Forscher arbeiten mit Regierungsbehörden auf der ganzen Welt zusammen, um die reichlich vorhandenen Nuklearvorräte abzubauen und in Kernbrennstoff umzuwandeln. In der heutigen Welt wächst die Besorgnis über die Gefahr eines Atomkrieges. In der Geschichte wurden nur Atomsprengköpfe eingesetztzweimal Krieg - beide aus den USA, und beide erwiesen sich als unglaublich verheerend und tödlich.
Seit dem Zweiten Weltkrieg haben viele Länder auf der ganzen Welt begonnen, Programme zum Bau von Massenvernichtungswaffen zu entwickeln, viele mit böswilliger Absicht. Die geopolitischen Spannungen nach dem Zweiten Weltkrieg führten zur Produktion von Zehntausende von Atomwaffen. Zum Glück wurden seitdem die meisten abgebaut. Anstatt jedoch die radioaktiven Isotope in den Waffen zu verschwenden, verwandeln Regierungen auf der ganzen Welt Atomwaffen in Kernbrennstoff.
Kernkraftwerk [Bildquelle : Wikimedia Commons ]
Über 14.900 Atomwaffen sind noch aktiv
In den 1970er Jahren schwankte das weltweite Gefechtskopfinventar der Welt 70.000 Waffen. Seitdem wurde ständig versucht, Massenvernichtungswaffen zu beseitigen. Im Laufe der Jahre mehr als 55.000 Atomwaffen wurden abgebaut. Trotz der Bemühungen eine Schätzung 14.900 * Atomsprengköpfe bleiben auf der Welt aktiv. Atomwaffen stellen eine unmittelbare Bedrohung für alle Lebensformen auf der Erde dar.
Derzeit werden weiterhin Anstrengungen unternommen, um die Produktion von Atomwaffen zu unterbinden. Obwohl die Lagerbestände immer noch eine aktive Bedrohung für die gesamte Menschheit darstellen. Glücklicherweise arbeiten Regierungen auf der ganzen Welt zusammen, um Tausende von Waffen abzubauen. Ein Großteil des Treibstoffs wird und hatwurde bereits zur Stromversorgung von Kernkraftwerken eingesetzt. Es handelt sich um eine fortlaufende Anstrengung, bei der die Anzahl der Massenvernichtungswaffen erheblich reduziert wird. Staaten der World Nuclear Association ,
Seit 1987 haben die Vereinigten Staaten und die Länder der ehemaligen UdSSR eine Reihe von Abrüstungsverträgen unterzeichnet, um die nuklearen Arsenale um etwa zu reduzieren. 80% .
[Bildquelle : FAS ]
gegenseitig zugesicherte Zerstörung
Aus offensichtlichen Gründen kann eine Fülle von Atomwaffen in der Welt zu einer äußerst abscheulichen Katastrophe führen. Derzeit befindet sich die Welt in einem Zustand gegenseitig zugesicherter Zerstörung. Sollte ein Land Atomwaffen einsetzen, handelt es sich um einen nuklearen VergeltungsschlagRaketen mit Atomsprengköpfen sind heute nicht mehr an geheime unterirdische Silos gebunden. Die Waffen sind mobil und strategisch auf der ganzen Welt platziert. Auf Flugzeugen, Booten, U-Booten oder auf andere Weise kann eine Regierung keine andere deaktivierenAtomarsenal des Landes mit einem Angriff.
Angesichts der schwierigen Lage zerlegen viele Länder ihre Atomwaffen. Anstatt das hochradioaktive Material im Inneren zu verschwenden, wird das Material jedoch zum Antrieb von Kernkraftwerken verwendet.
Megatonnen-Megawatt-Programm
Der 2013 abgeschlossene Kaufvertrag für hochangereichertes Uran zwischen den USA und Russland, im Volksmund als Megatons-zu-Megawatt-Programm bezeichnet, war eine Vereinbarung, die den Abbau von Over überwachte. 20.000 Atomwaffen. Das in den 90er Jahren vorgeschlagene Programm "Megatons in Megawatt" würde die Umwandlung von Massenvernichtungswaffen in nutzbare Energie für zivile Zwecke überwachen.
Das Programm würde den Vereinigten Staaten den Kauf ermöglichen niedrig angereichertes Uran LEU aus 500 Tonnen russischer HEU mit Waffenherkunft .
Umwandlung von Kernwaffen in brauchbaren Brennstoff
Uran in Waffenqualität ist stark angereichert 90% ige Konzentrationen von U-235 das spaltbare Isotop . Waffen-Plutonium Pu-239 -Stager vorbei 93% Reinheit . Aufgrund seiner instabilen Eigenschaften ist es hochradioaktiv und kann sich auf kritische Temperaturen erwärmen. Die erhöhten Temperaturen führen zu mehr Kernreaktionen im Uran. Dadurch wird mehr Strahlung freigesetzt. Die HEU ist seitdem ideal für Waffenes kann unglaublich heftig reagieren, was zu einer dezimierenden atomaren Explosion führt.
Die Instabilität ist notwendig, um die berüchtigten Explosionen zu erzeugen, für die Atomwaffen bekannt sind. Die Konzentration ist jedoch viel zu hoch, als dass kommerzielle Kernkraftwerke sie sicher handhaben könnten. Um in Kernbrennstoff umgewandelt zu werden, muss die HEU verdünnt werden.
HEU verdünnen
Vor Erreichen des Reaktors muss angereichertes Uran verdünnt werden, um seine Temperaturen zu senken, wodurch das Isotop weniger reaktiv wird. Bei diesem Verfahren wird das waffenfähige Material mit bereits verbrauchtem Kernbrennstoff gemischt. Das hochangereicherte Uran HEU von über 90% wird auf nur reduziert 5% Anreicherung. Die Zugabe von zusätzlichem Material verhindert eine gefährliche Überhitzung des Urans, was zu mehr Spaltung und mehr ionisierender Strahlung führt.
Der Prozess beginnt an der Atomwaffe. Das HEU-Metall muss vorsichtig von einem Gefechtskopf entfernt werden. Der Prozess ist äußerst gefährlich und erfordert Präzisionsmaschinen, um das Strahlungsmaterial zu zerlegen und zu handhaben. Die Strahlung ist viel zu groß, als dass ein Mensch sie ausführen könnteBetrieb. Nach dem Extrahieren wird das Metall zu Spänen verarbeitet, wo es dann oxidiert werden kann.
Uran ist gut löslich, dh es verdünnt sich leicht in Wasser. In oxidiertem Zustand wird es jedoch unlöslich. In Vorbereitung auf den Versand muss Uran oxidiert werden, damit das radioaktive Isotop im Falle eines Lecks nicht auslaugt undWasserquellen verunreinigen. Nach der Oxidation wird das Uran fluoriert.
Nach der Fluorierung wird das resultierende hochangereicherte Uranhexafluorid in einem Gasstrom mit leicht angereichertem Uran abgebrannter Kernbrennstoff gemischt, um LEU Low Enriched Uranium zu bilden, das für die Verwendung in kommerziellen Kernreaktoren geeignet ist.
Der Prozess der Umwandlung von Atomsprengkopf in Kernbrennstoff. [Bildquelle : NNSA ]
Bomben zur Energieerzeugung
Einmal zerlegt und auf eine sichere Betriebstemperatur verdünnt, kann das radioaktive Material, das einst in einer Kernwaffe enthalten war, in einem Kernkraftwerk verwendet werden. In den letzten zwei Jahrzehnten ist die Verwendung von zerlegtem Kernwaffenmaterial ein wesentlicher Bestandteil der Energie gewordenProduktion in den Vereinigten Staaten.
Die Materialien, die zu dem Zeitpunkt aus den Bomben für die Energieerzeugung geborgen wurden 50% des Kernbrennstoffs und ungefähr 10% des in den USA erzeugten Stroms.
„Es ist eine großartige, einfache Kraftstoffquelle“ sagt Marina V. Alekseyenkova Analyst bei Renaissance Capital und Experte für die russische Atomindustrie.
Megatonnen bis Megawatt entwaffnen 20.000 Atomwaffen
Über den Zeitraum von 20 Jahren hat das Programm eine Energieäquivalenz von über erzeugt. 200 Millionen Tonnen von fossilen Brennstoffen. Das Budget des Megaton-Megawatt-Programms wurde angesammelt 13 Milliarden US-Dollar Verdoppelung des Geldbetrags, der aus der aus dem recycelten Material gewonnenen Energie gewonnen wurde. Wirtschaftlich ist das Projekt gescheitert. Es war jedoch nie als Einnahmequelle gedacht.
Stattdessen diente das Programm als revolutionäre Plattform, um die Welt von der Fülle der Atomwaffen zu befreien, die vom Kalten Krieg übrig geblieben waren. Mit über 500 Tonnen von HEU aus nuklearen Arsenalen entfernt, überwachte das Projekt den Abbau von fast 20.000 Atomwaffen. Infolgedessen gilt es als eines der weltweit erfolgreichsten Programme zur Reduzierung nuklearer Bedrohungen .
Das Abkommen von Megatons zu Megawatt diente als Beweis dafür, dass Länder Differenzen anstelle eines größeren wirtschaftlichen und politischen Interesses lösen können. Die Verlagerung des Einsatzes von radioaktivem Material von Bomben zur Energieerzeugung stellt eine unglaubliche Alternative dar, um die Verbreitung von Atomsprengköpfen einzudämmen.
Eine Bombe kann eine Stadt stundenlang mit Strom versorgen
Im Jahr 2015 hielten die Vereinigten Staaten noch ungefähr 2000 eingesetzte Sprengköpfe, 2000 Reservesprengköpfe und 2000 warten darauf, zerlegt zu werden .
Nach a Studie unter der Leitung eines Studenten der Standford University, Nikolas Martelaro, hat nur eine Bombe genug Energie, um eine Stadt zu versorgen Stunden . Umwandlung der auf Nagasaki Fat Man genannt abgeworfenen Energie der Bombe in reine Energieerträge 8,4 × 10 13 Joule . Wenn nur 66% von der Energie, die als Wärme gewonnen werden kann, hat die Bombe genug Energie, um die Metropolregion Los Angeles mit Strom zu versorgen 1,1 Stunden .
In denselben Gesprächen schätzt Martelaro, dass, wenn die Energie aus dem in den USA eingesetzten Arsenal als Strom zurückgewonnen wird, die Energie ausreicht, um LA fast mit Strom zu versorgen. 8 Jahre .
Die USA und Russland halten immer noch Tausende weiterer Atomwaffen bereit, die auf die Abrüstung warten, und andere, die als Ersatzteile aufbewahrt werden. Die Verwendung eines Bruchteils des weltweiten Atomvorrats könnte die Welt für viele Jahre mit Strom versorgen, wenn die Länder bereit sind, daran teilzunehmen.
Zukunftsfähigkeit
Obwohl das Megaton-Megawatt-Programm den Abbau von Zehntausenden von Bomben erfolgreich überwachte, ohne die Bereitschaft anderer Länder, an ähnlichen Programmen teilzunehmen, wird das weltweite Atomarsenal weiterhin in großen Mengen verbleiben. Es sollte jedoch in den Händen bleibenvon Russland und den Vereinigten Staaten, ähnliche Initiativen zu leiten. Laut einer Studie von Stanford University ,
"Die 7.260 Sprengköpfe der Vereinigten Staaten und die 7.500 Sprengköpfe Russlands machen zusammen mehr als 90% der weltweiten Atomwaffen aus." Das Papier fährt fort: "Die rund 2.000 operativen Sprengköpfe, die jedes Land einsetzt, sind mehr als ausreichend, um den Planeten auszulöschen."
Ohne die Bildung eines Nuklearpakts zum Abbau von Atomwaffen ist es unwahrscheinlich, dass Länder, insbesondere andere als die USA und Russland, ihre Atomwaffenarsenale aktiv reduzieren, um Strom zu erzeugen. Obwohl ständig neue entmutigt werdenBei der nuklearen Entwicklung wird wahrscheinlich kein so umfassender nuklearer Abrüstungspakt in der Größenordnung des Megaton-Megawatt-Abkommens erforderlich sein.
Warum nuklear
Das Thema Nuklearwissenschaft wird in der Öffentlichkeit heftig diskutiert und häufig hinterfragt. Es ist jedoch ein kritischer Bestandteil der heutigen modernen Gesellschaft. Von Metalldetektoren über Feuermelder, medizinische Geräte bis hin zur Stromerzeugung ist die Nuklearwissenschaft ein wesentlicher Bestandteil vondie Funktionalität der modernen Zivilisation.
Obwohl mit der Nuklearwissenschaft viele Stigmata verbunden sind, bleibt die Kernenergie eine zuverlässige und sichere Alternative zur Produktion fossiler Brennstoffe. In der Geschichte gab es jedoch eine Handvoll Unfälle, die sich um Kernreaktoren drehten. Die beiden wichtigsten Pannen, die vonChyrnoble und Fukushima waren beide das Ergebnis strenger Verstöße gegen das Protokoll, die zur Verhinderung solcher Katastrophen gelten. Die Reaktoren waren veraltet, und die Regierungsbehörden ignorierten strenge Empfehlungen zur Verbesserung der Sicherheits- und Sicherungsmaßnahmen.
Druckwasserreaktor. [Bildquelle : Wikimedia Commons ]
Bei verantwortungsvollem Einsatz ist die Kernenergieerzeugung ein wirksames Mittel zur Energieerzeugung. In den USA macht sie ungefähr aus. 20% der gesamten Energieerzeugung. Es müssen jedoch noch Fortschritte bei der Unterbringung der erzeugten radioaktiven Abfälle erzielt werden. Die Technologie ist alles andere als perfekt, obwohl sie seit mehr als einem halben Jahrhundert weltweit eine beträchtliche Menge Strom liefert.
In Zukunft ist es mehr als wahrscheinlich, dass das Thema Kernenergieerzeugung noch viele Jahre hinterfragt wird. Die Technologien sollten jedoch hinterfragt werden, damit weitere Verbesserungen vorgenommen werden können.
Obwohl das Stigma bestehen bleibt, haben Kernreaktoren dazu beigetragen, die Welt von 20.000 Atomwaffen. Es wird jedoch erheblich mehr Anstrengungen erfordern, um den weltweiten Nuklearvorrat weiter zu reduzieren. Glücklicherweise ist er weiterhin rückläufig, aber angesichts der weltweit zunehmenden Spannungen kann man nur hoffen, dass ein Projekt so umfangreich ist wie das Megaton-Megawatt-Programmwird nicht wieder notwendig sein.
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Geschrieben von Maverick Baker