Glossar zum Thema

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Begriff Definition
Überkritisch
Ist bei einer Anordnung von S paltstoff der Neutronen vervielfachungsfaktor größer als eins, nimmt die Kettenreaktion einen exponentiell anwachsenden Verlauf, sofern nicht andere Faktoren dies aufheben oder kompensieren. Ein anfahrender Kernreaktor oder eine gezündete Kernwaffe gelten als überkritisch beziehungsweise sogar prompt überkritisch.
UCN
Ultra-Cold Neutrons - Ultrakalte Neutronen
Ultrakalte Neutronen sind Teil des modernen Forschungsgebiets in der Grundlagenphysik. Neutronen, die sich langsamer als etwa sechs Meter pro Sekunde bewegen, werden als UCN bezeichnet. Sie lassen sich in Gefäßen mit besonderer Wandbeschichtung über längere Zeit für Experimente einfangen, ohne das Volumen zu verlassen.
Unterkritisch
Eine Anordnung aus Spaltstoff , deren Neutronenvervielfachungsfaktor kleiner als eins ist, wird als unterkritisch bezeichnet. Eine solche Anordnung kann Wärme produzieren und sendet Strahlung und Wärmeenergie aus. Die Freisetzung nimmt aber ständig ab, wenn nicht von außen Neutronen nachgeliefert werden. Beispiele hierfür sind ein Kernreaktor, der herunter gefahren wird oder eine Testanordnung für Kernwaffen in hydrodynamischen Versuchen.
Uran
U
Uran ist in einer durchschnittlichen Konzentration von 2,7 Gramm pro Tonne in der Erdoberfläche enthalten. Etwa 99,3 Prozent davon sind schwer spaltbares 238U mit einer Halbwertszeit von 4,468 Milliarden Jahren. Dieses Uran- Isotop ist sehr schwach radioaktiv. Für den Reaktorbetrieb, aber auch für Kernwaffen , ist 235U von Bedeutung. Es lässt sich durch Neutronen mit wenig Energieaufwand spalten. Für den Reaktorbetrieb wird das 235U üblicherweise auf drei bis vier Prozent angereichert (LEU - Low-Enriched Uranium). Beim Waffenbau wird auf über 20 Prozent ( HEU - High-Enriched Uranium) bis zu 97,3 Prozent 235U (VHEU - Very High-Enriched Uranium) angereichert. Bei der Isotopentrennung bleibt abgereichertes Uran zurück, das fast kein spaltbares Uran mehr enthält. Dieses wird vermehrt in der Waffentechnik für gehärtete und stark durchdringende Projektile verwendet. Es kam erstmals im Golfkrieg 1991 in großem Stil durch die US-Armee zum Einsatz. Zu den negativen gesundheitlichen Folgen siehe auch Depleted Uranium (DU).
Uran-233
233U hat 233 Nukleonen im Atomkern und eine Halbwertszeit von 159.200 Jahren. Es zeigt vor allem α-Zerfall aber auch Cluster-Emission . Es eignet sich wie auch das Uran Isotop 235U zur Herstellung von Kernwaffen . Die Kritische Masse beträgt etwa ein Drittel der von 235U.
Uran-235
235U hat 235 Nukleonen im Atomkern und eine Halbwertszeit von 703,8 Millionen Jahren. Es zeigt vor allem α-Zerfall aber auch Spontanspaltung und Cluster-Emission . Wegen seiner langen Halbwertszeit ist 235U nur schwach radioaktiv .
Uran-238

(238U)
238U hat 238 Nukleonen im Atomkern und eine Halbwertszeit von 4,468 Milliarden Jahren. Es zeigt vor allem α-Zerfall aber auch Spontanspaltung und β--Zerfall . Wegen seiner langen Halbwertszeit ist 238U nur schwach radioaktiv .

Urandioxid
(UO2)
Häufigstes Uranoxid und chemisch sehr stabil und Temperatur beständig. Der Kernbrennstoff für die meisten Reaktoren ist heute Urandioxid, früher wurde dagegen oft metallisches Uran (U) verwendet.
Uranerz
Uranerz ist ein Erz das Uranmetall enthält. Der volkstümliche Name für dieses dunkle Gestein, dem in früheren Zeiten magische und heilende Kräfte zugesprochen wurden, ist Pechblende. Die Physikerin Marie Curie (1867-1934) führte die ersten systematischen Experimente zur Erforschung der Natur der radioaktiven Strahlung mit Joachimsthaler Pechblende durch und entdeckte das Polonium (Po) und das Radium (Ra).
Uranhexafluorid
(UF6)
UF6 ist ein Zwischenprodukt der Urananreicherung . Bei Raumtemperatur ist es weiß und kristallin. Der Siedepunkt des Materials liegt bei etwa 56 Grad Celsius. Bei der Anreicherung wird UF6 erhitzt und als Gas in Uranzentrifugen oder früher auch in Diffusionskaskaden weiter verarbeitet.
Urankern
Urankern ist der Atomkern eines Uran-Atoms. Je nach Uranisotop besteht der Kern aus unterschiedlich vielen Neutronen , aber immer aus 92 Protonen . Die Zahl aus Neutronen und Protonen ergibt die Massenzahl. 238U besitzt 146 Neutronen.
Uranoxid
Uranoxid kommt meistens als Urandioxid UO2 vor. Es ist eine stabile Verbindung des Urans und häufige chemische Zusammensetzung von Kernbrennstoff für Reaktoren . Das früher teilweise verwendete metallische Uran ist im Gegensatz zum UO2 korrosionsanfällig.
Uranzentrifuge
Die Uranzentrifuge ist eine Maschine zur Anreicherung von Uran . Dabei muss das Uranisotopengemisch zuerst als Gas (etwa UF6)vorliegen. Durch sehr schnell rotierende Zylinder wird es in seine Isotope aufgetrennt. Dabei wird der kleine Massenunterschied (3 Neutronmassen) von 238U und 235U genutzt. Das schwerere 238U wird durch die größeren Zentrifugalkräfte stärker nach außen gedrängt. Die Konzentration von 235U im Innern des rotierenden Zylinders steigt dadurch etwas an. Dieses nun leicht angereicherte UF6-Gas wird über weitere Zentrifugen geführt, um den 235U-Anteil weiter zu erhöhen. Neben der Brennstoff herstellung für Kernreaktoren haben Uranzentrifugen eine wesentliche Bedeutung bei der Erzeugung von kernwaffenfähigem Uran. Um nennenswerte Mengen von angereichertem Uran zu erhalten, sind mehrere tausend Zentrifugen in einer Anreicherungsanlage als Kaskade nötig. Die Errichtung einer solchen Anlage ist entsprechend teuer und technisch schwierig. Uranzentrifugen fallen unter Embargogüter. Sie sind magnetisch gelagert und besitzen Peripheriegeschwindigkeiten nahe der Schallgeschwindigkeit oder darüber. Der Energieaufwand einer Zentrifugenkaskade ist vergleichbar mit dem Stromverbrauch einer Kleinstadt.

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