Atomphysik Lösungen. 10.8 Der Brennstoffkreislauf

Atomphysik

Lösungen

10.8 Der Brennstoffkreislauf

1. Wie viel Gramm Uran enthält im Mittel 1 t Gestein der Erdrinde?

0,1 g3 g100 g

WWW

10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 61

8.1.1 Uranvorkommen

1. Wie viel Gramm Uran enthält im Mittel 1 t Gestein der Erdrinde?

10.8 Der Brennstoffkreislauf

0,1 g3 g100 g

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8.1.1 Uranvorkommen

1. Wie viel Gramm Uran enthält im Mittel 1 t Gestein der Erdrinde?

10.8 Der Brennstoffkreislauf

0,1 g

3 g

WW

100 g W

2. Bei der Urangewinnung wird durch chemische Verfahren ein Stoff hergestellt, der wegen seiner gelben Farbe „Yellow Cake“ genannt wird. Es ist

2

2 4

4 2 72

Urandioxid / UO ,

Uranylsulfat / UO SO ,

Ammoniumdiuranat / NH U O .

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 61

8.1.2 Urangewinnung

2. Bei der Urangewinnung wird durch chemische Verfahren ein Stoff hergestellt, der wegen seiner gelben Farbe „Yellow Cake“ genannt wird. Es ist

2

2 4

4 2 72

Urandioxid / UO ,

Uranylsulfat / UO SO ,

Ammoniumdiuranat / NH U O .

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 61

8.1.2 Urangewinnung

2. Bei der Urangewinnung wird durch chemische Verfahren ein Stoff hergestellt, der wegen seiner gelben Farbe „Yellow Cake“ genannt wird. Es ist

2

2 4

4 2 72

Urandioxid / UO ,

Uranylsulfat / UO SO ,

Ammoniumdiuranat / NH U O .

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

3. Bei der Anreicherung wird der Gehalt an

U-233,U-234,U-235

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erhöht.

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.3 Anreicherung von Uran-235

Seite 61

3. Bei der Anreicherung wird der Gehalt an

U-233,U-234,U-235

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erhöht.

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.3 Anreicherung von Uran-235

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3. Bei der Anreicherung wird der Gehalt an

U-233,U-234,

U-235

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erhöht.

10.8 Der Brennstoffkreislauf

4. In welcher chemischen Form liegt das Uran in der Anreicherungsanlage vor?

10.8 Der Brennstoffkreislauf

2

3

6

Urandioxid / UO ,Urantrioxid / UO ,Uranhexafluorid / UF .

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8.1.3 Anreicherung von Uran-235

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4. In welcher chemischen Form liegt das Uran in der Anreicherungsanlage vor?

10.8 Der Brennstoffkreislauf

2

3

6

Urandioxid / UO ,Urantrioxid / UO ,Uranhexafluorid / UF .

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8.1.3 Anreicherung von Uran-235

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4. In welcher chemischen Form liegt das Uran in der Anreicherungsanlage vor?

2

3

6

Urandioxid / UO ,Urantrioxid / UO ,

Uranhexafluorid / UF .

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

5. Zur Herstellung von Brennelementen wird das an U-235 angereicherte Uranhexafluorid wieder umgewandelt zu

2

3

2 4

Urandioxid / UO ,Urantrioxid / UO ,

Uranylsulfat / UO SO

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 61

8.1.4 Herstellung von Brennelementen

5. Zur Herstellung von Brennelementen wird das an U-235 angereicherte Uranhexafluorid wieder umgewandelt zu

2

3

2 4

Urandioxid / UO ,Urantrioxid / UO ,

Uranylsulfat / UO SO

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 61

8.1.4 Herstellung von Brennelementen

5. Zur Herstellung von Brennelementen wird das an U-235 angereicherte Uranhexafluorid wieder umgewandelt zu

2Urandioxid / UO , W

3

2 4

Urantrioxid / UO ,

Uranylsulfat / UO SO

WW

10.8 Der Brennstoffkreislauf

6. Mehrere Brennstäbe, die zu einem Bündel zusammengefasst sind, nennt man

Brennstab-Aggregat,Brennelement,Brennstab-Satz.

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 62

8.1.4 Herstellung von Brennelementen

6. Mehrere Brennstäbe, die zu einem Bündel zusammengefasst sind, nennt man

Brennstab-Aggregat,Brennelement,Brennstab-Satz.

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 62

8.1.4 Herstellung von Brennelementen

6. Mehrere Brennstäbe, die zu einem Bündel zusammengefasst sind, nennt man

Brennstab-Aggregat,

Brennelement,

WW

Brennstab-Satz. W

10.8 Der Brennstoffkreislauf

7. Welches chemische Element tritt bei Kernspaltungen als häufigstes Spaltprodukt auf (größter prozentualer Anteil)?

XenonJodCäsium

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 68

8.3.1 Behandlung gasförmiger Reaktorbetriebsabfälle

7. Welches chemische Element tritt bei Kernspaltungen als häufigstes Spaltprodukt auf (größter prozentualer Anteil)?

XenonJodCäsium

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

Seite 68

8.3.1 Behandlung gasförmiger Reaktorbetriebsabfälle

7. Welches chemische Element tritt bei Kernspaltungen als häufigstes Spaltprodukt auf (größter prozentualer Anteil)?

Xenon WJodCäsium

WW

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8. Warum werden ausgebrannte Brennelemente nach der Entladung aus dem Reaktor zunächst in einem Wasserbecken des Kernkraftwerkes gelagert?

Sie müssen vor dem Abtransportgründlich gereinigt werden.Es stehen nicht genügendTransportbehälter zur Verfügung.Die Spaltprodukte mit kurzen Halbwertszeitenzerfallen in dieser Zeit fast vollständig

W

W

(spez.Aktivität der Brennstäbe nimmt sehr stark ab). W

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.5 Entladen der Brennelemente aus dem ReaktorSeite 63

8. Warum werden ausgebrannte Brennelemente nach der Entladung aus dem Reaktor zunächst in einem Wasserbecken des Kernkraftwerkes gelagert?

Sie müssen vor dem Abtransportgründlich gereinigt werden.Es stehen nicht genügendTransportbehälter zur Verfügung.Die Spaltprodukte mit kurzen Halbwertszeitenzerfallen in dieser Zeit fast vollständig

W

W

(spez.Aktivität der Brennstäbe nimmt sehr stark ab). W

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.5 Entladen der Brennelemente aus dem ReaktorSeite 63

8. Warum werden ausgebrannte Brennelemente nach der Entladung aus dem Reaktor zunächst in einem Wasserbecken des Kernkraftwerkes gelagert?

Sie müssen vor dem Abtransportgründlich gereinigt werden.Es stehen nicht genügendTransportbehälter zur Verfügung.Die Spaltprodukte mit kurzen Halbwertszeitenzerfallen in dieser Zeit fast vollständig

W

W

(spez.

Aktivität der Brennstäbe nimmt sehr stark ab). W

10.8 Der Brennstoffkreislauf

9. Die Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente läuft in mehreren Schritten ab.a) In einem ersten Schritt werden die Brennstäbe

in offener Flamme erhitzt,in 5 cm lange Stücke zersägt,in Salpetersäure gereinigt.

WWW

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.6 Wiederaufarbeitung

Seite 63

9. Die Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente läuft in mehreren Schritten ab.a) In einem ersten Schritt werden die Brennstäbe

in offener Flamme erhitzt,in 5 cm lange Stücke zersägt,in Salpetersäure gereinigt.

WWW

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.6 Wiederaufarbeitung

Seite 63

9. Die Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente läuft in mehreren Schritten ab.a) In einem ersten Schritt werden die Brennstäbe

in offener Flamme erhitzt,

in 5 cm lange Stücke zersägt,

WW

in Salpetersäure gereinigt. W

10.8 Der Brennstoffkreislauf

9. b) Der zweite Verarbeitungsschritt sieht vor, dass der abgebrannte Brennstoff aus den offenen Brennstababschnitten mit Hilfe von

Pressluft herausgeblasen,Hitze herausgeschmolzen,heißer Salpetersäure herausgelöst wird.

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.6 Wiederaufarbeitung

Seite 63

9. b) Der zweite Verarbeitungsschritt sieht vor, dass der abgebrannte Brennstoff aus den offenen Brennstababschnitten mit Hilfe von

Pressluft herausgeblasen,Hitze herausgeschmolzen,heißer Salpetersäure herausgelöst wird.

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.6 Wiederaufarbeitung

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9. b) Der zweite Verarbeitungsschritt sieht vor, dass der abgebrannte Brennstoff aus den offenen Brennstababschnitten mit Hilfe von

Pressluft herausgeblasen,Hitze herausgeschmolzen,

heißer Salpetersäure herausgelöst wird.

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

9. c) Beim dritten wichtigen Verarbeitungsschritt wird eine organische Flüssigkeit (Tri-n-Butyl-Phosphat + Kerosin) eingesetzt. Damit lassen sichUran und Plutonium von denSpaltprodukten + Aktiniden abtrennen,Uran-235 von Uran-238 trennen,die Edelgase von den festen Stoffen trennen,

WWW

10.8 Der Brennstoffkreislauf

9. c) Beim dritten wichtigen Verarbeitungsschritt wird eine organische Flüssigkeit (Tri-n-Butyl-Phosphat + Kerosin) eingesetzt. Damit lassen sichUran und Plutonium von denSpaltprodukten + Aktiniden abtrennen,Uran-235 von Uran-238 trennen,die Edelgase von den festen Stoffen trennen,

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10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.6 Wiederaufarbeitung

Seite 63

9. c) Beim dritten wichtigen Verarbeitungsschritt wird eine organische Flüssigkeit (Tri-n-Butyl-Phosphat + Kerosin) eingesetzt. Damit lassen sichUran und Plutonium von den

Spaltprodukten + Aktiniden abtrennen, WUran-235 von Uran-238 trennen,die Edelgase von den festen Stoffen trennen,

WW

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.6 Wiederaufarbeitung

Seite 63

10. Welche Endlagerung ist für radioaktive Abfälle vorgesehen?

Oberirdische Lagerung in Gebäudenmit besonders dicken Wänden.Lagerung auf dem Meeresgrund.Lagerung in geeigneten Erdschichten(Salzstock, ausgedientes Eisenerzbergwerken).

WW

W

10.8 Der Brennstoffkreislauf

8.1.9 Endlagerung

Seite 66

10. Welche Endlagerung ist für radioaktive Abfälle vorgesehen?

Oberirdische Lagerung in Gebäudenmit besonders dicken Wänden.Lagerung auf dem Meeresgrund.Lagerung in geeigneten Erdschichten(Salzstock, ausgedientes Eisenerzbergwerken).

WW

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8.1.9 Endlagerung

Seite 66

10. Welche Endlagerung ist für radioaktive Abfälle vorgesehen?

Oberirdische Lagerung in Gebäudenmit besonders dicken Wänden.Lagerung auf dem Meeresgrund.Lagerung in geeigneten Erdschichten

(Salzstock, ausgedientes Eisenerzbergwerken).

WW

W

10.8 Der Brennstoffkreislauf