https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=NeutronenabsorberNeutronenabsorber - Versionsgeschichte2026-06-03T02:50:12ZVersionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale KopieMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Neutronenabsorber&diff=1302417&oldid=prev46.142.234.23: Text verweist auf nichtexistentes Bild, Erklärung unverständlich -> raus2024-04-15T14:20:24Z<p>Text verweist auf nichtexistentes Bild, Erklärung unverständlich -> raus</p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>Ein '''Neutronenabsorber''' ist in der [[Reaktorphysik]] ein Material, das der Kernspaltungs-[[Kettenreaktion (Kernphysik)|Kettenreaktion]] durch eine geeignete andere [[Kernreaktion]] freie [[thermische Neutronen]] entzieht. Mit Neutronenabsorbern lässt sich daher die Anzahl der Neutronen im Reaktorkern steuern, also der Verlauf der Kettenreaktion regulieren oder ganz unterbinden.<br />
<br />
Neutronenabsorber werden aber nicht nur in Reaktoren, sondern beispielsweise auch in [[Abschirmung (Strahlung)|Abschirmungen]] gegen Neutronen verwendet.<br />
<br />
== Verwendete Reaktionen ==<br />
[[Datei:Neutroncrosssectionboron.png|miniatur|hochkant=1.9|[[Wirkungsquerschnitt]] für Neutronenabsorption (schwarz: <sup>10</sup>B, blau: <sup>11</sup>B)]]<br />
Die verwendeten Kernreaktionen sind meist, aber nicht immer, vom Typ (n,γ), also [[Neutroneneinfang]]. Bei der Einfangreaktion entsteht [[Gammastrahlung]], bei anderen Absorptionsreaktionen werden geladene Teilchen freigesetzt.<br />
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;Beispiele:<br />
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: [[Cadmium]]:<br />
:: <sup>113</sup>Cd(n,γ)<sup>114</sup>Cd + 9,0 MeV<br />
: [[Bor]]:<br />
:: <sup>10</sup>B(n,α)<sup>7</sup>Li + 2,8 MeV<br />
<br />
Ein Cadmiumblech von 1&nbsp;mm Dicke verringert den durchtretenden thermischen [[Neutronenfluss]] etwa auf das 10<sup>−5</sup>-fache, also auf ein Hunderttausendstel.<br />
<br />
Bor wird meist in natürlicher Isotopenzusammensetzung (80,9 % <sup>11</sup>B und 19,1 % <sup>10</sup>B) als [[Borcarbid]] (B<sub>4</sub>C) in [[Granulare Materie|Granulat]]-Form verwendet.<ref>A. Ziegler, [[Hans-Josef Allelein|H.-J. Allelein]] (Hrsg.): ''Reaktortechnik: Physikalisch-technische Grundlagen''. 2. Auflage, Springer-Vieweg 2013, ISBN 978-3-642-33845-8, Seite 277</ref> Bei einer Dichte von z. B. 1,76 g/cm<sup>3</sup> (70 % der Dichte des massiven Materials) verringert eine 1 mm dicke Schicht dieses Materials den durchtretenden thermischen Neutronenfluss auf 6,9 %, also auf weniger als ein Zehntel.<br />
<br />
In Betonabschirmwänden wird [[Borax]] als [[Zuschlagstoff]] verwendet.<br />
<br />
== Reaktorsteuerung und -abschaltung ==<br />
[[Steuerstäbe|Reaktorsteuerstäbe]] enthalten Elemente mit großem Wirkungsquerschnitt für eine Absorptionsreaktion, beispielsweise Cadmium, [[Gadolinium]] oder Bor.<br />
<br />
In Leichtwasserreaktoren verwendet man neben Steuerstäben häufig die wasserlösliche [[Borsäure]] zur Regulierung der Reaktorleistung sowie zur Notabschaltung (Notborierung) des Reaktors im Falle einer Fehlfunktion der Steuerstäbe. Zur Notabschaltung wird der Reaktordruckbehälter mit stark borsäurehaltigem Wasser geflutet, um die Kettenreaktion sehr rasch zum Erliegen zu bringen.<ref>[[Kernkraftwerk Kosloduj#Störfälle|Notabschaltung des KKW Kosloduj im März 2006.]]</ref> Zu diesem Zweck kann auch das wasserlösliche [[Gadolinium(III)-nitrat]] verwendet werden.<ref name="researchgate.net">researchgate.net: [https://www.researchgate.net/publication/306424127_Effect_of_Gadolinium_nitrate_concentration_on_the_Corrosion_Compatibility_of_Structural_Materials_in_a_Proposed_Indian_Tube_Type_Boiling_Reactor Effect of Gadolinium nitrate concentration on the Corrosion Compatibility of Structural Materials in a Proposed Indian Tube Type Boiling Reactor (PDF Download Available)], abgerufen am 22. Januar 2017</ref><br />
<br />
== Neutronengifte ==<br />
Einige Neutronenabsorber entstehen im Reaktor als unvermeidliche Nebenprodukte. Ihre Wirkung muss während des Reaktorbetriebs durch entsprechendes Entfernen anderer Absorber ausgeglichen werden. Eines dieser sogenannten '''Neutronengifte''' ist das Xenon-Isotop <sup>135</sup>Xe, das durch die so genannte [[Xenonvergiftung]] nach einer Reaktorabschaltung für eine gewisse Zeit das Wiederanfahren unmöglich macht.<br />
<br />
== Neutronenabsorbierende Nuklide allgemein ==<br />
Außer den oben schon genannten Materialien sind z.&nbsp;B. [[Silber]], [[Indium]], [[Cobalt]], [[Hafnium]] und viele [[Seltene Erde]]n-Elemente relativ starke Neutronenabsorber.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
* [[Moderator (Physik)]]<br />
<br />
== Quellen ==<br />
<references/><br />
<br />
== Weblinks ==<br />
* [https://www.nndc.bnl.gov/qcalc/ "Q-value Calculator" vom NNDC und Wirkungsquerschnittdaten]<br />
* [https://publikationen.bibliothek.kit.edu/270000610 "Die homogene Vergiftung des Reaktors FR2 mit Borsäure"] (PDF; 2,1&nbsp;MB)<br />
<br />
[[Kategorie:Nukleares Material]]<br />
[[Kategorie:Reaktorsicherheit]]</div>46.142.234.23