Weltweit erste Umwandlung von Thorium- in Uran-Kernbrennstoff

Begonnen von DL3HRT, Gestern um 11:45

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DL3HRT


NoLi

Dieses Verfahren hatte vor etlichen Jahren schon "The Radioactive Boy Scout" mit seinen verarschten Glühstrümpfen und der Radium-Beryllium-Neutronenquelle praktiziert...allerding mit sehr geringer Ausbeute.

Norbert

Kermit

Zitat von: NoLi am Gestern um 19:34seinen verarschten Glühstrümpfen

ich dachte die waren verascht  ;)

aber so klingt es auch nicht schlecht und ist in gewisser Weise auch nahe dran ;D

NoLi

Ups, dieses Schreibteufelchen... >:(
Natürlich verascht. :)

Norbert

Elektroniknerd

Was in dem Text steht ist banal - das muss in dem Reaktor passieren, das ist so ungefähr seit '45 klar.
Der Witz dabei wäre, die Details in den Griff zu bekommen.
So ein Reakor muss zunächst immer mit Uran 235 anfangen. Typischerweise mittel-hoch angereichert ("aus neutronenphysikalischen Gründen" genauer weiß ich das auch nicht), das ist dem gerne kolportierten niedrigem Proliferationsrisiko des "Thorium-Zyklus"recht abträglich.
Das gespaltene U235 erzeugt nun die Neutronen, mit denen aus zugefügtem Th232 U233 erbrütet wird. Das gabs auch schon im THTR-300 in Hamm, der konnte das allerdings nur gleich wieder spalten - da hat es also nur das U235 gestreckt.
Um wirklich einen Thorium->U233 Zyklus hin zu bekommen, muss der Reaktor
a) mehr U233 erbrüten als U235 verbrauchen, es muss also genug Neutronen für Spaltung und Brutreaktion geben, das ist nicht einfach.
b) man muss dieses U233 aus dem Reaktor raus bekommen, um den Brennstoff zu gewinnen.
Ein gewisser in situ Verbrauch des U233 ist natürlich unvermeidlich und willkommen. Man kann sich jetzt natürlich wünschen, dass man irgendwann zwar das U235 verbraucht hat, im Reaktor aber genug U233 nach gebildet wurde, um die Reaktion aufrecht zu erhalten. Da bräuchte man dann immer nur Th232 nachlegen.
Das klappt aber nicht, weil Spaltprodukte und weitere Kernereaktion den Brennstoff zunehmend versauen. Der muss wiederaufbereitet werden.
Da ist gerne von "Zyklus" die Rede, das ist aber pures Wunschdenken. Bei der Batch-Aufbreitung (Brennstäbe raus, kleinsägen, auflösen und mit viel Abfall neue draus machen) geht das bisher genau ein mal, dann ist Schluss, weil das Zeugs dann einfach mit vertretbarem Aufwand nicht mehr in brauchbaren Kernbrennstoff verwandelt werden kann - insbesondere "falsche" Brutprodukte spucken einem da in die Suppe, blöde Spaltprodukte würden sich chemisch trennen lassen.

Flüssigsalz-Brennstoff kann man (theroretisch) im laufenden Betrieb zu einem kleinen Teil ausleiten und kontinuierlich wiederaufarbeiten. Das ist allerdings ein ziemlich anspruchsvoller Prozess, bei dem bislang noch keiner weiß, wie es gehen soll.
Die Forschungen daran (Flüssigsaltzreaktoren) wurden irgendwann - eher aus politischen Gründen - eingestellt (bzw. in .de gar nicht so richtig aufgenommen, da waren die THTR Fans vor), das sah alles so mittel bis schwierig aus. Ob man da für jedes Problem eine Lösung finden kann, ist also noch unklar.
Im wesentlichen wie erwartet: Radiochemie mit Fluor ... was soll da schon schief gehen?
In einem der US-Versuchsreaktoren haben sie Uranhexafluorid in fast kritischer Masse im Abluftsystem gefunden. "Die Reaktion sollte eigentlich nicht vorkommen".