Arthur Erhardt wrote:
>
> In de.sci.physik Carla Schneider <
carla...@proton.me> wrote:
> > Arthur Erhardt wrote:
> > >
> > > In de.sci.physik Carla Schneider <
carla...@proton.me> wrote:
> > > > Arthur Erhardt wrote:
> > > > >
> > > > > In de.sci.physik Rolf Bombach <rolfnosp...@invalid.invalid> wrote:
> > > > > > F. W. schrieb:
> > > > > > > Am 12.01.2024 um 21:40 schrieb Fred Alph:
> > > > > > >
> > > > > Pu-238 ist ein geradzahliger Kern, das ist so schnell kritisch wie
> > > > > eine Abraumhalde U-238. Allen anderen Einwänden stimme ich zu.
> > >
Darauf bezieht sich meine folgende Antwort:
------
Berechtigte Schelte, dabei hatte ich noch vor kurzem in diesem
Thread auf die Neutronen aus der spontanen Spaltung als Problem
hingewiesen.
--------
>
> > Nur was haben die damit zu tun ?
> > Die machen den Bau einer Bombe schwierig bis unmoeglich,
> > aber auf die kritische Masse haben sie keinen Einfluss.
> Denkanstoß: Was löst Kritikalität aus?
Wenn eine Kettenreaktion mit ansteigendem Neutronenfluss moeglich ist.
D.h. von den bei einer Spaltung entstehenden Neutronen bleibt
abzueglich aller Verluste im Durchschnitt mehr als Neutron fuer eine weitere Spaltung.
Wenn ein schnelles Neutron auf einen U238 Kern trifft kann er diesen spalten
und dabei werden auch im Durchschnitt 2.5 Neutronen frei, aber zu wenige davon
sind schnell genug um ein weiteres U238 Atom zu spalten, deshalb gibt es keine
Kettenreaktion und keine kritische Masse.
In Fusionsbomben kann die Spaltung von U238 aber dazu genutzt werden zusaetzliche Energie
zu erzeugen weil da genug schnelle Neutronen aus der Fusion vorhanden sind.
Der Nachteil sind die grossen Mengen an Radioaktivem Abfall die so entstehen.
> Wirkungsquerschnitte sind
> Reaktionswahrscheinlichkeiten, auch wenn sie in Quadratmetern ange-
> geben werden.
Spontane Spaltung ist etwas das gar keinen Wirkungsquerschnitt hat
und sie ist fuer die Kritikalitaet irrelevant.
>
> [...]
> > Ja sieht so aus als ob sich da jemand verrechnet hat oder Radius und Durchmesser
> > verwechselt hat.
> Ja, und eine Tabelle aus Simulationen mit MCNP aus den 1960ern wo jede
> 2. Zeile nicht ganz richtig ist verdient besonders viel Vertrauen.
>
> > Aber darauf kommt es gar nicht an, sondern welche Isotope ueberhaupt in
> > der Tabelle stehen, und welche nicht.
> Genau.
>
> > >
> > > > Ach ja eine kritische Masse Pu238 erzeugt etwa 5kW Waerme weshalb man
> > > > sie auch deshalb nicht an einem Ort zusammenballen wuerde, und deshalb die
> > > > Gefahr einer Kettenreaktion bei einem Unfall nicht bestuende.
> > > Unklar was Du mir damit sagen willst: Ob und wie man diese Anordnung
> > > (nein, nicht kugelförmig, aber durchaus zusammenhängend) kühlt war
> > > bisher noch gar nicht Gegenstand der Diskussion.
> > > Bei einem RTG
> > > versucht man ja möglichst viel Wärme in Elektrizität umzusetzen,
> > > nicht möglichst viel in der Quelle zu halten.
>
> > Wenn die Elektrizistaet aus einem Temperaturunterschied erzeugt werden
> > soll spielt das schon eine Rolle.
> Das ist jetzt albern, das Grundprinzip hat ja niemand bestritten.
Es geht nicht ums Grundprinzip sondern darum dass aus einem Temperaturunterschied
elektrische leistung gewonnen werden soll, dazu braucht man eine hohe Temperatur
auf der einen Seite, so hoch wie moeglich aber natuerlich nicht zu hoch fuer
den Stromerzeuger, und auf der anderesn Seite eine niedrige Temperatur wo
die Waerme an die Umgebung
abgegeben wird. Je niedriger die ist um so hoeher der theoretische Wirkungsgrad.
Fuer zweiteres braucht man eine grosse Flaeche zum Abstrahlen im Weltraum.
> Die Idee, den Strahler in eine Schottkydiode zu packen ist nicht
> wirklich neu. Ungefähr so neu wie Halbleiterdetektoren, aber die
> russischen Kollegen haben sich da halt Mühe gegeben das zum
> Funktionieren zu bringen.
Die verwenden welche aus Diamant. Wichtig ist dass moeglichst viele Sekundaerelektronen
erzeugt und aufgesammelt werden.
>
> > > Eine RTG mit reichlich
> > > schnellen Neutronen aus spontaner Spaltung würde man eh zu nichts
> > > öffentlich verwenden.
>
> > Wuerde man sowas jemanden im Herzschrittmacher einsetzen ?
> > Natuerlich nicht - daraus folgt dass es das Problem bei Pu238 nicht gibt.
> Oha. Jetzt wirds spannend. Aus den ca. 200 mg Pu-238 in früheren
> Schrittmachern zu folgern daß es das Problem nicht gibt ist ...
200mg dauerhaft im Menschlichen Koerper sind nicht wenig.
> interessant. Es sind halt der Menge entsprechend wenige Neutronen
> pro Sekunde im Fall des Schrittmachers, das skaliert dann ungefähr
> per Dreisatz bis man in die Nähe kritischer Massen kommt. Für o.g.
> Herzschrittmacher
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19720010066/downloads/19720010066.pdf
------
Plutonium-238 has a spontaneous fission half-life of 4.8x 10^10 years. Neutrons
associated with this spontaneous fission are emitted at a rate of 2.8 x 10^3 neu-
trons per second per gram.
-------
Ist doch gar nicht so wenig.
200mg waeren immer noch ein paar 100 Neutronen pro Sekunde,
offenbar ist das akzeptabel gewesen.
>
> > >
> > > > Voyager hatte uebrigens fast eine halbe kritische Masse an Pu238 an Bord,
> > > Eher Aussenbord, aus den im letzten Absatz angerissenen Gründen, wobei
> > > da wohl hauptsächlich Photonen stören, weil der Abschirmung hinsicht-
> > > lich Masse und Volumen enge Grenzen gesetzt waren.
>
> > Die Waerme muss irgendwie abgegeben werden und das geht im Weltraum nur durch
> > Strahlung und dafuer braucht man eine grosse Flaeche.
> Ist richtig, aber nur einer der Gründe. Strahlenschutz der Elektronik,
> allerdings eher vor Bremsstrahlung wegen, wie erwähnt, unvollständiger
> Abschirmung war ein anderer wichtiger Grund.
Weil Vakuum Strahlung so gut abschirmt ?
> Wärme abstrahlen in der
> diskutierten Größenordnung kann auch die Aussenhülle. Die thermische
> Anbindung an eine (sonst eigenschaftslose) Wärmequelle wäre einfacher
> und leichter als der "Aussenborder". Und Abstand ist immer noch die
> einfachste Methode, eine Ortsdosisleistung zu verringern.
Nur wenn der Abstand groesser ist als die Quelle, was hier nicht der Fall ist.
>
> Das geht jetzt aber alles in eine völlig abstruse Richtung, mir ging es
> schlicht darum, daß Kernzerfallsbatterien, gleich welcher Bauart, keine
> brauchbare Energiequelle für zB Kraftfahrzeuge sind.
Sie sind nicht brauchbar weil man sie nicht in groesseren Mengen herstellen kann.
Die Frage hier war aber ob ein solches Fahrzeug funktionieren wuerde.