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Abbildung 10: Der CTR von Bell-Boeing.
Mit dem wachsenden Einsatz schreitet auch die Weiterentwicklung des Hubschraubers schnell voran. Die Anforderungen an Ausstattung und Leistung steigen. Jahrelang war der Absatz auf dem amerikanische Markt schlecht, insbesondere wegen einem großen Angebot von Hubschraubern aus alten Armeebeständen, aber inzwischen blicken die Hersteller zunehmend optimistisch in die Zukunft. Die Verschmelzung der beiden gr ... mehr
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Abschnitt 1:
Kreisbewegung mit konstanter Bahngeschwindigkeit
Bei der gleichförmigen Kreisbewegung bewegt sich ein Punkt "P" in der
X-Y-Ebene mit konstanter Bahngeschwindigkeit "v".
Gleichförmig bedeutet, daß sich zwar der Betrag |v| der Geschwindigkeit nicht ändert, wohl aber seine Richtung. Ein Körper führt eine gleichförmige Kreisbewegung aus, wenn die Bahnkurve ein Kreis ist und der Betrag des Geschwindigkeitsvektors konstant ist. ... mehr
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Die Basis jeglicher Form von Atomenergie liegt in der weltberühmten Formel Albert Einsteins E = m . c² . Die Größe c bedeutet darin die bekannte Lichtgeschwindigkeit; dementsprechend ist c² nichts anderes als ein konstanter Faktor, durch den das Umwandlungsverhältnis der Masse m in die Energie E bestimmt ist. Diese Gleichung drückt also in Symbolen aus, dass Atomenergie nichts Anderes ist, als umgewandelte Masse.
Dieses Wissen führt viele Mens ... mehr
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Man kann Atomenergie nur dadurch gewinnen, dass man Atomkerne in eine Form überführt, bei der die Nukleonen leichter als vorher sind, bei der der Massenverlust je Nukleon ansteigt.
Man kann nun daran gehen, für die verschiedenen chemischen Elemente, wie Wasserstoff, Helium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Aluminium, Chlor, Eisen, Kupfer, Silber; Gold, Blei und schließlich Uran, das Gewicht je Nukleon zu berechnen. Dabei wird man imme ... mehr
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Aus Gründen der Anschaulichkeit operiert man bei Darstellungen und Berechnungen dieser Art jedoch meist nicht mit dem absoluten Atomgewicht, sondern mit dem Massenüberschuss je Nukleon. Dabei sind alle Werte auf den Sauerstoff bezogen, dessen Gewicht gleich 16 gesetzt ist. Das Gewicht eines Wasserstoffkerns ist dann ein kleinwenig größer als 1. Den Massenüberschuss je Nukleon, beziehungsweise den Massendefekt, misst man in tausendstel Teilen di ... mehr
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In folgender Tabelle sind alle Kernreaktionen, die unter den leichtesten Atomkernen häufiger stattfinden angeführt. Unter diesen Reaktionen findet man jetzt welche die mehr und welche die weniger Energie bringen. Nun ist die Annahme aber falsch, dass all diese Reaktionen die gleiche Wahrscheinlichkeit haben zustande zu kommen. Zum Beispiel können zwei Protonen direkt miteinander reagieren. Dadurch entsteht ein Deuteron und ein überschüssiges ... mehr
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Nr. Formel der Reaktion Energiegewinn
1 D + D He3 + n + 3,5 TME
2 D + D T + p + 4,3 TME
3 T + T He4 + 2n + 12,2 TME
4 T + D He4 + n + 18,8 TME
5 He3 + D He4 + p + 19,7 TME
6 Li6 + n He4 +T + 4,9 TME
7 Li6 + D He4 + He4 + 23,7 TME
8 Li6 + p He4 + He4 + 18,5 TME
Erklärung:
D = Deuterium siehe Abb.5 ( schwerer Wasserstoff, Isotop des Wasserstoffs mit einem zusätzlichen ... mehr
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Aus der Elektrizitätslehre ist bekannt, dass Körper mit gleicher elektrischer Ladung, sich von einander Abstoßen. Das gilt auch für Protonen. Andererseits weiß man, dass im Atomkern unter Umständen bis zu hundert Protonen sehr eng beieinander liegen, in einem Raum von einem billionstel Millimeter Durchmesser. Da die elektrischen Abstoßungskräfte mit dem Quadrat der Abstandsverringerung zunehmen, müssen sie in dieser Enge sehr groß sein. Folglic ... mehr
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Für die Kernfusion benötigt man sehr hohe Temperaturen, deshalb gehen die Ausgangsstoffe in den sogenannten Plasmazustand über. Beim Plasmazustand handelt es sich um einen vierten Aggregatzustand, nämlich um ein ionisiertes Gas, d.h. ein Plasma besteht aus freien positiven Atomkernen und freien negativen Elektronen. Alltagsbeispiele für so ein Plasma sind z.B. die leuchtende Plasmasäule in Neonröhren, ein el. Funke oder der Plasmafaden eines Blit ... mehr
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Das über 100 Millionen Grad heiße Plasma muss von der Wand des Vakuumgefäßes, der sogenannten Ersten Wand ferngehalten werden. Jede Berührung des Plasmas mit der Ersten Wand würde zu augenblicklichem Abkühlen und zum Abriss des Plasmas führen und außerdem zu Schädigungen der Armierung der Ersten Wand führen. Aufgrund des hohen Plasmadruckes sind extrem starke Magnetfelder in der Größenordnung von bis zu 10 Tesla erforderlich. Das Plasma wird durc ... mehr
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Das Plasma kann nach dem Prinzip des Transformators zunächst durch induzierten Strom bis auf ca. 15 Millionen Grad aufgeheizt werden. Danach versagt diese Heizungsmethode wegen des bei dieser Temperatur verschwindenden Ohm'schen Widerstandes des Plasmas. Neben Methoden wie z.B. Neutralteilcheninjektion kann die weitere Aufheizung bis auf über 100 Millionen Grad durch Einstrahlen von Millimeterwellen erfolgen, die an die Frequenz der um die magnet ... mehr
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Ist das Plasma einmal gezündet, muss natürlich ständig neuer Brennstoff nachgefüllt werden.
Dafür gibt es verschiedene Methoden:
. Gaseinlaß vom Gefäßrand
. Neutralteilcheninjektion
. Pelletinjektion: Die Pelletinjektion stellt zur Zeit die aussichtsreichste Art der Brennstoffnachfüllung dar. Dabei wird das Deuterium und Tritium so stark abgekühlt bis es gefriert und Kügelchen von wenigen Millimetern Durchmesser, sog. Pellets geformt werden k ... mehr
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Kernstück eines Fusionskraftwerks ist die ringförmige Brennkammer(Abb.7). Sie enthält das Deuterium-Tritium-Plasma. Bis zur Zündung führt eine Startheizung für einige Sekunden eine Leistung von etwa 50 bis 100 MW zu. Ist das Plasma gezündet wird die Heizung wieder abgestellt. Die Fusionneutronen können den Magnetfeldkäfig wegen ihrer Neutralität ungehindert verlassen. Das Plasmagefäß ist von einem lithiumhaltigen Mantel, dem ,,Blanket\" umgeben. ... mehr
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Wenn man sich das alles durchgelesen hat, so müsste man meinen, dass der Weg zum fertigen Reaktor nicht mehr weit ist. Tatsächlich gibt es auch schon funktionierender Prototypen solcher Fusionsreaktoren, doch wäre es verwegen zu diesem Zeitpunkt schon von Energie aus Fusion zu reden. Dafür gibt es noch zu viele unbeantwortete Fragen, zu viele ungelöste Probleme und zu viele unausgereifte Lösungen. Hinzu kommt noch, dass durch den starken Boom der ... mehr
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Zur Spaltung von Atomkernen sind Neutronen besonders gut geeignet, weil sie keine elektrische Ladung haben und von den positiv geladenen Teilchen nicht abgestoßen werden.
Die Erzeugung freier Neutronen gelang erstmals dem Engländer Chadwick 1932 beim Beschuß von Beryllium mit Alphateilchen.
Die deutschen Chemiker Hahn und Straßmann entdeckten 1938, daß ein Kern des Uran-235 durch den Beschuß mit langsamen Neutronen in zwei mittelschwere T ... mehr
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ranerzvorkommen findet man an vielen Stellen in der Welt. Uran ist, im Gegensatz zu Öl gleichmäßiger verteilt. Vorräte von Uran findet man in Nordamerika, Afrika, Australien und Westeuropa. Die bis heute gesicherten und wirtschaftlich gewinnbaren Uranerzvorkommen der westlichen Welt enthalten insgesamt etwa 2 Millionen Tonnen Natururan. Die Kontinente sind jedoch noch lange nicht so gut nach Uran abgesucht wie nach Erdöl. Geologen vermuten w ... mehr
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ie bei der Spaltung von Uran-235 frei werdenden Neutronen können nun ihrerseits weitere Urankerne spalten.Wenn nun nach jeder Spaltung 2 freie Neutronen zur Verfügung stehen, sind es in den weiteren Schritten 4,8,16,32,64,128... Wenn genügend Urankerne vorhanden sind, keine Neutronen nach außen verloren gehen oder absorbiert werden, steigt die Anzahl der Kernspaltungen von Neutronengeneration zu Neutronengeneration stark an. Eine Kettenreakt ... mehr
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(Schema eines Atomkraftwerkes : Anlage I)
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uerst einmal zur Frage, wie ein Atomkraftwerk funktioniert : in einem Reaktor wird eine Kettenreaktion gestartet. Bei dieser Reaktion entsteht Wärme, die Wasser in Dampf umwandelt. Dieser Dampf treibt die Turbinen an, welche einen Generator betreiben. Dadurch wird Strom erzeugt. Die Erzeugung von Strom durch Kernkraft ist wesentlich günstiger als die durch Verbrennung von Wärme. Die Sicherheit spiel ... mehr
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(im Beispiel : Kernkraftwerk Stade)
(Schema eines Druckwasserreaktors : Anlage II)
Durch das Wasser wird die in den Brennelementen erzeugte Wärme abgeführt. Um ein Sieden zu verhindern, wird der Betriebsdruck im Hauptkühlkreis auf ca. 158 bar heraufgesetzt und durch einen Druckhalter geregelt. Das Kühlmittel tritt mit einer Temperatur von 288 °C in den Reaktor ein und verläßt ihn wieder mit einer Temperatur von 316 °C. Etwa 44.000 t Kühlmitte ... mehr
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Vorrichtungen, in denen eine gesteuerte Kettenreaktion abläuft, heißen Reaktoren. Nach ihrem Hauptverwendungszweck unterscheidet man
. Leistungsreaktoren
zur Energieerzeugung
. Forschungsreaktoren
für Kern- und materialtechnische Untersuchungen sowie Unterrichtszwecke
. Reaktoren zur Erzeugung radioaktiver Isotope
Die wesentlichen Teile eines Reaktors sind die Brennelemente (spaltbares Material), der Moderator (Bremsmittel), das Kühlm ... mehr
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