Allgemeinwissen

Schwerwasserreaktor

Leichtwasserreaktor

Damit Wasser als Kühlmittel im Atomreaktor taugt und nicht gleich verdampft, muss es unter hohen Druck gebracht werden. Gilt für Leicht- und Schwerwasserreaktoren.

Th 232 (Ordnungszahl 90 = leichter als Uran) kann eine Art Uranisotop werden, das spaltbar ist. Dafür absorbiert es ein Neutron und wird zu Uran 233. Dieser Stoff kommt nicht natürlich vor, kann aber in einem Reaktor erzeugt werden.

Ein Festbrennstoffreaktor.

Kern besteht aus festen Brennstoffelementen (Pellets), die unter Neutronenbeschuss leiden und daher über kurz oder lang ausgetauscht werden müssen, z. B. weil ihre Wärmeleitfähigkeit abnimmt. Meist schon, wenn erst ca. 10% des Energiepotentials genutzt wurden. Dann: Aufbereitung.

Ein Flüssigbrennstoffreaktor.

Uran ist in schwerem Wasser gelöst (vermeidet den Zerfall der festen Brennelemente des Leichtwasserreaktors) = Flüssigbrennstoff.

Ein Reaktor mit Flüssigbrennstoff. Molted Salt Reaktor (MSRE)

Thorium und Uran können in geschmolzenem Salz aufgelöst werden. Das Salz ist bei hohen Temperaturen noch stabil, bei niedrigen Temperaturen wird es fest - und kann nicht entweichen!

Kein Wasser = keine Dampfexplosionen

Hohe Temperaturen des Brennstoffs möglich = kein  Druck nötig

Kühlmittel und Brennstoff sind das gleiche Medium. Abschaltung durch Abkühlung des Mediums z. B. durch Ablassen in Tanks unterhalb des Reaktors.

Bei Lecks wird Salz fest und fließt nicht weg.

Thorium steht 4x häufiger als Uran und quasi auf der ganzen Welt zur Verfügung. Fällt derzeit als Abfallprodukt beim Abbau seltener Erden ab.

Bei Thorium geringere Halbwertszeit als bei Uran!

Problem: wirtschaftlich ist die Investition in neue Reaktoren für Energieunternehmen uninteressant. Einziger Lichtblick: China forscht und es gibt einige Startups!

A Ewige Inflation
Urknall: was hat warum geknallt? - Allan Guth: "Im Knall findet "Negative Gravitation" in Sekundenbruchteil mit immenser Energie statt, die zu Inflation (Ausdehnung) des Universums führt. Danach Abkühlung und Materiebildung/-verdichtung."

Was aber, wenn Inflation endet? - Beobachtung: sie endet nicht überall gleichzeitig, d. h. es gab viele Urknalle und wird weitere geben, die Auslöser für je eigenen Inflation sind (Theorie der "Ewigen Inflation").

Modell: Weltraum ist Energielaib, der sich ständig ausdehnt, dabei kommt es zu Energieentladungen, aus denen sich Materie bildet (= Urknall bzw. Geburt eines neuen Universums).

Problem: lässt sich nicht nachweisen, weil nichts von anderen Universen zu uns dringen kann.

B Dunkle Energie
Beobachtung: Ausdehnung des Universums verlangsamt sich nicht etwa (wie erwartbar), sondern beschleunigt sich - warum, was treibt sie auseinander?

Antwort: Dunkle Energie "von außen". Die berechnete Menge dunkler Energie ist aber immens gerring - viel geringer als vermutet. Rätselhaft? Ja, aber nicht, wenn man Multiversen annimmt, dann stimmt die Dimension wieder.

Woher weiß man, dass diese minimale Energiemenge "richtig" ist und vorkommen kann?

C String-Theorie
Antwort aus String-Theorie: Protonen, Neutronen setzen sich aus Energiefäden/-schlaufen = Strings zusammen --> alles was existiert besteht aus dieser Art von Bausteinen = Einfachheit + Energie als Basis!; abhängig vom Schwingungsmuster der Strings können sie sehr unterschiedliche Eigenschaften haben.

Problem: Strings können ihre Eigenschaften nur haben, wenn sie in mehr als 3 Dimensionen im Raum schwingen. Annahme: wir können diese Dimensionen nicht wahrnehmen, sie sind aber im extremen Mikrobereich trotzdem da und zwar als überall im Raum aufgerollte oder verknotete Dimensionen. Wie die Dimensionen geformt sind, so schwingen die Strings. D. h. Form der Extradimensionen bestimmen alle Eigenschaften unseres Universums.

Problem: als mögliche Formen der Extradimensionen kamen 10⁵⁰⁰ Möglichkeiten in Frage.

D Synthese
Idee: klasse, das ist die Vielfalt, die in der Kosmologie zur Erklärung benötigt wird! Enorme Vielfalt von Möglichkeiten. --> String-Theorie und Kosmologie passen gut zueinander.

Jede einzelne Lösung der String-Theorie könnte mit einem Universum korrespondieren. Da die Bandbreite möglicher Werte so groß ist, kann auch (s. o.) der Wert Dunkler Energie in unserem Universum dabei - also "möglich" - sein.

Dadurch auch die Wahrscheinlichkeit, dass es unser Universum auch ein zweites oder weiteres Mal geben könnte ;-)

3 Stützen der Multiversum-Idee: Ewige Inflation, Dunkle Energie, String-Theorie

Hauptvertreter: Allen Guth, Alex Vilenkin, Andrei Linde