Eine neue Chance für Stardust und Deep Impact

Am 3.7.2007 gab die NASA bekannt dass man alle 3 Vorschläge für „Opportunity“ Missionen im Discovery Programm akzeptierte. Das war überraschend, denn man rechnete nur mit der Auswahl eines Vorschlags. Opportunity Missionen sind keine neuen Missionen sondern Vorschläge bei denen man Gelegenheiten ausnutzen sollte und daher in den Kosten begrenzt. Bislang gab es nur eine solche Mission eine US Beteiligung am ASPERA Experiment auf Mars Express. Die 3 Vorschläge betreffen 2 Raumsonden die ihre Primärmissionen schon erfüllt haben. Deep Impact beendete seine Mission 2005. Sie setzte ein Projektil mit Kameras auf dem Kometen Tempel 1 ab und beobachtete den Aufschlag. Sie soll bis zum 5.12.2008 nun das Programm Extrasolar Planet Observation and Characterization (EPOCh) durchführen: Man will mit der Kamera und dem Spektrometer Sterne beobachten von denen man schon weiß das sie Planeten haben und diese charakterisieren. Im Weltraum kann dies Deep Impact besser als auf dem Erdboden, da die Atmosphäre wegfällt obwohl ihr Bordteleskop recht schmal ist. Am 5.12.2008 wird sie dann den kleinen Kometen Boethin passieren und dort ein weiteres Beobachtungsprogramm durchführen. Dies soll einen Teil der Missionsziele von CONTOUR erfüllen, eine Raumsonde die bei der Explosion ihres Antriebs im August 2002 verloren ging und nacheinander mehrere Kometen besuchen sollte. Zwar gab es bislang schone einige Raumsonden die Kometen besuchten, doch das Problem war immer die Daten vergleichen zu können, weil sie mit unterschiedlichen Instrumenten gewonnen wurden. Deep Impact wird die erste Raumsonde sein, die zwei Kometen besucht. Dieses Programm läuft unter der Bezeichnung Deep Impact Extended Investigation (DIXI) (mehr …)

WeiterlesenEine neue Chance für Stardust und Deep Impact

Ein Nachtrag und e-bay

Es ist Urlaubszeit und daher kommen die Blogs auch nicht ganz so häufig. Heute erst mal einen Nachtrag und zwar von Udo, gepostet im Gästebuch:

Sie schreiben im Weblog 30: "Alphastrahlung und Betastrahlung, sie wird von einigen Metern Luft, Bekleidung und den äußeren Hautschichten absorbiert, weil sie so energiereich ist" – das ist Unfug, denn ebenso energiereiche Neutronen-, Photonen-, Myonen- oder gar Neutrinostrahlung wird weit weniger absorbiert. Und niederenergetischere Alpha- und Betastrahlung wird sogar auf noch kürzerer Strecke absorbiert.

Noch ein Nachtrag: Es werden natürlich bei der Trennung von Uran aus Pechblende ein bisschen was von den anderen Actinoiden als Verschmutzung im Uran bleiben, aber bei der Uranhexafluoriderzeugung und mehrstufiger Abreicherung werden diese aber weiter reduziert, sodass nicht viel davon übrigbleiben wird. Der Hauptpunkt bleibt bestehen: Die Radonverschmutzung durch abgereichertes Uran ist verschwindend gering, verglichen mit Uranerz.

Kommentar zur Homepage: Noch etwas: Vielleicht sollte man ein bisschen mehr über die Radonmenge aus Uranerz und die Radonmenge aus abgereichertem Uran nachdenken: Im Uranerz sind alle weit kurzlebigeren Zerfallsprodukte mit Uran-238 im Gleichgewicht, d. h. pro kg Erz ist die Aktivität von U-238 gleich hoch wie die von Th-234, Pa-234, etc (das Uran zerfällt langsam, jedes Tochternuklid über geologische Zeiträume gesehen "sofort"). Wenn das Uran aus dem Erz chemisch separiert wurde, liegt aber zuerst einmal nur Uran-238, Uran-234 und Uran-235 vor. Hier ist anfangs also nur das Uran-234 im Gleichgewicht mit dem Uran-238-Zerfall. Wird es dann noch "abgereichert", dann enthält es danach nur mehr etwa 0.2% anstatt 0.7% U-235, und der Rückgang an U-234 dürfte grob geschätzt gleich sein, also auch auf ungefähr 30% des ursprünglichen Anteils, d. h. von 0.0055% auf 0.0017%.

In der Zerfallsreihe hat Th-234 eine Halbwertszeit von 24 Tage, Pa-234 eine von 7 Stunden, d. h. diese zerfallen, gemessen an der möglicherweise jahrzehntelangen Lagerung des abgereicherten Uran auch "sofort" und haben bald nach der Urangewinnung wieder die gleiche Aktivität wie das U-238. Das nächste Glied der Zerfallsreihe, U-234, hat jedoch eine Halbwertszeit von 245*10^3 Jahren. Deshalb nimmt durch den U-238-Zerfall innerhalb von ein paar Jahrzehnten die U-234-Konzentration nicht merklich zu: Um sie von 0.0017% auf 0.0018% zu erhöhen, müsste (ohne den Zerfall des U-234 selbst zu beachten, der den Zeitraum noch länger macht) ungefähr 0.0001% des U-238 zerfallen, was etwa 6.5*10^3 Jahre dauern würde.

Dadurch ist die U-234-Aktivität gegenüber reinem Uran auf etwa 30% gesenkt; sehen wir nun, wie es in der Zerfallsreihe weitergeht. Das Zerfallsprodukt von U-234, Th-230, hat eine Halbwertszeit von 75*10^3 Jahren, also viel länger als die Lagerzeit. Innerhalb von 50 Jahren werden nur 0.014% des U-234 in Th-230 umgewandelt, das sind dann 0.000000238% der Gesamtmasse des Urangeschosses, nur 0.014% der Gleichgewichtskonzentration (gleiche Aktivität) von etwa 0.017%.

Das nächste Glied in der Kette, Ra-226, hat eine Halbwertszeit von etwa 1600 Jahren. Wenn wir großzügig (also die Radonkonzentration überschätzend bzw. sicher nicht unterschätzend) rechnen, dann sagen wir, dass 0.000000238% Th-230 50 Jahre Zeit haben, in Ra-226 zu zerfallen: Dann zerfallen etwa 2% des Th-230, das ergibt 0.000000005% Ra-226-Anteil an der Gesamtmasse, oder 0.00002% der Gleichgewichtskonzentration. Und erst dieses Isotop erzeugt Radon (Rn-222), also beträgt die Radonproduktion auch nur 0.00002% der von Uran, das in Gleichgewicht mit seinen Zerfallsprodukten ist (zur genaueren Berechnung müsste man das U-235 auch noch einbeziehen). Wenn man das mit Uraninit (Pechblende), die beispielsweise einen Urangehalt von 50% aufweist, vergleicht, so erzeugt 1 kg davon etwa 2.5 Millionen mal so viel Radon pro Zeiteinheit wie 1 kg abgereichertes Uran. Wenn man eine Gegend mit Radon vergiften will, sollte man sich also dringend was anderes einfallen lassen.

(mehr …)

WeiterlesenEin Nachtrag und e-bay

Polonium 210

Durch die Morde an unliebsamen ehemaligen Geheimagenten ist Polonium 210 in die Schlagzeilen gekommen, als ein Gift mit dem man sehr schnell und sehr grausam jemanden um die Ecke bringen kann. Polonium ist ein radioaktives Element, alle seine Isotope zerfallen mit Halbwertszeiten von 0.3 µs bis zu 2.9 Jahren, das häufigste Isotop Polonium 210 ist ein Zerfallsprodukt von Thorium und Uran-238. Polonium 210 zerfällt mit 138 Tagen Halbwertszeit unter Aussendung von Alpha Strahlung in das ungefährliche Blei 206. Alphastrahlung, das sind Helium 4 Kerne ist sehr Energiereich und zerstört Zellstrukturen und schädigt die DNA, so dass auch die Reparatur von beschädigten Zellen schwer möglich ist. Im Prinzip werden durch die intensive Alphastrahlung (intensiv, weil die Halbwertszeit so kurz ist) also Zellen geschädigt und sterben ab, betroffen sind zuerst die Teile des Verdauungsapparates wenn man mit Polonium oral vergiftet wurde (Diarrhoe, Zerstörung des Darmepithels), dann gelangt das Gift durch den Blutstrom in den ganzen Körper und hier ist der Schaden um so größer je aktiver die Zellen sind, d.h. je öfter sie sich teilen. Dies sind Knochenmarkszellen, rote und weiße Blutkörperchen, so kommt es zu Anämie, Blutungen in Nase, Mund und Darm und Haarausfall. Überlebt man die akute Vergiftung (Polonium wird innerhalb von 50 Tagen ausgeschieden), so hat man durch die Strahlenschäden ein sehr stark erhöhtes Krebsrisiko. Es sind Fälle bekannt wo man geringere Dosen eingesetzt hat und die Personen dann innerhalb von kurzer Zeit an Krebs verstarben. (mehr …)

WeiterlesenPolonium 210

Kernfusion, die Energie der Zukunft?

Bei den Gästebücheinträgen fand ich auf meinen Aufruf zum ersten Jahr des Blogs mir doch mal zu Mailen, was sie so interessiert, die Bemerkung ich sollte etwas über ITER sagen. ITER ist nun nicht etwas womit ich mich im speziellen beschäftige, ich habe auch die Kernfusion nicht als Energiequelle angesehen die uns in absehbarer Zukunft zur Verfügung stehen sollte.

Damit wir mal auf demselben Wissensstand sind ITER ist die Abkürzung für Internationaler Thermonuklearer Experimenteller Reaktor. Es ist ein Reaktor in dem man die Kernfusion weiter vorantreiben will, aber immer noch kein Reaktor der Strom im Regelbetrieb liefert. geplant wird er seit 20 Jahren, gebaut seit 2 Jahren. Die kosten von 5 Milliarden Euro für den Bau und nochmals etwa 500 Millionen pro Jahr für den Betrieb bekommt man nur durch internationale Kooperation zwischen EU, Russland, USA, Japan, VR China, Indien und Südkorea zusammen.

(mehr …)

WeiterlesenKernfusion, die Energie der Zukunft?