukleartechnik für die Raumfahrt" verschoben.

Zitat von: LOXRP1 am 10. März 2013, 23:14:37

Es gibt alternativen zu Lagerungen. Wenn man die Transuran bzw. Isotope komplett thermonuklear verbrennt. Die Splatprodukte sind viel kurzlebiger was die Strahlung angeht z.B. Xenon ist nach ca. 36 Std ungefährlich und kann direkt in die Industrieb abgeführt werden.
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Woher wissen denn Kühlmittel, Reaktorwände usw., dass sie nicht radioaktiv werden sollen?
Das Xenon-Isotop mit der kürzesten Halbwertszeit ist nach 36 Stunden auf ein sechzehntel runter. Meinst du das mit "ungefährlich"?

Es geht doch hier um Space Anwendungen, oder? Da dies so ist, sollten wir auch beim Thema bleiben. Radioaktivität außerhalb JEDES menschlichen Lebensraumes macht offensichtlich nichts aus. Das sollte jedem klar sein, der sich ein kein wenig mit Astrophysik beschäftigt. 
Selbst unsere Sonne, welche eine relativ, sagen wir "sanfte Aktivität" hat, bläst vermutlich um Größenordnungen mehr gefährliche Teilchen in einem Tag ab, als das was wir jemals mit als dem Kernbrennstoff jemals freisetzten KÖNNTEN. Als können wir den Atommüll überall dort abladen wo wir sicher niemals siedeln würden. Soweit ich weiß gibt es auf der Mondrückseite viele Krater mit mehreren Kilometern Durchmesser.  Einfach einen passenden aussuchen und allen Müll dort einschlagen lassen und gut is es für alle Zeit. Ach ja, jeden hoch radioaktiven Atommüll der nicht Trans mutiert wird, ist eine Riesen Sauerei wenn das auch in 500000 Jahren frei wird, beim Mond spielt das sicher keine Rolle, der Fällt uns nicht auf den Kopf weil er sich eh langsam von der Erde entfernt, und so ein Krater ohne weiteres 100Millionen Jahre Zeit hat abzuklingen.

Ohne jetzt zu sehr in Zukunftsfantasien abzugleiten, der Mond ist der näheste Himmelskörper, einige von uns werden vll zu Lebzeiten erste Mondbasen miterleben, wer weiß wie das in ein paar hundert Jahren aussieht (oder noch länger), vielleicht gibts dann (großflächig) über den Mond verteilt Basen, oder menschliche Ansiedlungen? - oder hätte es gegeben, wenn wir den Mond nicht heute schon zu unserer neuen Müllhalde gemacht hätten.

Ich denke zumindest, dass wir nicht unseren jetztigen Lebensraum als Maßstab nehmen sollten und dann sagen, überall wo wir jetzt nicht sind, können wir unsere Abfälle lagern. Es gibt sicher Orte, wo das tatsächlich auf große Zeitskalen niemand stören würde ("wo wir sicher niemals siedeln würden") - den Mond zähl ich persönlich aber nicht dazu, auch nicht irgendwelche Krater auf der erdabgewandten Seite.

Ohne jetzt zu sehr in Zukunftsfantasien abzugleiten, der Mond ist der näheste Himmelskörper, einige von uns werden vll zu Lebzeiten erste Mondbasen miterleben, wer weiß wie das in ein paar hundert Jahren aussieht (oder noch länger), vielleicht gibts dann (großflächig) über den Mond verteilt Basen, oder menschliche Ansiedlungen? - oder hätte es gegeben, wenn wir den Mond nicht heute schon zu unserer neuen Müllhalde gemacht hätten.

Ich denke zumindest, dass wir nicht unseren jetztigen Lebensraum als Maßstab nehmen sollten und dann sagen, überall wo wir jetzt nicht sind, können wir unsere Abfälle lagern. Es gibt sicher Orte, wo das tatsächlich auf große Zeitskalen niemand stören würde ("wo wir sicher niemals siedeln würden") - den Mond zähl ich persönlich aber nicht dazu, auch nicht irgendwelche Krater auf der erdabgewandten Seite.

Sollten wirklich mal auf dem Mond siedeln, dann kann man diese Abfälle immernoch entsorgen(transmutieren). Es ist nur Mülle wenn man ncihts damit macht. Abgesehen davon würde die Strahlung auf dem Mond garnicht auffallen, denn der Mond hat weder eine Magnetosphere noch eine Atmosphere, so dass er unter ständigen Beschuss ist.

Es hat trotzdem was von dem Gedanken: "Wir schaffens erstmal irgendwohin, wo es uns nicht stört, und wenn andere später damit ein Problem haben, sollen die sich doch drum kümmern". Das passt zumindest mir nicht.
Entweder wir machen es gleich richtig, wie du es hier andeutest:

dann kann man diese Abfälle immernoch entsorgen(transmutieren).

oder wir müssens halt erstmal sein lassen, bis wir es richtig entsorgen können. Das ist zumindest meine Meinung.

Wer sagt denn, dass Transmutation die Lösung ist und uns nicht weitere Probleme bescheert?

Wer sagt denn, dass Transmutation die Lösung ist und uns nicht weitere Probleme bescheert?

Die Physik?   

Hallo,

Transmutation ist deutlich komplexer als "einfach mal weiter brüten" und dann ist alles sauber. In der letzten Spektrum der Wissenschaft gab es eine sehr gute Artikelfolge beider Seiten (pro und con). Mit Transmutation löst man insgesamt gar nichts, nicht einfach und nicht schnell. Man baut sich eine neue, komplexe, nicht weniger gefährliche Technologie. Das Problem Radioaktivität hört nicht bei "kürzeren Halbwertszeiten" und reduzierter Aktivität auf. Was Dosis/Wirkung und Verhalten der Endprodukte (der Transmutation) in der Umwelt bedeuten, ist deutlich komplexer als nur auf die Halbwertszeit zu schauen. Und das Ganze ist noch sehr unabwägbar.

@Schillrich: Die Antwort zum Thema Transmutation, hätte ich von dir aber nicht erwartet

Im Prinzip gibt es zwei mögliche Probleme von radioaktiven Stoffen, deren chemische und vor allem nukleare Eigenschaften.
Alle Isotope eines Stoffes verhalten sich chemischen gleich.
Die Gefahr durch Radioaktivität hat immer mit der Halbwertszeit und und ob es Alpha/Beta/Gamma Zerfälle sind zu tun.
100kg Platin₁₉₀ unter meinem Bett, würden mir nur Sorgen bereiten wenn es geklaut wird.
Das Zeug ist genauso gefährlich wir 0,34µg,  Thorium₂₂₈, zumindest anfangs. Nur ist von dem Thorium Isotop nach ca. 19jahren nur noch 1/1000 übrig.
Wenn mich die Radioaktivität stören würde, würde mir warten beim Platin Isotop nichts nützen, beim zweiten schon.
Mir ist schon klar das die Nukleartechnik nicht ungefährlich ist, aber in einem keinen Krater von 5km Durchmesser auf der Rückseite vom Mond, wird das nur dann zu einem Problem werden, wenn wir in der Lage sein werden dem Mond irgendwann einer Biosphäre zu verpassen. Nur falls das mal kommen sollte, spielt es auch keine Rolle mehr, da die Menschheit wohl eher die Venus auf die Erdbahn hinter der Sonne zu platzieren und der dabei noch einen ordentlichen Drall zu geben, damit deren Tage etwas kürzer werden.

Hallo,

ich bin bzgl. Nukleartechnik und wie wir sie heute in unsere Biosphäre eingeführt haben halt sehr skeptisch. Da wurde vieles nicht zu Ende gedacht ... das dürfen halt die Nachfahren dann lösen ... wie mit anderen Technologien eben auch.

Aber, die Idee mit einem Mondkrater als "Endlager" für Raumfahrt-Nuklearabfälle ist interessant. Pauschal würde ich auch sagen, dass dort viele "Biosphärenprobleme" wahrscheinlich direkt "gelöst" sind. Nur, man muss auch in 1000 Jahren noch wissen, was dort ist und warum und was das bedeutet ... "Einach vergessen" ist für mich keine Lösung. Wir müssen solche Orte aktiv pflegen.

Ich habe dazu zuletzt einen Bericht über diesen kulturellen/zivilisatorischen Zeitaspekt der Nukleartechnik (für die irdische, aber das gilt generell, denke ich) gesehen: 500 Jahre ... 1000 Jahre ... 10000 Jahre ... wie stellen wir sicher, dass irgendwelche Nachfahren dann noch wissen, was wir da vergraben oder liegen lassen haben? Wir können so grob extrapolieren, wie unsere Kultur in 50 Jahren sein wird, welche Fähigkeiten und Fertigkeiten wir haben werden. Aber in 1000 Jahre? Wer weiß, was der Mensch dann geworden ist. Es ist nicht selbstverständlich, dass er immer noch/weiter "Hochtechnologie" betreibt. Und es ist schon gar nicht sicher, dass er unsere heutigen Datenbestände lesen und verstehen kann.
Als rückwärtige Analogie: Die Mayas haben sich sicher viel gedacht, als sie ihre Bauten im Dschungel errichtet haben und mit ihre "Steinschrift" irgendetwas irgendwie dokumentiert haben. Wir sind heute technologisch viel weiter, aber wir rätseln an ihrer Kultur herum. Wir wissen nicht, was und warum sie das dokumentiert haben. Vielleicht war's ja auch eine Warnung ... oder einfach ein Wetterbericht ...
So kann es einer Zivilisation in 1000 Jahren mit uns gehen: "Interessante Höhle hier ... hübsche Artefakte, wahrscheinlich Grabbeigaben ... aber was soll dieses Zeichen bedeuten?

Mir widerstrebt das.
Rein gefühlsmäßig finde ich es nicht richtig, dass wir die Umweltproblematik über unsere eigenen Planeten hinaus ausdehnen.
Ich kann das nicht technisch/wissenschaftlich verargumentieren. Aber ich finde es nicht richtig.

Gruß,
KSC

Aber, die Idee mit einem Mondkrater als "Endlager" für Raumfahrt-Nuklearabfälle ist interessant.

Ein Endlager auf dem Mond?
Hatten wir das nicht schon einmal? 

Das mit nachfolgenden Generationen ist sicher vollständig unproblematisch. Falls es dann noch eine Kultur gibt die in der Lage ist zu irgendeinem Müllkrater zu gelangen, hat sie natürlich eine hohe technologische Reife. Es ist ja wohl klar das es keiner Zivilisation gelingt mit ein Raumschiff aus Basalholz zu bauen!
Falls es der Menschheit gelingt sich nicht das eigene Grab zu schaufeln, sondern sich in einer positiven Richtung weiter zu entwickeln, wird das bisschen Atommüll in dem Loch etwa so bedeutend sein, wie die Sickergrube von 1253 vor Christus die man heute ausbuddelt um festzustellen was den alten Ägyptern gefuttert haben.
Falls man dann keine Historischen Daten von unserem Heute mehr hat, weil es z.B. einen ZivilationsReset gegeben hat, wird man vielleicht sagen: "was haben unsere Vorfahren damals für eine primitive Technologie benutzt.

Verharmlosen sollte man das nicht.
Die Sickergrube von 1253 ist jetzt 3.266 Jahre alt. Eine lächerlich kurze Zeit für Atommüll.
Z.b. Bei Plutonium ist nach 24.110 Jahren erst die Hälfte zerfallen, bei nicht in Plutonium umgewandelten U 238 dauert dauert es sogar 4,4 Milliarden Jahre.
Also schon einwenig etwas anderes als eine Sickergrube aus dem alten Ägypten 

Gruß,
KSC

Verharmlosen sollte man das nicht.
Die Sickergrube von 1253 ist jetzt 3.266 Jahre alt. Eine lächerlich kurze Zeit für Atommüll.
Z.b. Bei Plutonium ist nach 24.110 Jahren erst die Hälfte zerfallen, bei nicht in Plutonium umgewandelten U 238 dauert dauert es sogar 4,4 Milliarden Jahre.
Also schon einwenig etwas anderes als eine Sickergrube aus dem alten Ägypten 

Gruß,
KSC

Kernkraft ist nicht ungefährlich keine Frage. Mit einem integral fast reactor wie z.B. dem PRISM kann man U₂₃₈ zu Pu₂₃₉ brüten(transmutieren), welches dann im schnellen Spektrum verbrannt wird, das geht natürlich schon mit bereits existierenden Pu₂₃₉ z.B. aus Atomsprengköpfen. Somit beide Probleme beseitigt wären. Dafür wurden diese Reaktoren nämlich entwickelt. Der einzige wirklich langlebige Rest, der übrigbleibt ist für ca. 300 Jahre weg zu bunkern und das sind paar Gramm pro 1 Tonne "Atommüll".

Ahja nur so neben bei als Gedankenspiel am Bsp. der USA. Wenn die USA nur integral fast Reaktoren hätte für die Stromerzeugung, so hätte sie genung Energie für die nächsten 500 Jahre, zumindest beim konstanten Energiebedarf vom Jahr 2008. Sie würden Prozesswärme, Strom und hochwertige Elemente erzeugen und neben bei den Atommüll entsorgen.

Wenn ich hier die vielen anti Kernkraft Meinungen lese, so kommt bei mir das Gefühl auf, dass sich viel einseitig mit diesem Thema beschäftigt haben.

Da werden also alle Forenteilnehmer als uninformiert und einseitig dargestellt. Danke aber auch.

Wir wissen durchaus, was ein Schneller Brüter ist. Dieser löst letztlich die Probleme der Müllentsorgung aber auch nicht. Natürlich nutzt man vorhandenes Spaltmaterial besser aus, am Ende entstehen aber dennoch etwa 200 radioaktive Spaltprodukte mit unterschiedlichesten chemischen und physikalischen Eigenschaften.

Was machst Du beruflich?