word image
Referat

Referat zur Radionuklid-Batterie

484 / ~10 sternsternsternsternstern_0.2 Lukas D. . 2019
<
>
Download

Referat
Chemie

Städtisches Gymnasium Kreuztal

2 2018

Lukas D. ©
3.70

0.57 Mb
sternsternsternsternstern_0.2
ID# 82922







Radionuklidbatterie

Referat von 9c. Fr. Münter Chemie

Radionuklidbatterie

(Bild 1)


Inhaltsverzeichnis


  1. Kurze Information (S.3)


  1. Aufbau (S.4)


  1. Verwendung (S.5)


  1. Gefahren/Sicherheit (S.6)


  1. Quellenangabe (S.7)


Kurze Information


Definition: Ein Gerät, welches elektrische Energie aus Wärme gewinnt, die eine radioaktive Substanz abgibt.

Akronym: RTG = radioisotope thermoelectric generator

Kategorien: Kernenergie, elektrische Energie


Eine Radionuklidbatterie ist ein kompaktes Gerät, welches Wärme in elektrische Energie umwandelt. Für diesen Vorgang wird ein thermoelektrischer Generator verwendet, welcher die Wärme von einer radioaktiven Substanz nutzt. Normalerweise erzeugen solche Geräte nur sehr wenig Strom, doch die Radionuklidbatterie ist sehr zuverlässig.

Ihre Anwendungen liegen hauptsächlich in der Raumfahrt. Dort wird die Kernenergie in sehr kleinem Maßstab genutzt.


Thermoelektrischer Generator

(Bild 2)


Aufbau


Im Zentrum einer Radionuklidbatterie wird ein künstlich erzeugtes stark radioaktives Material, zur Erzeugung von Wärme, verwendet. Dies passiert durch den radioaktiven Zerfall. Dieses Material ist mit einer spezial angefertigten Hülle Umgebung, um die radioaktiven Strahlen bestmöglich abzuschirmen.

Ein bestgeeignetes Material sollte eine Halbwertszeit haben, die für die Anwendung lang genug ist, aber auch nicht so lang, da für die benötigte Wärmeleistung eine entsprechend größere Menge von Material benötigt würde. Die meist verwendeten Materialien sind Transurane wie Plutonium in Form von keramischen Plutoniumoxid (PuO2), Curium (Cm), Americium (Am) und Polonium (Po).

Polonium

(Bild 3)

Der thermoelektrische Generator befindet sich um Außerhalb der oben genannten Hülle. Dieser ist auf seiner äußeren Seite mit dem Gehäuse der Radionuklidbatterie verbunden.


Verwendung


Erde:

Radionuklidbatterien werden nur noch sehr wenig auf der Erde eingesetzt. Sie wurden bevor es kleine und langlebigere Batterien gab, für die Versorgung von Herzschrittmachern verwendet.

Radionuklidbatterien wurden auch zur Versorgung von Leuchttürmen und Befeuerungen der UdSSR eingesetzt. Sie sind teilweise heute noch in Betrieb.


Weltall:

Die meiste Verwendung findet im Weltall statt. Sie dienen zur Stromversorgung von Satelliten und Raumsonden. Sie werden eingesetzt, weil sie eine zuverlässige Versorgung darstellen, selbst in sonnenfernen Gegenden, wo Solarzellen ineffektiv wären. Ein großer Nachteil ist, das wenn eine Rakete beim Start abstürzt eine große Menge des radioaktiven Materials freigesetzt wird.

(Bild 4)


Risszeichnung eines SNAP 19-RTG

Gefahren/Sicherheit


Erde:

Die Anwendung in den Nachfolgestaaten der UdSSR wurde wegen der großen Menge an radioaktivem Material als problematisch angesehen. Es wurden teilweise bis zu über 100 kg an radioaktivem Material verbraucht. Durch die unvollständigen Dokumentationen der Typen und Standorte und der meist unzureichende Sicherung dieser Anlagen kam es oft zu Freisetzungen des strahlenden Materials durch Korrosionen und insbesondere durch Metall-Diebstähle.


Weltall:

Am Anfang wurden RTGs nur mit geringer Abschirmung gebaut. Diese reichten die Instrumente der Satelliten ausreichend vor der Strahlung zu schützen. Im falle eines Unfalles in der Atmosphäre sollten die RTGs verglühen und sich somit über ein großes Gebiet der Erde verteilen.

Die dadurch entstandene radioaktive Belastung durch eine RTG-Einheit wurde stark vernachlässigt. Durch mehrere Unfälle wurden sie mittlerweile um einiges sicherer gebaut. Sie werden nun für einen Wiedereintritt und ein Explodieren der Rakete auf der Startrampe ausgelegt.

Bild 1:

Bild 2:

Bild 3:

Bild 4:

Bild 5:


Text:

8



| | | | |
Tausche dein Hausarbeiten