Warum schießen wir den ganzen Müll nicht ins All?

@ShortVisit

Die Zerfallswärme darf auf keinen Fall vernachlässigt werden. Betrachten wir beispielhaft eine Tonne Plutonium-239 (natürlich aufgeteilt auf kleine Portionen, um keine Probleme mit der kritischen Masse zu bekommen ...). Bei einer Aktivität von 2.3E+12 Bq/kg und einer Zerfallsenergie im ersten Zerfallsschritt von knapp 5.2 MeV erhalten wir eine eine Heizleistung von fast 2 kW - und das alleine für den ersten Zerfallsschritt! Noch extremer ist der Effekt beim kurzlebigen Isotop Plutonium 238 (HWZ ~ 88 yr), wo sich die Heizleistung auf 450 Watt pro Kilogramm Material (!) beziffern lässt.

Im Bereich von einigen hundert bis einigen tausend oder zehntausend Jahren Halbwertszeit spielt die Zerfallswärme also durchaus eine Rolle - stellt uns jedoch nicht vor allzu große Probleme.

Anbei noch etwas zum Weltraumlift; die NASA hat da ein Projekt am Laufen. Wie ShortVisit richtig festellt, ist jedes uns bekannte Seil/Material untauglich, wegen Eigengewicht/Zugfestigkeit.

Aufwind hat das Projekt nun bekommen da man glaubt ein Seil aus "Kohlenstoffnanoröhren" könnte die Lösung sein. Diese Kohlenstoffnanoröhren haben ein 100 mal besseres Verhältnis von Zugfestigkeit zu Gewicht als Stahl. Diese Nanrörchen sind heute herstellbar. Das Problem aber besteht darin sie zu verweben, damit daraus ein dickes Seil wird, ohne dass die Festigkeit der einzelen Röhrchen leidet und noch keiner hat es geschaft ein langes Seil herzustellen.

@SKEPTIKER123

Die Zerfallswärme darf auf keinen Fall vernachlässigt werden. Betrachten wir beispielhaft eine Tonne Plutonium-239 (natürlich aufgeteilt auf kleine Portionen, um keine Probleme mit der kritischen Masse zu bekommen ...). Bei einer Aktivität von 2.3E+12 Bq/kg und einer Zerfallsenergie im ersten Zerfallsschritt von knapp 5.2 MeV erhalten wir eine eine Heizleistung von fast 2 kW - und das alleine für den ersten Zerfallsschritt! Noch extremer ist der Effekt beim kurzlebigen Isotop Plutonium 238, wo sich die Heizleistung auf 450 Watt pro Kilogramm Material (!) beziffern lässt.

Der Hauptanteil des Plutoniums ist 239Pu. Gut, das erwärmt sich geringfügig (hängt vom Wärmewiderstand der Umgebung und dem Verhältnis Volumen/Oberfläche ab) bei Portionen von 1 Kg und einer Zerfalls - Leistung von 2 Watt/Kg ist das harmlos und wird wohl kaum ausreichen, sich die Finger zu verbrennen. In der weiteren Zerfallsreihe sind Isotope mit kurzer Halbwertszeit vorhanden, diese entstehen aber beim Zerfall des 239Pu und sind daher jeweils nur in sehr geringen Mengen vorhanden.

Was die Wärme - Entwicklung betrifft sind die Elemente kritisch, die bereits bei der Einlagerung in nennenswerter Menge vorhanden sind und kurze Halbwertszeiten haben. Diejenigen, die sich beim Zerfall de 239Pu bilden tragen nur sehr wenig bei, weniger auf jeden Fall als der erste Zerfalls - Schritt, da sie ja erst durch diesen gebildet haben und quasi "sofort" wieder zerfallen.

239Pu zerfällt zu 235U. Egal wie schnell dieses 235U zerfällt - es ist immer maximal die Menge vorhanden, welche beim Zerfall des 239Pu entstanden ist. Folglich kann diese 235U, selbst wenn es sofort zerfiele, maximal nochmals die Energie liefern, die der Zerfall des 239Pu liefert.

@mayday

mayday schrieb:Aufwind hat das Projekt nun bekommen da man glaubt ein Seil aus "Kohlenstoffnanoröhren" könnte die Lösung sein. Diese Kohlenstoffnanoröhren haben ein 100 mal besseres Verhältnis von Zugfestigkeit zu Gewicht als Stahl. Diese Nanrörchen sind heute herstellbar. Das Problem aber besteht darin sie zu verweben, damit daraus ein dickes Seil wird, ohne dass die Festigkeit der einzelen Röhrchen leidet und noch keiner hat es geschaft ein langes Seil herzustellen.

Ich hab's vorher schon geschrieben - auch die Kohlenstoff - Nanoröhren reichen bei Weitem nicht für einen geostationären Orbit in 35 000 Km Höhe aus (immer noch um einen Faktor 10 zu wenig).

Und geostationär _muss_ der Orbit sein, sonst wird das Seil schon in der ersten Zehntelsekunde abgefetzt :)

ja habs grad gelesen, da von dir, auf der vorherigen Seite, war aber schon zu spät für mich xD
allerdinhsgs wurde das Problem sicherlich erkannt und dennoch ist die Idee nicht tot
Wikipedia: Weltraumlift

SKEPTIKER123 schrieb:Warum zur Hölle eine schwimmende Lagerung ??? Ich sehe im Vergleich zu einer oberirdischen Lagerung bzw. einer Lagerung in geringen Tiefen an abgelegenen Orten dieser Erde keine Vorteile, sondern nur Nachteile und zusätzliche Probleme.

Hab auch nie behauptet dass das besser waere, nur gegenueber der Weltraumentsorgung. Es haette allerdings den Vorteil, dass man aufeinmal mehr Orte hat, wo man das Zeug lagern kann und keine Probleme mit Grundwasser etc. bekommt. Und waere allemal besser als direkt ins Meer kippen.

Am Schluss wird eh der Kostenfaktor drueber entscheiden. Die Frage waere dann auch, wie teuer ist ein Transport zum globalen Endlager+Lagerung vs. ins Meer vor die eigene Haustuer packen/kippen.

@ShortVisit

Das Plutonium-239 war nur ein Beispiel für ein Element mit moderater Halbwertszeit, die aber bereits in einer nicht vernachlässigbaren Zerfallswärme resultiert. Allerdings gehört Plutonium-239 nicht unbedingt zu den Materialien, die typischerweise in ein Endlager gehören. Eine große Zahl an Isotopen der Endlager-Kandidaten Americium und Curium besitzen höhere Aktivitäten und stellen entsprechend höhere Anforderungen an die Kühlleistung. Persönlich halte ich dies jedoch für kein allzu großes technisches Problem.

@SKEPTIKER123

Ich auch nicht. Die schneller zerfallenden Isotope erzeugen mehr - zum Teil gefährliche Mengen - an Wärme, aber durch die Kürzere Halbwertszeit ist eben die notwendige aufwändige Lagerung zeitlich in überschaubarem Rahmen und umfasst nicht geologische Zeiträume.

In den Abklingbecken müssen die Brennstäbe ja auch nicht ewig liegen bis sie endgelagert werden können. Was ich sagen will: Kritische Lagerzeit nicht hunderttausende von Jahren, sondern eher etwas in der Größenordnung von Jahrhunderten. Und damit technisch durchaus lösbar.

Gibt es noch andere pysikalische Möglichkeiten die derzeit aber nicht angwendet werden um Uran kontrolliert ausstrahlen zu lassen oder wiederverwendbar zu machen? Ich meine abgesehen vom bekannten Plurex Verfahren?

@ShortVisit

Sehe ich genauso. Mit Hilfe der Transmutation könnte die Lagerzeit auf überschaubare Zeiträume reduziert werden, womit man auch von den wahnwitzigen Plänen der Untertagelagerung absehen könnte - im Prinzip bin ich da zuversichtlich.

Was den chemischen Abfall betrifft, plädiere ich für die Holzhammermethode: Erhitzen, bis das Zeug sich in seine atomaren Bestandteile zerlegt, anschließend kontrolliertes Trennen. Sicher ist dies mit einem hohen Energiebedarf verbunden - aber wer den Kram in die Welt setzt, der muss eben auch dafür haften.

@SKEPTIKER123
@ShortVisit

Wie Stralungsdicht bekommt man den solche Castordinger?

Ich denke die Restwärme könnte man über Piezoelemente ableiten und ein wenig Strom gewinnen für das Stereo für den Lagerristen. ;)

Gruß
Mailo

@Mailo

Alpha- und Betastrahlung werden vollständig abgeschirmt, es verbleibt lediglich eine schwache Bremsstrahlung. Die Gamma-Strahlungskomponente hingegen erfordert, bei entsprechend hoher Aktivität des Materials, bereits meterdicke Beton- oder Bleiverkleidungen.

All dies jedoch stellt kein Problem dar, wenn das Material in geringer Tiefe an unbewohnten, abgelegenen Orten eingelagert wird.

@SKEPTIKER123

SKEPTIKER123 schrieb:All dies jedoch stellt kein Problem dar, wenn das Material in geringer Tiefe an unbewohnten, abgelegenen Orten eingelagert wird.

Mist.
Und ich hatte mich schon als Hausmeister auf meiner Lagerinsel in der Südsee gesehen. :(

Naja vielleicht wird das ja bald mit den Dünnbesiedelten Gebieten eng. ;)

Gruß
Und erholsame......
Quatsch!
Aufregende Nacht euch Allen.
Mailo

@Mailo

Mailo schrieb:Ich denke die Restwärme könnte man über Piezoelemente ableiten und ein wenig Strom gewinnen für das Stereo für den Lagerristen.

Nicht Piezo - Elemente sondern Thermoelektrische Generatoren. Das Problem dabei dürfte die Notwendigkeit einer Temperatur - Differenz am Thermo - Element sein, da die beiden Metalle, aus denen das Element besteht, ja einander berühren müssen.

Da käme wohl eher ein Stirling - Motor mit angekoppeltem Generator in Frage. Obwohl - ein solcher wäre natürlich im verstrahlten Bereich und damit würde die Wartung problematisch.

Jedenfalls sind beide Ideen realistischer als ein Weltraum - Lift oder eine Kanone. Die NASA - Seite über den Lift aus dem Jahr 2000 ist übrigens inzwischen weitgehend tot - die dort verlinkten Seiten gibt es anscheinend nicht mehr:

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2000/ast07sep_1/ (Archiv-Version vom 13.12.2012)

Zum Lift stellt sich noch folgende Frage:

ShortVisit schrieb:Kevlar hat eine Reisslänge von 256 Km wir brauchen aber 35000 Km

Man rechnet mit irdischen Größen die Reißlänge aus. Durch die Fliehkraft, die die obere Plattform aufbringt, lastet ja auch einiges an Gewicht an ihr. So genau kenne ich mich nicht aus, aber das verändert die Reißlänge doch sicherlich in unserem Sinne?!

Davon abgesehen müßte es doch möglich sein, die Atomkerne mit Protonen oder Neutronen "anzureichern", damit daraus ein anderes, nicht radioaktives Element wird?!

@Hammelbein
es ist zu teuer

und der ganze weltraumschrott würde unsere satelitten runterhohlen

den müll den wir in unserer umlaufbahn gelassen haben ist ja jetzt schon stellenweise problematisch.

deswegen probiert man ausgediente satelite normalerweise auch in der atmosphäre verglühen zu lassen anstatt sie abzuschiessen.

@Grymnir

Grymnir schrieb:Man rechnet mit irdischen Größen die Reißlänge aus. Durch die Fliehkraft, die die obere Plattform aufbringt, lastet ja auch einiges an Gewicht an ihr. So genau kenne ich mich nicht aus, aber das verändert die Reißlänge doch sicherlich in unserem Sinne?!

Das ist so weit schon richtig. Aber Du musst einrechnen, dass der Schwerpunkt der ganzen Anlage sich auf einer geostationären Bahn befinden muss, das heißt, man braucht weit außerhalb der geostationären Plattform ein Gegengewicht und damit wird das benötigte Seil noch weit länger als die 35 000 Kilometer.

Von den Problemen, das ganze zu stabilisieren will ich lieber gnädig schweigen :)

@ShortVisit
cool ihr seid beim thema Weltraumlift.

die idee war in den 70ern sehr beliebt.

das problem wäre aber vor allem das seil. Mit modernen anotubes könnte man vieleicht ein unglaublich teures sil herstellen mit dem das ganze möglich wäre.

interessanter für günstiges ins all verklappen wäre aber die gute alte Schleudermethode die auch genutzt wird. dabei hat man mehrere sateliten in der umlaufbahn mit einem seil. die last wird dann von seil zu seil gereicht und dann ins all geschleudert

Wikipedia: Space Tether

natürlich bekommt man damit noch lange nicht seinen müll von der Erde weg.

wir sollte uns aber auch Fragen: wollenw ir unseren ganzen Müll los werden? was heute noch Müll ist kann morgen schon wieder ein wichtiger Rohstoff sein oder den menschen der Zukunft Daten aus unserer Zeit liefern

@james1983

Lies Dir bitte die letzten fünf Seiten durch, mit Ausnahme der Space Tether wurde das alles schon behandelt. Aber vielleicht fällt Dir noch etwas auf, das Korrektur - bedürftig ist.

Das ist so weit schon richtig. Aber Du musst einrechnen, dass der Schwerpunkt der ganzen Anlage sich auf einer geostationären Bahn befinden muss, das heißt, man braucht weit außerhalb der geostationären Plattform ein Gegengewicht und damit wird das benötigte Seil noch weit länger als die 35 000 Kilometer.

Wie wärs mit einem Graphenband? Ein Band aus Graphen mit konstanter Querschnittsfläche würde in der Höhe der geostationären Umlaufbahn von 35.786 km über dem Erdäquator erst zu 87 % seiner Reißfestigkeit belastet werden..