Russische Herzschrittmacher mit Uran

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Papaloooo
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Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

...eine frage mal in die Runde gestellt, ich könnte es auch googlen, aber vielleicht interessiert es auch noch weitere, und wir haben hier einen schlauen Kopf der das auf Anhieb beantworten kann.

In Russland wurden eine Zeitlang immer Herzschrittmacher hergestellt, die ihnen ihre Energieversorgung durch Uran bekommen und außenrum mit Blei gegen die Strahlung abgekapselt sind.

Nun kenne ich die Energieversorgung mit Uran wie in einem Kernkraftwerk, in dem Wasser verdampft wird, oder im Satelliten bzw Raumsonden, wo mit einem Peltier-Element Wärme und Kälte in Kombination zu Energie gemacht wird.

Beides ist im Menschenkörper nicht machbar!
Wie erzeugt man aus radioaktiver Strahlung des Urans elektrischen Strom?
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Quatschki
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Quatschki »

Drauf so sprach Herr Lehrer Lämpel:
„Dies ist wieder ein Exempel!“
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Papaloooo
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Ja, aber wenn im Körper die Wärme eines Schrittmachers auf 42°C steigt,
dann wird es zu Gewebenekrosen kommen.
Man kann ja nur durch ein Energiegefälle Strom erzeugen.
Wenn man dabei aber auf der Körperwärme bleibt,
dann könnte man sich das Uran ja gleich sparen.
Mir ist immer noch nicht klar, wie man diese Energie im Körper erzeugt,
ohne dass dies zu Schädigungen im Körper zu führt.
Die schwache Radioaktivität weniger Gramm Uran kann man mit Blei gut abschirmen,
das Blei wiederum mit Edelstahl oder Titan vor dem Körper.

Aber wie genau wird der Strom erzeugt ohne einen nennenswerten Temperaturunterschied?
Und sollten 2°C Energieunterschied reichen,
stellt dann der Herzschrittmacher seine Arbeit ein, wenn der Patient Fieber bekommt?
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X3Q
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von X3Q »

Das nennt sich glaube ich Betavoltronik oder so. Da werden irgendwie Elektronen mittels Halbleiter eingefangen ... oder so.

—X
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X3Q
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von X3Q »

Die Dinger wurden doch auch bei uns verbaut? Gab es da nicht mal einen Bericht im TV?

—X
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Papaloooo
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

X3Q hat geschrieben:(27 Oct 2020, 20:58)

Die Dinger wurden doch auch bei uns verbaut? Gab es da nicht mal einen Bericht im TV?

—X
Soweit ich weiß nicht.
Das Problem ist oft in Krematorien,
denn diese Herzschrittmacher stehen oft nicht in den Arztberichten der Verstorbenen.
Das Blei schmilzt schnell und gibt dann das Uran frei.
So kann es dann sein, dass ganze Verbrennungsanlagen radioaktiv belastet sind,
und dann unter Strahlenschutzauflagen als Sondermüll entsorgt werden müssen.
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Papaloooo
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

X3Q hat geschrieben:(27 Oct 2020, 20:56)

Das nennt sich glaube ich Betavoltronik oder so. Da werden irgendwie Elektronen mittels Halbleiter eingefangen ... oder so.

—X
Ja so in etwas würde ich mir die Umwandlung in Strom auch vorstellen.
Die nicht im Halbleiter eingefangenen Elektronen werden dann weitgehend vom
ummantelnden Blei eingefangen.
Aber wenn das so ist,
weshalb kann dann das nicht auf für Uranspaltprodukte angewendet werden?
Auf diese Weise könnte ja dann auch noch radioaktiver Atommüll auf eine Jahrmillion Strom erzeugen.(?)
Die angefallenen Mengen sind ja nicht unerheblich!
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X3Q
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von X3Q »

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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Danke aber beantwortet meine letzte Frage noch nicht:

Wieso kann man denn dann den Atommüll nicht nutzen
für eine Energiequelle die viele Jahrtausende lang Strom erzeugt?

Also z.B. in der Innenwand eines Castors Halbleiter mit Phasenübergang,
und außen am Castor dann nur noch eine Buchse, wo man Strom entnimmt?

Auch wenn das Pro Behälter dann nur wenige Hundert Watt wären,
auf die Menge der Behälter und auf die Jahrtausende hochgerechnet
wäre das doch eine beachtliche Energielieferung!
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Tom Bombadil
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Tom Bombadil »

Nein, wir starten hier keine weitere Diskussion über Kernenergie, dazu haben wir bereits Stränge!
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Tom Bombadil hat geschrieben:(28 Oct 2020, 08:05)

Nein, wir starten hier keine weitere Diskussion über Kernenergie, dazu haben wir bereits Stränge!
Nunja mich interessiert das von der wissenschaftlichen Seite aus.
Nicht wegen Sinn und Unsinn der Kernenergie.
Aber gut, ich könnte dafür ein neues Thread eröffnen.

Oder ich stelle die Frage einfach allgemeiner:
Wenn man stark radioaktive Stoffe, also Spaltprodukte,
mit einer Schicht Halbleiter mit einem Phasenübergang ummantelt,
könnte man dann daraus mittels Betavoltronik wie bei den Uran-Herzschrittmachern,
eine nennenswerte Energiemenge an Elektrizität gewinnen?

Also: Lässt sich die radioaktive Stromerzeugung der veralteten Herzschrittmacher nach oben skalieren?
Falls nein, warum nicht?
Falls ja, weshalb ist noch niemand auf diese Idee gekommen?
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Teeernte
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Teeernte »

Papaloooo hat geschrieben:(28 Oct 2020, 15:38)

Nunja mich interessiert das von der wissenschaftlichen Seite aus.
Nicht wegen Sinn und Unsinn der Kernenergie.
Aber gut, ich könnte dafür ein neues Thread eröffnen.

Oder ich stelle die Frage einfach allgemeiner:
Wenn man stark radioaktive Stoffe, also Spaltprodukte,
mit einer Schicht Halbleiter mit einem Phasenübergang ummantelt,
könnte man dann daraus mittels Betavoltronik wie bei den Uran-Herzschrittmachern,
eine nennenswerte Energiemenge an Elektrizität gewinnen?

Also: Lässt sich die radioaktive Stromerzeugung der veralteten Herzschrittmacher nach oben skalieren?
Falls nein, warum nicht?
Falls ja, weshalb ist noch niemand auf diese Idee gekommen?
Die Nachteile//Kosten sind zu hoch.

Quatschkie`s Quelle...
Bevor es kleine und langlebige Batterien gab, wurden RTGs auf der Basis von 238Pu für die Versorgung von Herzschrittmachern eingesetzt.[21] Zwischen 1971 und 1976 wurden solche Herzschrittmacher auch in Deutschland implantiert. Sie enthielten 200 mg Plutonium.[22]

Schon vorher produzierte die Firma Biotronik einen Herzschrittmacher, der zur Energieerzeugung das Betavoltaik-Prinzip auf der Basis des Betazerfalls von 147Pm nutzte[23].
Ja ....in Japan gibts Kleine "Akw" , die auf der Basis von Strahlung arbeiten, für Einfamilienhäuser.
Obs zu kalt, zu warm, zu trocken oder zu nass ist:.... Es immer der >>menschgemachte<< Klimawandel. :D
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Aldemarin »

Der Wirkungsgrad derartiger Geräte ist geringer als der von herkömmlichen Kernkraftwerken.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Teeernte hat geschrieben:(28 Oct 2020, 20:42)

Die Nachteile//Kosten sind zu hoch.

Quatschkie`s Quelle...



Ja ....in Japan gibts Kleine "Akw" , die auf der Basis von Strahlung arbeiten, für Einfamilienhäuser.
Die Kosten sind nur einmalig.
Aber Spaltprodukte, die eingelagert werden,
könnten Strom über Jahrhunderttausende produzieren.
Die Kosten-Nutzen-Rechnung über extrem lange Zeitspannen sind dennoch positiv.

Es muss noch ein anderer Haken dran sein,
sonst würde man das tun.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Aldemarin hat geschrieben:(28 Oct 2020, 22:03)

Der Wirkungsgrad derartiger Geräte ist geringer als der von herkömmlichen Kernkraftwerken.
Herkömmliche Kernkraftwerke lassen sich aber schwieriger in einen Patienten implantieren.
Ansonsten: s.o.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Teeernte »

Papaloooo hat geschrieben:(29 Oct 2020, 06:12)

Die Kosten sind nur einmalig.
Aber Spaltprodukte, die eingelagert werden,
könnten Strom über Jahrhunderttausende produzieren.
Die Kosten-Nutzen-Rechnung über extrem lange Zeitspannen sind dennoch positiv.

Es muss noch ein anderer Haken dran sein,
sonst würde man das tun.
...und Du hast immer noch nicht Quatschkie`s Quelle gelesen.
Der von der Firma Biotronik 1970 produzierte Herzschrittmacher benutzte die durch den Betazerfall des natürlich vorkommenden Promethium-Nuklids 147Pm emittierten Elektronen zur Stromerzeugung (Betavoltaikbatterie) und erreichte damit immerhin eine theoretische Laufzeit von 10 Jahren bei geringerem Materialpreis und geringerem Gefährdungspotential im Vergleich zu Plutonium.[12]
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Teeernte hat geschrieben:(29 Oct 2020, 19:46)

...und Du hast immer noch nicht Quatschkie`s Quelle gelesen.
Doch, habe ich gelesen, aber das Promethium-Nuklid 147Pm ist ja nicht das einzige Element, von welchem Beta-Strahlung ausgeht.
Es gibt eine ganze Reihe von Uran-Zerfallsprodukten, von denen Beta-Strahlung ausgeht.
Dann bleibt für mich immer noch die Frage, wenn Beta-Strahlung doch mit relativ wenig Aufwand viele jahrtausende lang zu Strom umgewandelt werden kann, warum tut man es dann dort nicht, wo wesentlich höhere Stromausbeuten möglich sind?
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Kamikaze
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Kamikaze »

Mal von der Kaufmännischen Seite betrachtet:
Der Aufwand der betrieben werden müsste um bspw. einen Castorbehälter mit entsprechender Technik aus zu rüsten wäre so kostspielig, dass ein RoE (Return of Invest) erst am Sankt Nimmerleinstag gegeben wäre.
Angenommen diese Technologie würde in bspw. 100 Jahren tatsächlich genug nutzbaren Strom produziert haben um die Kosten zu decken (und in dieser Zeit hat es keine Schäden am System gegeben) - wer würde in etwas investieren, das erst nach so langer Zeit Gewinne verspricht?
Wenn man davon ausgeht, dass auch langlebige Elektronik nach etwa 40 Jahren einen Schaden erleidet (zum Vergleich: bei PV-Wechselrichtern geht man nach etwa 15 Jahren durchschnittlich von einem Totalschaden aus), verschiebt sich der RoI nochmals wesentlich in die Zukunft - manchmal soweit, dass ein RoI gar nicht mehr möglich ist (Reparaturkosten > Verkaufserlös).

Tl;dr: Es lohnt sich einfach nicht.
Energiewende: https://graslutscher.de/how-to-energiew ... herkommen/
PV-Forum: https://www.photovoltaikforum.com/

ignoriert: Realist2014, JJazzgold, Dieter W.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Teeernte »

Papaloooo hat geschrieben:(29 Oct 2020, 19:53)

Doch, habe ich gelesen, aber das Promethium-Nuklid 147Pm ist ja nicht das einzige Element, von welchem Beta-Strahlung ausgeht.
Es gibt eine ganze Reihe von Uran-Zerfallsprodukten, von denen Beta-Strahlung ausgeht.
Dann bleibt für mich immer noch die Frage, wenn Beta-Strahlung doch mit relativ wenig Aufwand viele jahrtausende lang zu Strom umgewandelt werden kann, warum tut man es dann dort nicht, wo wesentlich höhere Stromausbeuten möglich sind?
Heutzutage musst du eine Wache danebenstellen - Terrorgefahr.

4 Schichten. Oder einen Safe bauen (Terroristensicher//Fort Nox)

Die Wächentliche Kontrolle kostet ca 2000 Eu - Ein Sachverständiger mit Anreise und Messgerät.

Strom gewinnst Du 100 W am Tag. In 20 Jahren MUSST Du die Gehäuse wechseln....entsorgen NEU machen...

der Strom kostet die kWh 30 cent. das macht Dein Tower in 10 Tagen.

10 Jahre...365 Tage - 100W....- 365000 Wh...365 kWh - 109 Euro - aus der Steckdose....
Obs zu kalt, zu warm, zu trocken oder zu nass ist:.... Es immer der >>menschgemachte<< Klimawandel. :D
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Teeernte hat geschrieben:(30 Oct 2020, 13:56)

Heutzutage musst du eine Wache danebenstellen - Terrorgefahr.

4 Schichten. Oder einen Safe bauen (Terroristensicher//Fort Nox)

Die Wächentliche Kontrolle kostet ca 2000 Eu - Ein Sachverständiger mit Anreise und Messgerät.

Strom gewinnst Du 100 W am Tag. In 20 Jahren MUSST Du die Gehäuse wechseln....entsorgen NEU machen...

der Strom kostet die kWh 30 cent. das macht Dein Tower in 10 Tagen.

10 Jahre...365 Tage - 100W....- 365000 Wh...365 kWh - 109 Euro - aus der Steckdose....
Atomare Endlager müssen ohnehin geschützt sein.
Nun, über die Strommenge müsste man die Experten befragen.
Ebenfalls darüber, ob sich Halbleiter durch Betastrahlung nennenswert zersetzen.
Betavoltronik nutzt ja Elektronen so wie die Solaranlagen Photonen.
Solaranlagen halten ja recht lange.

Aber ja, wenn man diese beiden Faktoren wirklich kennen würde, (Energieausbeute + Langlebigkeit)
dann wäre das ein klarer Beleg dafür,
weshalb diese Form der Stromgewinnung hochskaliert vom Herzschrittmacher unlukrativ wäre.

Vielleicht finde ich darüber was im Internet.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Kamikaze hat geschrieben:(30 Oct 2020, 07:34)

Mal von der Kaufmännischen Seite betrachtet:
Der Aufwand der betrieben werden müsste um bspw. einen Castorbehälter mit entsprechender Technik aus zu rüsten wäre so kostspielig, dass ein RoE (Return of Invest) erst am Sankt Nimmerleinstag gegeben wäre.
Angenommen diese Technologie würde in bspw. 100 Jahren tatsächlich genug nutzbaren Strom produziert haben um die Kosten zu decken (und in dieser Zeit hat es keine Schäden am System gegeben) - wer würde in etwas investieren, das erst nach so langer Zeit Gewinne verspricht?
Wenn man davon ausgeht, dass auch langlebige Elektronik nach etwa 40 Jahren einen Schaden erleidet (zum Vergleich: bei PV-Wechselrichtern geht man nach etwa 15 Jahren durchschnittlich von einem Totalschaden aus), verschiebt sich der RoI nochmals wesentlich in die Zukunft - manchmal soweit, dass ein RoI gar nicht mehr möglich ist (Reparaturkosten > Verkaufserlös).

Tl;dr: Es lohnt sich einfach nicht.
Stimmt schon,
anderseits würde ich befürworten, dass die Spaltprodukte nicht einzementiert werden,
wie es die Norweger machen.
Mag sein, dass unsere Nachfahren darin eine wertvolle Energiequelle entdecken,
und eine weit größere Energiemenge herausholen können, als wir das heute tun.

Außerdem ist vielleicht künfig die Wiederaufbereitung dermaßen erfolgreich,
dass nur noch Spaltprodukte mit viel kürzerer Halbwertszeit übrig bleiben.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Enas Yorl »

Papaloooo hat geschrieben:(30 Oct 2020, 15:46)Atomare Endlager müssen ohnehin geschützt sein.
Du müsstest dafür das Material erst einmal aufarbeiten, passend in Form bringen, geeignete Gehäuse bauen, Kollektoren für Betastrahlung, Sicherheitsaufladen, etc. pp.. Dabei bekommst du deutlich weniger elektrische Energie, als der radioaktive Müll als Wärme abgibt. Und ja, die thermische Auswertung lohnt sich auch nicht, ausgenommen in Raumsonden oder Marsrovern. Betavoltaik-Wandler haben einen Wirkungsgrad von etwa 7% (ohne das dabei die Zerfallswärme eine Rolle spielt).

Kaufmännisch ist das ganze eine Katastrophe, wer investiert schon Millionen um für das Geld ein paar 100 Watt an Dauerleistung zu bekommen. Das lohnt sich nur in der Raumfahrt.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Papaloooo »

Enas Yorl hat geschrieben:(30 Oct 2020, 16:29)

Du müsstest dafür das Material erst einmal aufarbeiten, passend in Form bringen, geeignete Gehäuse bauen, Kollektoren für Betastrahlung, Sicherheitsaufladen, etc. pp.. Dabei bekommst du deutlich weniger elektrische Energie, als der radioaktive Müll als Wärme abgibt. Und ja, die thermische Auswertung lohnt sich auch nicht, ausgenommen in Raumsonden oder Marsrovern. Betavoltaik-Wandler haben einen Wirkungsgrad von etwa 7% (ohne das dabei die Zerfallswärme eine Rolle spielt).

Kaufmännisch ist das ganze eine Katastrophe, wer investiert schon Millionen um für das Geld ein paar 100 Watt an Dauerleistung zu bekommen. Das lohnt sich nur in der Raumfahrt.
Das stimmt, ein Peltier-Element braucht eine möglichst hohe Temperaturdifferenz um effektiv zu sein, am besten auf der einen Seite die -270°C des Weltalls auf der anderen Seite die ca. 50°C des radioaktiven Materials.

Wobei noch interessant wäre, wie du auf ein paar 100W kommst?
Die Castoren V/19 und V/52 haben ein radioaktives Inventar bis zu einer Nachzerfallsleistung von 39 kW.
Angenommen die Hälfte der Zerfallsleistung ist nicht Wärme,
sondern Beta-Zerfall hätten wir noch 19.500 W.
(Ich nehme 50%, denn hier fehlen mir noch die Zahlen)
Nehme ich nun einen Wirkungsgrad von 7% (wie du oben schreibst),
dann hätten wir eine Stromausbeute von 1.365 W.
Dauerhaft und das für nur einen Castor, wir haben (derzeit) 243 Stück davon.

Das wären dann 331.695 Watt, also 0,332 Megawatt und das auf Dauer.

Zum Vergleich:
Es entspräche einem Laufwasserkraftwerk mit der Stauhöhe 2 Meter bei einer Durchströmung von 20 m3 Wasser /sek.
Damit ergibt sich eine Leistung von P = 20 m3/s · 2 m · 8,5 kN/m3
Ich hoffe, ich habe jetzt richtig gerechnet. :rolleyes:

Aber wie gesagt, vielleicht findet man in wenigen Jahrzehnten Halbleiterdotierungen die den Beta-Zerfall viel lukrativer in Energie umsetzen können.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Enas Yorl »

Papaloooo hat geschrieben:(30 Oct 2020, 17:15)Wobei noch interessant wäre, wie du auf ein paar 100W kommst?
Das war lediglich eine Schätzung in Bezug Kosten/Energieleistung, nicht bezogen auf eine Materialmenge.
Papaloooo hat geschrieben:(30 Oct 2020, 17:15)Die Castoren V/19 und V/52 haben ein radioaktives Inventar bis zu einer Nachzerfallsleistung von 39 kW.
Dir ist klar das du hier nicht einfach einen Castorbehälter hinstellen kannst (dieser schluckt z.B. einen Großteil der Betastrahlung seines Inhaltes selbst). Sondern das Material aufarbeiten musst, und in entsprechende Behälter (mit maximal größer Oberfläche) einbetten musst. Allein diese Arbeit an z. B. 100kg radioaktiven Material wird dich viele Millionen Euro kosten. Ganz zu schweigen von den Papierkram, den Gutachten, Sicherheitsauflagen und den TÜV. Und da haben wir noch nicht von dem Generator gesprochen, dem Gebäude, Personal etc & co.

Alternativ kannst du einfach nur mit dem Geld auf einen Hektar Solarzellen aufstellen, samt Batteriespeicher im Container und Netzanschluss. Das kommt dich viel günstiger bei weit mehr Energieleistung, und schneller umgesetzt ist das auch.
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Re: Russische Herzschrittmacher mit Uran

Beitrag von Tom Bombadil »

Da hier nicht mehr über "Russische Herzschrittmacher mit Uran" diskutiert wird, schließe ich das Thema. Ich bin ja wirklich tolerant, was Abschweifungen angeht, aber das hier geht zu weit, trotz meiner Aufforderung.
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