Atommüllentsorgung im Weltall – wohin?
Ich habe mich ja schon mal mit dem Thema beschäftigt, mehr von einem praktischen Gesichtspunkt aus. Heute ein mehr theoretischer Exkurs. Die Idee Atommüll im Weltraum zu entsorgen ist ja nicht neu. Es gab sie schon in den Siebzigern. Damals ging man sogar davon aus, dass es sich lohnt. Das ist natürlich begrenzt auf den richtig hochradiokativen Atommüll, also abgebrannte Brennstäbe, die aufgearbeitet wurden und eben das Material das dann noch üblich bleibt. Also das was bei uns auch im Endlager lagern soll. Das sind in Deutschland rund 16 t pro Jahr, also eine Menge die wir heute mit Trägerraketen ins All bringen können. Der gesamte leichtradioaktive und mittelradioaktive Abfall müsste zuerst aufgearbeitet und konzentriert werden. Das ist wahrscheinlich nicht lohnend und seine Radioaktivität ist auch deutlich geringer.
Neben der Menge ist ein wichtiges Kriterium, wie lange man es lagern muss. Die häufigste Zeit die ich vernommen habe sind 240.000 Jahre, das sind 10 Halbwertszeiten des langlebigsten Isotops im Müll, Plutonium-239 von 24110 Jahren, bei dem die Radioaktivität auf ein Tausendestel (genau 1/210 = 1/1024) absinkt. Jede Lösung im All muss also mindestens über diese Zeit stabil sein, sprich es muss gewährleistet sein, dass in dieser Zeit der Müll nicht mehr zur Erde zurückkommt.
Prinzipiell gibt es drei Lösungen:
- Wir lagern es in Umlaufbahnen um die Erde oder Sonne, die über diese Zeit stabil sind
- Wir lassen es hart auf einem Himmelskörper aufschlagen, der weit genug von uns weg ist.
- Wir bringen es auf einen Kurs bei dem es nie mehr zu uns zurückkommt.
Fangen wir mal mit dem ersten an. Das naheliegendes sind Erdumlaufbahnen. Ganz nahe Erdumlaufbahnen sind nicht gut geeignet. Die Atmosphäre bremst hier alles in auch für menschliche Maßstäbe kurzer Zeit ab. So wurde z.B. ROSAT 1990 in eine 580 km hohe Umlaufbahn gestartet. Ohne Korrekturmöglichkeiten sank er langsam immer weiter ab und steht nun 21 Jahre später vor dem Wiedereintritt. Allerdings nimmt die Dichte der Atmosphäre und damit ihr Abbremseffekt schnell ab, wenn man sich weiter von der Erde entfernt. Der passive Erdvermessungssatellit Lageos wurde bewusst in eine Umlaufbahn gestartet, die sehr geringen Störungen unterworfen ist, weil man durch Vermessung der Signallaufzeit von Laserstrahlen die Erdgestalt genau vermessen wollte. Seine Bahnhöhe von 6.000 km sollte über 8 Millionen Jahre stabil sein, wesentlich länger als die 240.000 Jahre die gefordert sind.
Entfernt man sich noch weiter von der Erde, so wird ihr Einfluss kleiner und andere Störeinflüsse, wie die von Mond und Sonne nehmen zu und die Lebensdauer nimmt wieder ab.
In den siebziger Jahren erschienen niedrige Umlaufbahnen als eine tolle Lösung, denn sie sind mit geringem Geschwindigkeitsbedarf erreichbar (für eine 6.000 km höhe Kreisbahn benötigt man aus einem 200 km Orbit nur zwei Manöver mit zusammen 2,1 km/s zusätzlicher Geschwindigkeit) und das noch schnell. Damals waren das Vorteile, denn wer weiß ob der heutige Atommüll dann nicht ein wertvoller Rohstoff ist (schon heute kann man ja in schnellen Brütern aus Abfall Energie gewinnen, nur ist diese Technologie doch recht umstritten). Heute spricht die zunehmende Verschmutzung des Weltraums mit Schrott gegen diese Überlegungen. Die NASA hatte diese Möglichkeit bei einer Studie daher auch nur auf Platz 5 gesetzt, wobei sie bewusst eine höhere Umlaufbahn in 55.000 km (jenseits der Umlaufbahn von GEO-Satelliten) als Ziel ansetzte.
Die Alternative sind Sonnenumlaufbahnen. Sofern diese die Erdbahn nicht kreuzen, besteht keine Kollisionsgefahr, jedoch verändern dann auch die anderen Planeten die Umlaufbahn über geologische Zeiträume. Die NASA hielt eine Umlaufbahn zwischen Erde und Venus für eine gute Lösung. Erde und Venus sind ungefähr gleich schwer, ihr Einfluss ist also bei gleichem Abstand gleich groß, was diese Umlaufbahn stabilisieren sollte. Bei einer Bahn zwischen Erde und Mars muss diese deutlich näher beim Mars liegen und bedingt durch die schweren Planeten jenseits von Mars besteht dann eher die Möglichkeit, dass der Müll auf den Mars auftrifft. Die NASA Referenzbahn in 0,85 AE Entfernung wäre über mindestens 1 Million Jahre stabil und erfordert einen Energieaufwand von 4,6 km/s zur Shuttle Umlaufbahn (3,3 km/s um die Erde zu verlassen und 1,3 km/s um die Bahn zu zirkularisieren). Das ist nicht viel mehr als für eine 55.000 km hohe Erdumlaufbahn (4 km/s), allerdings kommt man nun nicht mehr so einfach an den Müll heran. Er wäre dann wirklich für immer weg. Sie war der Sieger der NASA Selektion bei den Möglichkeiten.
Platz 4 der NASA Untersuchung war eine Mondumlaufbahn, die etwas höhere Geschwindigkeiten (4,25 km/s), mindestens drei Schubmanöver erfordert und bei der es Bedenken hinsichtlich der Langzeitstabilität gab.
Das leitet über zu den zweiten Möglichkeiten. Er entspricht so dem menschlichen Prinzip den Müll woanders (Wald, Nachbarn) einzuladen. Das naheliegendste ist der Mond. Mit 3,1 km/s mehr zur Erdumlaufbahn bringt man Müll auf einen Kollisionskurs. Er schlägt drei Tage später mit rund 2,5 km/s auf dem Mond auf. Das Problem ist dabei, dass Teile davon auch die Mondfluchtgeschwindigkeit erreichen und wieder auf der Erde landen können. So kamen wir auch zu Meteoriten vom Mond. Also müsste man es weich landen, wobei man das dann besser auf der Rückseite macht, dann treffen uns nicht mal die Strahlen und wenn er durch Meteoriten beschädigt wird, ist die Gefahr auch geringer. Dazu benötigt man rund 6,1 km/s und es sind mindestens fünf Manöver nötig. Bei den anderen Möglichkeiten waren es nur zwei. Zudem ist es organisatorisch sehr aufwendig: Auf der Mondrückseite hat man keinen direkten Funkkontakt. Die NASA Studie sie auf Platz 2 ein. Das Depot wäre dann in ferner Zukunft leicht erreichbar und man könnte den Müll leicht wieder bergen.
Die Gefahr das was bei einer direkten Kollision zurückkommt besteht auch beim Mars. Bei der Venus ist sie durch die dichte Atmosphäre nicht gegeben. Dorthin benötigt man nur 3,5 km/s, aber damit man sie gezielt erreicht, muss man die Bahn aktiv verändern. Die anderen Planeten (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) erfordern noch höhere Geschwindigkeiten und auch Reisezeiten und auch hier muss die Bahn über Jahre aktiv kontrolliert werden.
Die Kollision mit der Sonne selbst erfordert noch deutlich höhere Geschwindigkeiten und eine gute Abschirmung, schließlich will man verhindern, dass der Atommüll vorher verdampft und in einer Umlaufbahn welche die Erde streift, wieder auskristallisiert. Die 24 km/s die man heute benötigt, sind heute technisch nicht erreichbar. Dafür wäre nur ein Schubmanöver nötig. Möglich ist der Umweg über Jupiter, also Jupiter lenkt die Bahn so um, dass der Müll in die Sonne stürzt. Nur kann man ihn dann auch gleich in den Jupiter stürzen lassen. Zum Jupiter benötigt man rund 6,6 km/s relativ zu einer niedrigen Erdumlaufbahn. Der direkte Sturz in die Sonne kam so nur auf Platz 6 bei der erwähnten NASA Untersuchung.
Das letzte ist der Weg auf Nimmerwiedersehen. Wir kennen das ja auch auf der Erde. Einfach den Müll auf hoher See mal kurz auskippen…. Damit dies klappt, muss man nicht nur die Fluchtgeschwindigkeit der Erde überwinden (sonst erreicht man nur eine Sonnenumlaufbahn, welche regelmäßig die Erdbahn kreuzt), sondern die Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem. Das sind rund 8,8 km/s relativ zur Erde. Dann verschwindet der Müll wirklich für immer, vielleicht landet er mal auf einem anderen Stern, aber viel wahrscheinlicher ist, dass er seine Runde um das Zentrum der Galaxis zieht. Der Riesenvorteil dieses Konzepts, ist das nur ein Schubmanöver nötig ist also, die Zündung in der Erdumlaufbahn. Eine einfache Raketenstufe reicht aus, während bei allen anderen Manövern mindestens eine weitere Zündung nach Stunden bis Monaten erforderlich ist. Das vereinfacht vieles und macht es auch billiger und zuverlässiger. Diese Möglichkeit kam auf Platz 3 bei den NASA Untersuchungen.
Hier nochmal eine Zusammenfassung der Möglichkeiten. Zu den Geschwindigkeiten ist zu sagen, dass 4 km/s in etwa einer Reduktion der Nutzlast auf ein Viertel entspricht. Entsprechend sinkt sie bei höheren Geschwindigkeiten leicht exponentiell ab. Die bisher höchste Geschwindigkeit die eine Raumsonde direkt von der Erde aus erreichte waren 16,9 km/s bei New Horizons. Das sind 9,1 km/s mehr in einer Erdumlaufbahn. Die Nutzlast der Atlas 551 nahm dabei von 20.520 kg in eine Erdumlaufbahn auf rund 490 kg ab.
| Beschreibung | Platz | Geschwindigkeit |
|---|---|---|
| Sonnenumlaufbahn zwischen Erde und Venus in 127,2 Millionen km Entfernung | 1 | 4,60 km/s |
| Depot auf der abgewandten Mondoberfläche | 2 | 6,05 km/s |
| Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnenumlaufbahn | 3 | 8,80 km/s |
| Mondumlaufbahn | 4 | 4,25 km/s |
| Erdumlaufbahn in 55.000 km Höhe | 5 | 4,00 km/s |
| Direkter Sturz in die Sonne | 6 | 24,00 km/s |
Quelle: Analysis of space systems study for the space disposal of nuclear waste study report. (mehrere Bände)
Platz 0: Geostationärer Orbit in Höhe von 0km – in einem Kernreaktor.
Plutonium ist spaltbar …
Ist ja nett gemeint, aber bei einer Zuverlässigkeit der Trägerraketen von 99% ein tödliches Risiko. Das Risiko trifft dann nicht nur 3-6 Astronauten, sondern ein großes Gebiet auf der Erde.
….vermutlich eine der teuersten Formen von Russisch Roulette.
Bei entsprechender Abschirmung ist auch der Transport sicher. RTG überstehen ja auch heute eine Explosion einer Trägerrakete. Geplant war mit einem Shuttle nur etwa 1,25 t Müll pro Flug zu deponieren. der Müll würde also weniger als ein Fünftel der Nutzlast ausmachen. Der Rest entfällt auf den Schutzbehälter.
Weder ein Endlager auf der Erde noch eines im All halte ich für derzeit sinnvoll. Niemand kann für geologische Zeiträume die Sicherheit eines Endlagers gewährleisten, den Müll direkt in die Sonne schießen wäre vielleicht ein guter Ansatz. Aber ein Raketenstart ist immer ein kalkuliertes Risiko und im Katastrophenfall unkalkulierbar, wenns um hochradioaktiven Müll geht.
Ein zugängliches Zwischenlager halte ich für die vernünftigste Lösung. Vielleicht findet sich in den nächsten 50 bis 150 Jahren eine gute Verwertungsmöglichkeit für Atommüll oder die Raumfahrt hat sich weiterentwickelt um den Müll z.B. in die Sonne zu schießen.
Wenn man in einer Aufbereitungsanlage die Spaltprodukte von den Aktivierungsprodukten trennt (Plutonium ist davon der prominenteste und wichtigste Vertreter), dann kann man die Spaltprodukte (mit einigen Verunreinigungen) nach 200-300 Jahren relativ verantwortungsvoll endlagern. Deren Radiotoxidität ist dann auf dem Niveau von dem Natururan aus dem die Brennstäbe entstanden.
Voraussetzung ist natürlich 1) die Aufbereitung und 2) die Spaltung der Aktivierungsprodukte in nicht-moderierten Reaktoren. (Sonst bleiben die übrig und das Endlagerungskonzept ist keines mehr.)
Moderierte Reaktoren haben keinen ausreichenden Überschuss an Neutronen um die Aktivierungsprodukte in spaltbare Produkte umzuwandeln und zu spalten. Irgendwann fangen die nicht spaltbaren Aktivierungsprodukte in solchen Reaktoren zu viele Neutronen ab, so dass irgendwann selbst dann keine Kettenreaktion mehr zu stande kommen kann, wenn alle Spaltprodukte entfernt wurden.
In nicht-moderierten Reaktoren stellt sich dagegen ein dynamisches Gleichgewicht der verschiedenen Isotope im Reaktor ein – sie werden also nach und nach vollständig gespalten. Vorausgesetzt, dass die Spaltprodukte regelmäßig entfernt werden.
„Abschirmung ist auch der Transport sicher“
Möchte ich bezweifeln.
Hier die Testbedingungen für CASTOR Behälter:
Aufprall aus 9 m Höhe auf ein unnachgiebiges Fundament
Aufprall aus 1 m Höhe auf einen 15 cm dicken Stahldorn
Feuer (30 Minuten bei 800 Grad C)
Druck von 20 m Wassertiefe über acht Stunden
Druck von 200 m Wassertiefe über eine Stunde
Bereits einen Sturz aus wenigen 100 m Höhe dürfte er wegen der wesentlich höheren Fallgeschwindigkeit schon nichtmehr überstehen.
Auch die 800 Grad C sind wenig realistisch, da das Normfeuer, mit bei dem bei normalen Gebäuden gerechnet werden muss schon 1000 Grad erreicht.
Mein Favorit bei der Atommüllentsorgung im Weltall ist ja der direkte Flug in die Sonne. Allerdings bin ich dabei auch schon darauf gekommen, das der Müll in Form von, bzw. mit dem Sonnenwind wieder zurück kommen könnte. Deshalb wäre meine Idee, den Müll über den Polen der Sonne in selbige zu schicken. Wenn sich die Schutzbehälter samt Inhalt dann in der Sonnenatmosphäre auflösen, werden die Einzelteile relativ senkrecht zu den Planetenbahnebenen ins All geschleudert. Damit dürfte er relativ sicher von der Erde entsorgt sein.
Allerdings ist mir mal wieder nicht klar, wieso diese hohe Geschwindigkeit nötig ist, um direkt in die Sonne zu fliegen.
Platz 2 wäre für mich ein Flug aus dem Sonnensystem heraus, am besten auch möglichst senkrecht zur Bahnebene der Erde, was sich durch ein Swing-by Manöver am Jupiter erreichen liesse.
Das Zeug in den Jupiter selbst zu schicken halte ich dagegen für keine so gute Idee, da die Menschheit diesen mittelfristig sicherlich noch näher untersuchen wollen wird, als es bisher möglich ist. Dann könnte sich der Müll als Hindernis erweisen, bzw. Daten verfälschen, die ansonsten anders ausfallen würden. Möglicherweise sind diese Effekte nicht sehr gross, aber bevor man erst weitere Generationen lang forschen müsste, um sie nachweisen und heraus rechnen zu können, sollte man die Kontamination besser gleich sein lassen!
Schlisselich wäre noch die Möglichkeit, den Müll zum Mond zu schicken. Dann aber bitte nicht durch einen Aufschlag per „kontrolliertem Absturz“, sondern mittels eines Landers, der den Müll innerhalb eines genau definierten Areals absetzt, so das man ihn in späteren Zeiten auch wieder problemlos bergen kann, falls es nötig wird.
Hans:
„Allerdings ist mir mal wieder nicht klar, wieso diese hohe Geschwindigkeit nötig ist, um direkt in die Sonne zu fliegen“
Hat der Müll die Erde verlassen, so befindet er sich zunächst mehr oder weniger zusammen mit der Erde in einem Orbit um die Sonne. Er muss also im Prinzip diese Umlaufgeschwindigkeit abbauen, um in die Sonne zu stürzen, und die Erde bewegt sich mit knapp 30km/s um die Sonne.
Um auf einen Sonnenpol zu stürzen, wäre noch mehr Geschwindigkeitsänderung nötig, da der Müll dann auch noch die Bahnebene der Planeten verlassen muss. Das würde wiederum ein Swing-By an Jupiter erfordern. Falls ich hier jetzt Blödsinn erzählt habe, möge mich bitte jemand korrigieren!
Interessant wäre vielleicht noch, wie diese Studie ausgesehen hätte, wenn damals schon Ionenantriebe zur Verfügung gestanden hätten. Wenn der Müll noch genug Wärme produziert, kann man damit ja auch gleich die RTGs für die Antriebe betreiben.
Im Umgebung vom Jupiter hat so eine starke Strahlung, da spielt es keine Rolle, ob ein paar Tonnen hoch radioaktives Material dazukommen.
Auch wenn die Ladung im Jupiter versenkt, sie würde dann über den kompletten Planet verstreut und verdünnt. Es wäre schwierig das ganze dann überhaupt zu messen.
Eine grundsätzliche Frage zum Thema Weltraumentsorgung: Hat jemand schon mal die Energiebilanz durchgerechnet?
Also die Primärenergie zur Herstellung der Raketentreibstoffe, der Rakete selber, des Schutzbehälters, im Vergleich zu der Elektroenergie die entsprechend der entsorgten Menge Atommüll im Kraftwerk erzeugt wurde?
Ich habe das Gefühl daß die Energiebilanz sehr schlecht bzw. sogar negativ ausfallen könnte, was die ganze Sache absurd macht.
@ Bernd: Was ist mit Aufschlag auf Merkur? (die Venus will man ja möglicherweise nicht kontaminieren) Und was ist mit den Lagrange-Punkten L4 und L5 der Erde? Wie hoch ist da der Energieaufwand? L4 und 5 sollen ja stabil sein.
Im übrigen sollte man Atommüll-Raumkapseln immer als Forschungssonde gestalten und mit dem Plutonium grundsätzlich mal eine starke Energieversorgung über RTG betreiben. Das wird besonders attraktiv wenns ins äußere Sonnensystem geht.
Noch eine Frage: Warum taucht im NASA-Ranking nicht das Versenken im Jupiter auf? Wo es doch nur 6,6km/s Mehraufwand ist, und außerdem sicherer als das Versenken in der Sonne (wo wir das Verdampfungsproblem lange vor Eintritt haben)
Mit Fallschirmen abgebremst könnte man auch eine schöne Eintauchsonde damit basteln die die Atmosphäre bis einige 100bar Tiefe untersucht und der Atommüllbehälter bis zur Schmelzgrenze intakt bleibt. Die flüssige Schmelze wird dann aufgrund der deutlich höheren Dichte ggü des Jupitermaterials langsam Richtung Kern wandern.
Also zu den Fragen. Die Studie ist ja sehr alt und stammte noch aus der Zeit als ein neues Trägersystem die Transportkosten auf ein Hundertstel reduzieren sollte (heute sind wir weiter – die Falcon 9 verspricht ja ein Tausendstel….)
Bei Jupiter muss man aktiv den Kurs kontrollieren nachdem ein Start erfolgte, damit es nicht an ihm vorbeirauscht und dann zurück zu uns ….
Merkur hat das gleiche Problem und braucht fast genauso viel Energie wie Jupiter.
Die Librationspunkte sind alle metastabil, das bedeutet dass ohne laufende Kurskorrekturen innerhalb von wenigen Jahren auch hier Raumsonden diese verlassen. Ansonsten wären sie leicht erreichbar (ca 3,2 km/s zusätzlich zu LEO).
Die Energiebilanz sieht so aus, dass ein 1 GW Reaktor pro Jahr 30 t Brennelemente erzeugt. Im Purex Verfahren zieht man alle noch verbleibenden Elemente heraus und erhält so pro Tonne noch 40 kg hochradioaktiver Atommüll, denn man entsorgen müsste.
Ein Start des Systems hätte bei 30 t LEO Nutzlast 1,25 t dieses Abfalls entsorgt, also in etwa das was ein Kernreaktor pro Jahr produziert.
Die NASA errechnete einen Preis von 0,211 ct/kwh wenn man die 30 t entsprgt oder 0,01 ct/kwh wenn nur der hochradioaktive Müll entsorgt wird.
Der Start des Trägersystems mit wiederverwendbarer! Oberstufe sollte dabei 40 Millionen kosten und es wurde von 4.300 t Kernabfall bzw 175 t hochradioaktivem Abfall pro Jahr ausgegangen (was rund 150 Kernkraftwerken entsprach – ich liebe die NASA Studien um die Nützlichkeit des Shuttles zu beweisen….)
wers kürzer nachlesen will: Jescon von Puttkammer, der erste Tag der neuen Welt S. 245-257.
Aha, der erste Satz sagt alles: „Also zu den Fragen. Die Studie ist ja sehr alt und stammte noch aus der Zeit als ein neues Trägersystem die Transportkosten auf ein Hundertstel reduzieren sollte“ Das war auch die Zeit, in der in 20 Jahren atomreaktor-betriebene Ackerlschlepper über die Felder fahren sollten und die Fusionskraftwerke in den Startlöchern standen.
Rechnen wir den Euphorismus-Faktor 100 wieder heraus, so würde die Weltraum-Entsorgung momentan mit zusätzlichen 21ct/kWh zu Buche schlagen. Von der zusätzlich schlechteren CO2-Bilanz möchte ich gar nicht reden. (Produktion von LOX/Hydrogen? Produktion der Rakete? (Aluminium!))
Noch mal zu den Lagrange-Punkten: Laut Wikipedia soll L4/L5 (also exakt auf Erdbahn und 60° vor/hinter der Erde) stabil sein und es wurde auch ein Erdbegleiter (300m Durchmesser) dort entdeckt.
Wie alt die Studie ist davon kann man sich durch das Klicken auf die Quellen leicht überzeugen. Aber Du weist ja, nun gibt es bald eine Trägerrakete die für 50.000 $ den Job macht für den die NASA damals noch 40 Millionen ansetzte. Also musste du eher um den Faktor 100 teilen…
Bei den Lagrangepunkten ist es so, dass in geologischen Zeiträumen alle semistabil sind. Vor allem wenn wie beim Erde/Mondsystem die beiden Himmelskörper fast gleich groß sind und die Abstände klein. Anders sieht es beim System Jupiter-Sonne mit entsprechend größeren Distanzen und Masseunterschieden aus. Für Jahrmillionen würde ich da nichts deponieren.
Atommüll ist nicht einfach zu entsorgen, im Orbit oder Weltraum schon gleich gar nicht. Beispiel Cäsium: Cäsium-137 ist einer der nervigsten Strahler mit für unser Leben relevanter Halbwertszeit (30 Jahre). Aber es gibt auch das Cäsium-135, von dem sogar noch etwas mehr entsteht, als von Cäsium-137, und das 2,3 Mio. Jahre Halbwertszeit hat.
Eine nach 20-Cäsium-135-Halbwertszeiten gut „abgelagerte“ Cäsium-Fraktion des Atommülls strahlt dann also nicht mit 1 Millionstel der Ausgangsaktivität (entsprechend (1/2)^20), sondern mit dem 16-fachen davon. Und die Radioaktivität nimmt auch kaum weiter ab, da ja nun das Cäsium-135 dominiert.
Plutonium im schnellen Reaktor zu verbrennen, wird seit Jahrzehnten von der Nuklearlobby versprochen. Derzeit gibt es noch nicht einmal einen Reaktor, der das Zeug verbrennt, ohne gleichzeitig neues zu erbrüten. Irgendwo müssen die 2,X Neutronen ja hin, die pro Spaltung erzeugt werden; nur eines wird für die Spaltung verbraucht.
Selbst, wenn es gelingt, einen reinen Plutonium-Verbrauchs-Reaktor zu bauen, ohne, dass dieser massenhaft andere Neutronen-aktivierte radioaktive Elemente liefert: Auch dessen Müll wird nach einiger Zeit durch die Wiederaufbereitung laufen müssen, um den Verlust an Reaktivität auszugleichen. Mit jedem Zyklus nimmt aber der Gehalt an den sehr problematischen höheren Transuranen (teils sehr kleine kritische Masse, kurze Halbwertszeiten und somit hohe Radioaktivität schon des „unverbrannten“ Kernbrennstoffs usw.) zu.
Hinzu kommt das Problem, das zu schnelle Reaktoren eine der wichtigsten Selbststeuerungen verlieren, nämlich die Tatsache, dass die Reaktivität gegenüber thermischen Neutronen mit der Temperatur abnimmt. Dadurch stabilisieren sich herkömmliche Reaktoren sehr gut selber, aber schnelle Reaktoren nicht. Man plant dann, diese unterkritisch zu betreiben und per starker Neutronenquelle (Spallation) ständig Neutronen nachzuliefern. Somit stellt sich erst recht die Frage nach dem „Wohin“ mit den Überschussneutronen, wenn man nicht wieder Uran-238 zu Plutonium-239 verwandeln will.
Kai
ich möchte doch noch einmal auf den einen Kommentar zurückkommen: „..Warum taucht im NASA-Ranking nicht das Versenken im Jupiter auf? Wo es doch nur 6,6km/s Mehraufwand ist, und außerdem sicherer als das Versenken in der Sonne (wo wir das Verdampfungsproblem lange vor Eintritt haben)..“. Das würde doch das Problem wirklich lösen wenn „….der Atommüllbehälter dann bis zur Schmelzgrenze intakt bliebe ….und …..die flüssige Schmelze dann aufgrund der deutlich höheren Dichte ggü des Jupitermaterials langsam Richtung Kern wanderte?“ Ist das nicht ein vernünftiger Vorschlag, der anders als beim Schuss in die Sonne scheinbar doch gar keine Gefahr darstellte?
Mir will aber der Gedanke nicht aus dem Kopf das ein Schuss in die Sonne eigentlich doch am wirtschaftlichsten sein müsste (bei Ausklammern der angeblichen Gefahr das nach Verdampfung dieser wieder auf uns wieder zukommen würde, was ich mir gar nicht vorstellen kann?), da wie oben angemerkt, der Kreisumlauf um die Sonne allein durch Verlangsamung erreicht wird, wenn dann die Erdflucht erfolgreich war. Liege ich hier völlig falsch?
Ich vermute der Ausschluss lag an logistischen Problemen. Zum einen gibt es zu Jupiter nur Startfenster alle 13 bis 14 Monate, also nicht dauernd. Zum anderen haben alle Lösungen den Vorteil das das Gefährt das sie dort hinbringt maximal einige Tage aktiv sein muss – es befindet sich schließlich direkt neben strahlendem Atommüll, der nicht besonders gut für die Elektronik ist. Bei Jupiter wären etliche Nachkorrekturen über ein bis zwei Jahre der Reisezeit nötig.
Vor allem aber scheint diese Studie Swing-Bys, die damals ja gerade erst eingeführt wurden, gar nicht berücksichtigt zu haben, denn sie ging ja auch vom direkten Sturz in die Sonne aus nicht über den Umweg über Jupiter.
Prima, Also können Sie sich das auch vorstellen, da die Sonnenlösung weniger Schwierigkeiten macht, zum einen durch die Reduktion der Korrekturfähigkeitsdauer auf wenige Tage nach dem Start, und zum anderen durch Ausnutzung einer swingby-Beschleunigungen (des Jupiters?). Und heisst das auch das der Vorteil einer scheinbar sichereren Versenkung im Jupiter in Kombination mit den engen Startfenstern aufgehoben wird, durch das einfachere Sonnenverfahren, wenn das „Verdampfung-und Rückschleuderungsthema“ nicht mehr gelten sollte, oder ist das sogar schon durch neue Erkenntnisse weg?
Wie lange würde dann eigentlich so ein Flug in die Sonne dauern ab Startpunkt und wo läge heute dessen KG Nutzlast-Preis, ist das bekannt?
Sie sollten den Artikel wirklich genau durchlesen. Er basiert auf Studien der NASA vor dem Jungfernflug des Space Shuttles, als man nach alternativen Verwendungsmöglichkeiten für diesen und die geplanten häufigen Flüge suchte. Niemand hat seitdem ernsthaft eine solche Atommüllentsorgung geplant.
Ich kann mir viel vorstellen, würde das aber nicht verfolgen, wenn man es macht dann aber wohl am ehesten in einer hohen Erdumlaufbahn. Erfordert vergleichsweise wenig Aufwand und man kommt wenn etwas sein sollte noch an den Müll ran.
Die 24 km/s erreicht man nie und nimmer auf normalem Wege. Der Rekord liegt derzeit bei 8,8 km/s und da blieben von 20 t in der Erdumlaufbahn gerade mal noch 500 kg übrig.
danke für prompte Antwort. Bis zum nächsten Mal.