von Uli De
Kann man nicht die Reaktoren in Fukushima mit Stickstoff abkühlen oder wäre das zu aufwendig ?
08:56 in Natur & Katastrophe von Uli De
Frage von M. Y.: Kann man nicht die Reaktoren in Fukushima mit Stickstoff abkühlen oder wäre das zu aufwendig ?
In der Schule haben wir uns über die momentanen Ereignisse in Japan unterhalten und wir haben über mögliche Lösungen nachgedacht aber da unser Politik Lehrer nicht viel von Wissenschaft versteht konnte er mir meine Frage nicht beantworten.
Beste Antwort:
Answer by Dove of War
Vielleicht geht das da gerade kaputt wenn es schnell extrem Heiss wird und dann extrem kalt, da platze das doch gerade bzw. kriegt man immer mehr kleine Risse. (So würde ich mir das denken)
Antworten Sie selbst in den Kommentaren!
Neben dem immensen Energieaufwand, um Stickstoff zu verflüssigen (Strom ist gerade knapp in Japan!) gäbe es eine Reihe von Schwierigkeiten:
Die Reaktoren sind sehr heiß. Der Stickstoff würde explosionsartig verdampfen. Das wäre aber noch erträglich, man kann ja mit wenig Stickstoff anfangen.
Es ist eine sehr große Masse abzukühlen. Rechne mal mit mindestens 300 Tonnen, was so ein Reaktor insgesamt an Masse beinhaltet. Die Energie, die die Brennstäbe immer noch produzieren, liegt wohl so um die 50 Megawatt, oder 50 MJ/s. Stickstoff hat eine Verdampfungswärme von 2,8kJ/mol oder 200kJ/kg. Um also die Leistung, die ständig nachproduziert wird abzuführen, bräuchtest du 250kg flüssigen Stickstoff pro Sekunde. Wenn du abkühlen willst, mehr. Vielleicht gibt es Tieftemperatur-LKWs die 10 Tonnen flüssigen Stickstoff transportieren können. Davon müsste dann alle 40 Sekunden der nächste kommen, und hat dann 40 Sekunden Zeit, seine Ladung zum Reaktor zu befördern. Bei vier Reaktoren müsste also alle 10 Sekunden ein LKW am Kraftwerk ankommen.
Dann gibt es noch ein Problem: Stahl hält prima bei 100°C und auch bei 400°C. Bei -40°C aber wird normaler Stahl sehr spröde. Man müsste also peinlich darauf achten, dass kein Rohr, kein Ventil oder so, das vom Reaktorgefäß absteht zu kühl wird, sonst reißt dieses Teil sofort ab.
(“normaler Stahl”… Ja, ein Reaktordruckbehälter ist nicht aus “normalem” Stahl. Für tiefe Temperaturen ist aber nur vollaustenitischer Stahl geeignet, und daraus werden die Druckgefäße wohl nicht sein.)
Es wäre alles in Butter, wenn man die Temperatur unter 100°C halten könnte. Dafür ist Wasser tatsächlich das Mittel der Wahl.
Meerwasser ist gratis, flüssiger Stickstoff ist sehr teuer. Außerdem hat Wasser eine sehr hohe Verdampfungswärme, was in diesem Zusammenhang vorteilhaft ist.
schon der Transport ins Atomkraftwerk wäre aufwendig,außerdem wird es,wenn es tatsaächlich gelingen würde das Stickstoff auf die Stäbe zu bekommen, nicht nur ein paar Risse geben sondern eine gewaltige Explosion, die eine sofort darauffolgende weitere Explosion verursachen würde.Die erste wäre vieleicht noch nicht so schlimm, aber bei der Zweiten wäre das Uran explodiert,sowas wie eine Atombombe also…
kurz: es ist nicht möglich weil der Temperaturunterschied zu hoch ist.
und außerdem kommt das Wasser ja nicht direkt auf die Stäbe !
Ich kann es nicht genau schreiben aber es ist mit Stickstoff ist das so eine Sache. Alleine schon wegen dem großen Temperaturunterschied und zum anderen der Druck. Denn so ein Reaktor ist so ähnlich wie ein großer Dampfkochtopf. In dem Reaktor herrscht jetzt ein ziemlich hoher Druck. Um dieses Druckgefälle auszugleichen müßte man den Stickstoff sehr hoch verdichten, dabei kann es zu weiteren Problemen kommen. (Physik)
MfG
Wenn Du flüssigen Stickstoff (-167 C) meinst, würde das Gleche geschehen, wie wenn Du versuchst in der Küche überhitztes Öl in der Pfanne mit Wasser abzukühlen, da fliegt der letzte Rest der Küche bzw. des Reaktors aber richtig in die Luft! Langsames abkühlen ist, wenn überhaupt noch möglich, der einzige Weg!
Wie schon oben erwähnt wurde würde die Kühlung durch den kalten stickstoff viel zu schnell gehen und dann würde es auf Grund des schnellen Temperaturwechsels zu Rissen im Material kommen.
Stickstoff (du meinst wohl flüssiger) würde beim verdampfen wohl ein zu großes Volumen einnehmen und die Beschaffung ist auch nicht gerade einfach, auch wenn es Hauptbestandteil der Luft ist…