Space P

Tu Dresden

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Flashcards 115
Language Deutsch
Category Technology
Level University
Created / Updated 13.02.2021 / 04.03.2021
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befestigung von solarezellen

1) Körperfestes Solarpanel

2) Drehbar gelagertes Solarpanelàα-/ β -Drehung

3) externe Flächen der Satellitenstruktur (“Body / Panel mounted”)

Abschätzung: Spannungsebene

Nukleonteilchen + ablürzungen

Proton Z - m_z

Neutron N - m_n

 

sum m_Z + sum m_n > m (z, n)

-> dE

wann ist eher kernzerfall?

wenn mehr protononen da sind

 

Auch: kerne sind stabiler wenn mehr neutronen als protonen da sind  (große kernzahlen -> vorher linear)

x achse neutronen

z achse protonen

-> rot stabiler

 

 

Stabil? mangel an neutronen / überschuss an neutronen?

Heliumkern?

2 protonen

2 neutronen

Aufbau RTG

gefahr bei zerfall entsteht gas -> steiogender druck -> muss für die ganze laufzeit ausgelegt sein

Wann nutzt man RTGs

Nachteile RTG

Radioaktivität

ist der spontane Zerfall instabiler Atomkerne und Teilchen, der von Emission energiereicher Strahlung, wie α-Partikel, β-Partikel, γ-Strahlung, Neutrinos, Neutronen (η) oder Protonen begleitet ist.

Radioaktiver Zerfall àMassenreduktion -> E = m*c²

Was sind radioisotope

Ein chem. Element wird über die Protonenzahl im Atomkern definiert. Atomkerne, die bei gleicher Protonenzahl eine verschiedene Zahl von Neutronen besitzen, sind sog. Isotopedes selbigen chem. Elementes.

Die Isotope, die instabil sind, d.h. die einem radioaktivem Zerfall unterliegen, sind Radioisotope.

α-Teilchen

leicht abzubremsen

β-Teilchen

-> wenn positives und negatives positronium zusammen treffen, dann entsteht gamma strahlung als sekundärstrahlung (bremsstrahlung)

γ-Strahlung

gute dämpfung durch mehrere material eindringen

was ist unterm günen

was ist bremsstrahlung

-> wenn positives und negatives positronium zusammen treffen, dann entsteht gamma strahlung als sekundärstrahlung (bremsstrahlung)

gute dämpfung durch mehrere material eindringendurch was kann man alpha gamma und beta strahlung bremsen

gute dämpfung durch mehrere material eindringen

Neutronen

ungeladene Neutralteilchen mit einer Masse von 1,675*10-27kg. Ein freies Neutron ist außerhalb des Atomkerns instabil und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12 min in ein Proton, Elektron und ein Antineutrino. Neutronenstrahler sind selten und kurzlebig.

Neutrinos, Antineutrino

sind neutrale Teilchen mit der Ruhemasse 0.

Fast keine Wechsel-wirkungen

Proton

ein positives geladenes Elementarteilchen mit der Ruhemasse 1.673 * 10-27kg. Die Zahl der Protonen im Atomkern bestimmt das Element und ist gleichzeitig die AtomzahlZ.

natürlich vs künstliche radioisotope

günstiger zerfallskette -> auch nachfolgende radioisotope sind größtenteils alüha strahler

Energie produktion und Leistung von zerfall

die "energieproduktioB" hängt von der Anzahl der zerfallenen Kerne ab, die Leistung von der Zahl der zerfallenden

für die je zeiteinheit umgewandelten kerne ->

 

was bedeuted geiger nuttallsche beziehung

für alpha strahlung?)

 die energie nimmt logarithmic mit der zeit ab

lange halbwertzeit -> geringere spezifische leistung

hohe spezifische leistung -> geringe halbwertszeit

was ist halbwertszeit

lurze halbwertszeit -> früher leistungs abfall

Kriterien zur Auswahl von Radioisotopen für RTGs

wenig gamma und beta stahlung -> alpha strahler wird bevorzugt

Äquivalentdosis

unterschied zur energie dosis

was mit der masse in der eingedragenen enegie passiert, abhängig von strahlungs art

vor nachteile Pu238

Herstellung Pu238

wird aus Neptunium 237

 Np237 -> Abfallprodukt in Urankernkraftwerken

abtrennung von anderen stoffen + reinigung

pressung in pillen

1 jahr mit neutronen bestrahlen 1  kg PU238 aus 17 kg 237

2 jahre zwischenlagern -> kurzlebige isotope klingen ab

umwandlen zu PuO16

pressen zu pellets

nenne 3 probleme bei der Pu238 herstellung

1. PuO16_2 muß möglichst rein vorliegen

-> Verunreinigungen führen zu anderen Zerfallsreihenà

-> teilweise hohe Neutronen und y-Strahlung der unerwünschten Zerfallsprodukte

 

2.eigene α-Strahlung kann zu unerwünschten Sauerstoffreaktionen im Oxid führen unter Abgabe von Neutronen und Υ-Strahlung

 

3. Bei Herstellung von Pu238 entsteht immer auch etwas Pu236

-> Zwischenprodukte von Pu236 -> Ti238 und Bi212 (keine alpha strahlung)

warum ist abschirmung benötigt

α-Strahlung -> relativ einfach abzuschirmen

β-Strahlung -> erzeugt im Material Bremsstrahlung = γ-Strahlung

γ-Strahlung -> starkes Durchdringungsvermögen

Abschirmung ist so Auszulegen, daßselbst bei Zersetzung und Ab-schmelzen des Abschirmmateriales durch die Strahlung die Abschirmung der Elektronik / des RFZ gewährleistet ist.

abhängigkeit des stoßquerschnitts

Problem:

-dreidimensionales Strahlungsfeld

-Auftreten von Sekundärstrahlung

-Reaktion des gewählten Materials

-Temperatureinflußdurch Strahlung

Abschirmung γ-Strahlung

Materialien mit schweren Atomen wählen!!

Blei

Wolfram

Uran (kein Uranisotop)

Druckaufbau

woher?

problem?

 

Seebeck-Effekt

Peltier-Effekt

Thomson-Effekt

ThermoelektrischeWandlung n_teg

TEG materialanforderungen

große Thermokraft -> Seebeck

große elektrische Leitfähigkeit

geringe thermische Leitfähigkeit

-> Forderungen schließen Metalle und Isolatoren aus!

BiTe

PbTe

Pb-Sn-Te

Si-Ge

Thermoelektrische Wandlung Aufbau

Halbleiter im n-Typus -> Strom von T_kalt zu T_heiß

Halbleiter im p-Typus -> Strom von T_heiß zu T_kalt

Ordnung der Thermoelemente, so daßdas heiße Ende ein n-p Übergang ist, so addieren sich die Thermokräfte!

elektrische Serienschaltung der Einzelpaare bei thermischer Parallelschaltung

TEG Elemente in Serie / Parallel für Strom-/Spannungsanforderungen

Aufbau, mehrstufige TEGs