Gefahren von AKW: Der Super-GAU

@Fedaykin

Fedaykin schrieb:mmh hast du nicht mit zuviel Uran gerechnet? Bzw der Anreicherungsfaktor spielt ja auch noch eine Rolle.

Genau darum geht's ja in der ganzen Diskussion. Da die verschiedenen Isotope sehr ähnliches Atomgewicht habe ist es praktisch unmöglich, dass sich in der Schmelze die Isotope trennen und eiines davon konzentriert in einer kritischen Masse auftritt, daher also nix mit Verpuffung - das Zeugs wird einfach höllisch heiss (in Fukushima allerdings jetzt nicht mehr so sehr nach 2 Jahren)

Alle anderen Bedenken ausser dem China - Syndrom teile ich auch - Verseuchung im Nahbereich und, wenn der Teufel am Werk ist, auch im Umkreis von ein paar Kilometern. Für einen Transport in hohe atmosphärische Schichten (das wäre die hauptsächliche Gefahr für grössere Entfernungen) dürfte die erzeugte Wärme nicht ausreichen, aber ein Tsunami könnte da schon einiges anrichten, ebenso wie ein Taifun.

Zur Menge des Brennstoffs in Fukushima:

1) Der Unterschied in der Anreicherung bei Uran- und MOX - Brennstäben ist vernachlässigbar, MOX (Mischoxid..) bedeutet einfach, dass die Pellets aus einer Mischung von Uran- und wenigen Prozent Plutoniumdioxid bestehen, der Anteil an reaktionsfähigem Material kann schon deshalb nicht wesentlich höher sein als in reinen Uranoxid - Pellets, da sonst jeder damit beschickte Reaktor hochgehen würde. So aus dem Bauch heraus beträgt der Anteil an reaktionsfähigem Material in beiden Fällen etwas unter 5%. Genaue Zahlen kann ich Dir liefern wenn Du interessiert bist

Plutonium ist besonders deshalb gefürchtet, weil es einer der giftigsten Soffe ist, die wir kennen und weil es sich im Körper anlagert und dort durch seine Alphastrahlung Verwüstungen anrichtet. Anderseits ist das Zeug so schwer, dass es weder durch Strömungen noch durch Wind über weite Strecken verfrachtet wird.

Rechnen wir also mal: (alle Zahlen zur Sicherheit aufgerundet)

Gesamte Menge der Brennstäbe: aufgerundet 2500 Tonnen.
Davon Pellets rund 1200 Tonnen (der Rest ist Hülle etc.)
U235 und PU238 in neuen Brennstäben
insgesamt (5% von 44 Tonnen)
2,2 Tonnen (der Rest ist nicht spaltbares Material)
U235 und PU238 in abgebrannten Brennstäben
insgesamt (1% von 1156 Tonnen)
11,5 Tonnen (der Rest ist nicht spaltbares Material)

Immer noch ganz schön viel, aber wie gesagt Pu und U und wegen seines hohen spezifischen Gewichtes nich weit verfrachtbar. Und anderseits viel zu wenig konzentriert für eine spontane Kettenreaktion.

Trotzdem gibt es da ein viel ernsteres Problem: Die Spaltprodukte radioaktives Cäsium und Jod. Sie können leicht verweht oder ausgewaschen werden und haben die böse Eigenschaft, sich bevorzugt in bestimmten Nahrubgsmitteln und im Körper an kritischen Stellen (Schilddrüse) anzulagern, sie sind Krebserregend, aber nicht chemisch giftig. Ich habe jetzt (noch) keine Information, welche Menge dieser beiden Elemente die 14 Tonnen U und Pu im schlimmsten Fall freisetzen können, aber das sollte errechenbar sein - ich werde versuchen, die nötigen Informationen zu finden. Kritisch dürften da deher die neuen Brennstäbe sein.

Lustig ist das Ganze durchaus nicht, es ist sehr wohl eine erhebliche Katastrophe. Weltuntergang ist es aber auch keiner, es wird keine Verpuffung geben und schon gar keine Kernexplosion und wenn die Behörden richtg reagieren wrd der Schaden sich auf ein relativ kleines Gebiet beschränken und Menschen werden sicherlich nicht sterben wie die Fliegen. Auch nicht in Japan.

@ShortVisit

ShortVisit schrieb:Davon Pellets rund 1200 Tonnen (der Rest ist Hülle etc.)

Nach meiner Meinung ist das, ua. Angaben, von dir nicht korrekt.

1 reines Uran-Dioxid Pellet,, im Mittel ein Zylinder von ca. 10x10mm, wiegt ca. 10 Gramm. In 63 einzelnen Brennstäben (Fukushita Sidewasserreaktor), die je eine Füllhöhe von ca. 3,48 m haben können, ergeben sich pro Brennstab somit bis zu 3480 gr =3,48 Kg.

Diese Tabletten werden in einem Ofen bei 1.700 Grad Celsius gesintert, also gebrannt. So wird die erforderliche mechanische Festigkeit und Dichte erzielt. Jede dieser Uran-Tabletten – ein Zylinder mit einer Länge von zehn bis 13 Millimetern und einem Durchmesser zwischen acht und 13,5 Millimetern – wiegt lediglich zehn Gramm.

Brennelement Hersteller:
http://de.areva.com/DE/areva-deutschland-334/brennelemente-und-brennelementservice.html (Archiv-Version vom 24.09.2013)

Pro Brennelement mit genannten 63 Brennstäben somit ca. 219 Kg.
Es lagern folgende Elemente (mein bisheriger Stand) allein in Reaktor 4..

Z. schrieb:Block 4 263 Tonnen
Elemente 1533 - Brennstäbe 96.579 Stk.
Pellet-Volumen - Brennstäbe gesamt 26 qm
Kugel Radius 1,84 m
K-Durchmesser 3,80 m
Geschätzt Uran-Fleck von mittig 0,6 m Höhe und gesamt 11,5 m Durchmesser*

Ergo könnten bei 1533 Brennelementen x 219 kg = ca. 335 Tonnen Urandioxid inkl.. spurenanteile Anteile... nur im Block 4 lagern.

Meine Angaben von gesamt 263 Tonnen nur Block 4 gesamt, sind da noch freundlicher Art und untertreiben imo etwas. Dennoch da die Füllhöhe im Schnitt etwas geringer ist als die Höhe der Brennstäbe (s. technische Begründung Link grs.de in meinem Post)
Beitrag von Z. (Seite 502)
..und ich nicht genau weiß wie hoch die Füllmenge ud die Dimensionen der Pellets tatsächlich ist, habe ich insgesamt die im allgemeinen angegebenen 171,5 kg Brennstoff pro Brennelement berechnet. Ca. die Hälfte des "Möglichen", siehe Herstellerangaben.

Ich weiß ja wie hier, die die es für nicht so gefährlich wie ich halten, reagieren können, falls,wenn was "übertrieben scheint". ----Aber nun aus ca. 2500 Tonnen reinem Brennstoff (wie in Wki und anderen Berichten angegeben) gerade mal so 1200 To zu machen ist..imo fragwürdig. Und es fragt sich warum? Ich werde das gerne nochmal überprüfen und @ShortVisit sollte das auch nochmal machen, bevor wir die weiteren Faktoren zu Rate ziehen.... Bin unter Druck, da verechnet man sich mal schnell, aber ich denk wir sind mit den Angaben "gut bedient", was den Urandioxid Anteil betrifft, in Block 4.
NG Z.

@ShortVisit
Also die min 171 Kg Urandioxid etc. pro Element sind imo ok...
Im Schnitt gehen die Angaben bis 190 Kg bei solchen Reaktoren.

ShortVisit schrieb:es wird keine Verpuffung geben und schon gar keine Kernexplosion

Verpuffung und Kernexplosion sind das gleiche... letzteres klingt nur gefährlicher.

Dennoch es gibt einige "Experten" die sehen das nicht so wie du ua. Höglund.

"Sollten die bei einem Erdbeben zu Bruch gehen, würden die Brennelemente zusammenstürzen", so Höglund. "Wenn sie am Boden des Beckens eine kritische Masse bilden und mit Restwasser in Kontakt kommen, kann es zur unkontrollierten Kettenreaktion kommen." Dann wäre "der Teufel los"........

Lars-Olov Höglund hat zehn Jahre als Chefkonstrukteur der Forsmark-Atomkraftwerke des Vattenfall-Konzerns und danach 25 Jahre als technischer Berater für die schwedische Atomindustrie, Umweltorganisationen und die schwedische Regierung gearbeitet.

ShortVisit schrieb:Plutonium ist besonders deshalb gefürchtet, weil es einer der giftigsten Soffe ist, die wir kennen

Einer der giftigsten, nur ist Americium 241, was gerade aus dem Zerfall des Plutoniums entsteht, vor allem bei abgebrannten Brennstoffen, 3 mal giftiger..zb. Besonders in Reaktor 3 dürfte davon einiges vorhanden sein, da dort mit Mox hantiert wird..

ShortVisit schrieb:Der Unterschied in der Anreicherung bei Uran- und MOX - Brennstäben ist vernachlässigbar, MOX (Mischoxid..) bedeutet einfach, dass die Pellets aus einer Mischung von Uran- und wenigen Prozent Plutoniumdioxid bestehen

Du vergisst hier das Mox-Elemente reaktiver sind als reine Uran... und immerhin liegen in Block3 32 STk. mit 5 Tonnen Brennstoff... wer weiss wie frisch die sind!?

Apropo Plutonium Beimischung....

ShortVisit schrieb:So aus dem Bauch heraus beträgt der Anteil an reaktionsfähigem Material in beiden Fällen etwas unter 5%. Genaue Zahlen kann ich Dir liefern wenn Du interessiert bist

Die Anteile liegen bei 7-8%....

Also treffen wir uns doch erstmal bei den tatsächlichen Spalt-Massen und deren verschiedenen Anreicherungszuständen... Abgebrannt neu, abgebrannt alt, frisch... und sehen dann in Ruhe weiter?
G Z.

Das heißt es ist die größte bzw. schlimmste Katastrophe überhaupt?
Die Meere werden verseucht und bald spüren wir die Konsequenzen auch bei uns? und wie lange soll das AKW die Umwelt weiter verstrahlen?

@Shrez
Guten Morgen....
Meiner Meinung ist es die schlimmste AKW-Katastrophe bisher .... aber das sagt nicht das es noch schlimmer werden muss.

Um eben dein "bald" zu vermeiden versuche ich hier erstmal auf einen gemeinsamen Nenner mit den Diskutanten zu kommen, wie viel und vor allem wie hoch reaktives dort tatsächlich lagert. Ich hoffe das klärt sich in kürze. Erst dann macht es imo Sinn einen Schritt weiter zu gehen und theoretisch mögliche Szenarien , zB. wenn die "263 Tonnen" Spaltmaterial in Abklingbecken 4 (inkl. 34 Tonnen frischen Urandioxids) zusammenstürzen, auf Grund der erörterten "Fakten" im Versuch aufzuklären.

Netten Gruss

@ShortVisit
Hallo...falls du keinen Diskusionsbedarf siehst, ist das auch ok.
Also nehme ich das schon mal als stillschweigendes "ja", die Brennstoffmengen betreff..!?
Bis dann...

Z. schrieb:Verpuffung und Kernexplosion sind das gleiche... letzteres klingt nur gefährlicher.

Nein, das kann nicht möglich sein. So gesehen wäre dann eine "Verpuffung" von vornherein ausgeschlossen weil das Material es nicht hergibt.

Ebenfalls wird auch Technsich und Physikalisch zwischen Verpuffung und Explosion unterschieden

Shrez schrieb:Die Meere werden verseucht und bald spüren wir die Konsequenzen auch bei uns? und wie lange soll das AKW die Umwelt weiter verstrahlen

Ne,

@Fedaykin
Ok. Im Sprachgebrauch hast du recht. Verpuffung und Kernexplosion unterscheiden sich dort von der Heftigkeit. Korrekt.
NG

@Z.

Sorry für mein Schweigen - ich hab bis Montag wahnsinnig viel zu tun, dann mach ich schon weiter.
Dass ich eingeloggt bin hat nichts mit meiner Anwesenheit zu tun, ich bin 24/7 online, auch wenn ich nicht vor dem Rechner sitze oder wenn ich programmiere :)

ShortVisit schrieb am 05.11.2013: Da die verschiedenen Isotope sehr ähnliches Atomgewicht habe ist es praktisch unmöglich, dass sich in der Schmelze die Isotope trennen und eiines davon konzentriert in einer kritischen Masse auftritt, daher also nix mit Verpuffung

@ShortVisit
Das trifft aber nicht für Reaktor 3 zu. Dort sind im Kern MOX Brennelemente eingesetzt. In den MOX-BE ist zu einem geringen Prozentsatz (7–8 %) waffenfähiges Plutonium untergemischt.

Plutonium und Uran haben zwar ein ähnliches Atomgewicht, aber der Schmelzpunkt ist unterschiedlich. Die Differenz beträgt etwa 500 °C.

Man kann es also nicht ausschließen, das sich bei einer Kernschmelze das Plutonium am Boden des Reaktors konzentriert.

Tepco hat diesen Belegungsplan vom Abklingbecken 4 an das US Department of Energy geschickt.
Die Angaben der Wärmeentwicklung sind zwar veraltet, aber man kann gut erkennen wo die BE aus dem evakuiertem Reaktorkern lagern.



Selbst mit 3,6 kW wird man wohl kein BE schmelzen können. Aber es könnte der gefürchtete Zirkoniumbrand entstehen, der die BE beschädigt oder sogar zerstören kann. Wenn dann eine unkontrollierte Kettenreaktion einsetzt möchte ich lieber nicht vor Ort sein.

Zirkonium soll ab 800°C mit Sauerstoff reagieren. Nach der NUREG-1726 sind wir noch im Grenzbereich.

Original anzeigen (0,3 MB)
http://www.docshut.com/tsvmp/nureg-1726-predictions-of-spent-fuel-heat-up-after-a-complete-loss-of-spent-fuel-pool-coolant.html

Zirkonium brennt aber so ohne weiteres nicht.

Es sind keine toxischen Effekte von Zirconium und seinen Verbindungen bekannt. Wegen der dichten Oxidschicht ist kompaktes Zirconium nicht brennbar. In Pulverform kann es dagegen beim Erhitzen an der Luft anfangen zu brennen. Zirconiumbrände sind sehr gefährlich, da zum Löschen weder Wasser (heftige Reaktion unter Wasserstoffbildung), noch Kohlenstoffdioxid oder Halon verwendet werden dürfen. Zirconiumbrände müssen mit Metallbrandlöschern (Klasse D) oder trockenem Sand gelöscht werden


würdest du deinen Beitrag bitte auch in den Fukushimathead posten.

@bit

bit schrieb:Das trifft aber nicht für Reaktor 3 zu. Dort sind im Kern MOX Brennelemente eingesetzt. In den MOX-BE ist zu einem geringen Prozentsatz (7–8 %) waffenfähiges Plutonium untergemischt.

Plutonium und Uran haben zwar ein ähnliches Atomgewicht, aber der Schmelzpunkt ist unterschiedlich. Die Differenz beträgt etwa 500 °C.

Man kann es also nicht ausschließen, das sich bei einer Kernschmelze das Plutonium am Boden des Reaktors konzentriert.

Das ist schon richtig. Eine steigende Konzentration des PU in einem Bereich der Schmelze oder unterhalb eines glühenden Haufens von Brennelementen würde aber unweigerlich zu einer dramatischen Temperatur - Erhöhung, zum Schmelzen des Haufens und zum verdampfen des PU führen und damit dessen Konzentration (besser "Dichte") absenken. Es käme dabei nicht einmal zu einer Verpuffung, dazu ist etwa in PU - Bomben, in denen das Metall in hoher Konzentration vorhanden ist, schon eine hohe Geschwindigkeit bei der Zusammenfügung der Teilstücke notwendig.

Die Gefahr, die von PU ausgeht, liegt einfach in seiner Giftigkeit, wenn es in den Körper gelangt, da dort sein Alpha - Strahlung direkt und massiv auf die umliegenden Zellen wirkt. Auf Grund seines hohen Atomgewichts wird PU allerdings nicht sehr weit transportiert, eine Verseuchung ausserhalb eines Radius von etwa 100 Km ist höchst unwahrscheinlich. Gegen verseuchte Meeresfrüchte und Lebensmittel generell kann man sich durch entsprechende Kontrollen recht gut schützen.

Fazit: Explosion oder Verpuffung sicher nicht, Verseuchung in einem begrenzten Bereich, Kontrollen besonders von Meeresfrüchten empfehlenswert.

Mit Cäsium sieht die Sache allerdings wesentlich schlimmer aus, das Zeug kann leicht weltweit verschleppt werden. Und da kommt besonders das Wetter und Meeresströmungen in's Spiel. Auf die hat Tepco keinen Einfluss. Und Experten von sonstwo auch nicht. Das einzige was hilft sind laufende Kontrollen für die nächsten Jahre und Jahrzehnte.

Nachsatz: PU entsteht ja auch in signifikanten Mengen beim Abbrennen von Uran - Brennstäben, der Unterschied ist also bloss marginal.

ShortVisit schrieb:zum verdampfen des PU

@ShortVisit
Nenn es wie du willst, für mich sah das beim Reaktor 3 mit den MOX-BE wie eine Explosion aus.



Zum Vergleich der baugleiche Reaktor 2. Beide Reaktoren waren beim Erdbeben in Betrieb und in beiden kam es zu einer Kernschmelze.

ShortVisit schrieb:Nachsatz: PU entsteht ja auch in signifikanten Mengen beim Abbrennen von Uran - Brennstäben, der Unterschied ist also bloss marginal.

Waffenfähig ist nur das PU Isotop 239 und davon findest du in abgebrannten BE nur im Promille Bereich. Den marginalen Unterschied erkennst du in den beiden Bildern. ;)

@bit

bit schrieb:Waffenfähig ist nur das PU Isotop 239 und davon findest du in abgebrannten BE nur im Promille Bereich. Den marginalen Unterschied erkennst du in den beiden Bildern. ;)

http://www.rz.uni-karlsruhe.de/~dg21/geochem0304/UPu.pdf (Archiv-Version vom 22.10.2004)

bit schrieb:Nenn es wie du willst, für mich sah das beim Reaktor 3 mit den MOX-BE wie eine Explosion aus.

Da hast Du aber sicherlich noch keine echte atomare Explosion gesehen ;)

@bit
äh ja das war die Knallgasexplosion?

Dafür müsste sich das zeug aber eben Konzentrieren

@Fedaykin

Fedaykin schrieb:Dafür müsste sich das zeug aber eben Konzentrieren

Ja. Und zwar mit ein paar hundert Metern pro Sekunde. Langsames Ansteigen der Konzentration (und da sind Sekunden bereits unheimlich langsam) führt bloß zu einem raschen Temperatur - Anstieg und sorgt damit (weil das Zeug zu kochen beginnt) für eine rasche Abnahme der Konzentration.

Das ist auch ziemlich erschreckend dieser Beitrag.
https://www.youtube.com/watch?v=EVLTWmh_uzE
Ironie
naja, dem braucht man wenigstens Weihnachten keine Lichter mehr, wenn man selber leuchtet.

Mal ne neue Doku

https://www.youtube.com/watch?v=nOvVmwgnAxQ