Transmutation (Kerntechnik)

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In der Kerntechnik steht der Begriff Transmutation für ein Verfahren zur Umwandlung langlebiger, stark toxischer Radionuklide (Plutonium und andere Aktiniden) aus dem Betrieb von Kernkraftwerken in kurzlebigere, weniger toxische Nuklide. Es baut auf dem Naturphänomen Transmutation (Physik) auf, ist damit aber nicht gleichzusetzen.

[Bearbeiten] Prinzip

Die Transmutation(Umwandlung) von Nukliden geschieht durch Wechselwirkung eingestrahlter Teilchen (meist Neutronen oder Protonen) mit diesen Nukliden. Es kommt dabei zur inelastischen Streuung an bzw. bei Neutronen auch zum Einfang der Teilchen in den Nukliden. Je nach Art und Energieeintrag der eingestrahlten Teilchen und je nach Eigenschaften der bestrahlten Nuklide können in Folge dieser Wechselwirkung dann verschiedene Reaktionen ablaufen, die das Nuklid transmutieren (umwandeln), unter anderem:

die Anregung des Nuklids mit anschliessenden Betazerfällen (Umwandlung von Neutronen in Protonen oder umgekehrt)
die Anregung des Nuklids mit anschliessendem Abdampfen von Neutronen, Protonen, Alpha-Teilchen usw.
die Spaltung des Nuklids in zwei oder drei große Tochternuklide
die Zertrümmerung des Nuklids in viele kleine Nuklide

Die bei der Transmutation entstehenden Nuklide unterscheiden sich in Nukleonenzahl, Gewicht und Stabilität von ihren Ausgangsnukliden.

[Bearbeiten] Anwendung

Die Transmutation ermöglicht es, beliebige Radionuklide durch Bestrahlung in andere Radionuklide umzuwandeln. So wird bereits seit den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts großtechnisch Plutonium 239 und Uran 233 aus der Neutronenbestrahlung von Uran 238 und Thorium 232 gewonnen. Die Transmutation zur Beseitigung von nuklearem Abfall zu verwenden ist ebenfalls seit einigen Jahrzehnten in der Diskussion, wurde allerdings bisher nie realisiert. Gründe hierfür sind seitens der Industrie mangelnde finanzielle Anreize der entsprechenden Technik, seitens der Politik die ablehnende Haltung gegenüber neuartiger Nukleartechnik in großen Teilen der Bevölkerung.