Quelltext der Seite Transmutation

{{Dieser Artikel|behandelt die Umwandlung von chemischen Elementen oder von Radionukliden. Zur biologischen Theorie des Artenwandels siehe [[Transmutation der Arten]].}}
Die '''''Transmutation''''' (aus dem [[lateinische Sprache|lateinischen]] ''{{lang|la|transmutatio}}'': Verwandlung), auch '''Kernumwandlung'''<ref name="Wissen.de-Eintrag zur Kernumwandlung">[//www.wissen.de/lexikon/Kernumwandlung Kernumwandlung] – im ''[[Wissen.de]]-Lexikon'', 2021</ref><ref>[//www.dwds.de/wb/Kernumwandlung Kernumwandlung] – ''[[Digitales Wörterbuch der deutschen Sprache|DWDS]]'', 2021</ref> sowie '''''Element''umwandlung'''<ref>''[//www.dwds.de/wb/Transmutation Transmutation]'' – ''DWDS'', 2021; dort auch genauer mit „''Element''umwandlung“</ref> oder kurz '''Umwandlung'''<ref>''[//www.wissen.de/lexikon/Transmutation Transmutation]'' – im ''Wissen.de-Lexikon'', 2021; „die kernphysikalische '''Umwandlung''' …“</ref><ref>''[//de.pons.com/übersetzung/deutsche-rechtschreibung/Transmutation Transmutation]'' – ''[[PONS-Wörterbücher|Pons]]'', 2021</ref> genannt, ist die Veränderung eines [[Chemisches Element|chemischen Elementes]] in ein anderes. Im Kern des Atoms verändert sich dabei die [[Ordnungszahl|Protonenzahl]].

Eine Elementumwandlung ist mit [[Chemie|chemischen]] Mitteln nicht möglich. Sie erfolgt bei verschiedenen Arten von [[Radioaktivität|radioaktiven Zerfällen]] und [[Kernreaktion]]en; auch dies wird manchmal ganz allgemein Transmutation genannt.<ref>[http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1921/soddy-lecture.pdf F. Soddy: Nobelpreis-Vortrag 1922], Seite 372</ref><ref>J. Bleck-Neuhaus: ''Elementare Teilchen''. 2. Auflage, Springer 2013, ISBN 978-3-642-32578-6, Seite 692</ref><ref>J.-L. Basdevant, J. Rich, M. Spiro: ''Fundamentals in Nuclear Physics''. Springer 2004, ISBN 0-387-01672-4, Seiten 43, 247</ref> Elementumwandlungen durch Kernreaktionen finden im großtechnischen Maßstab vor allem bei der Energiegewinnung in [[Kernreaktor]]en als [[Nebenprodukt|Neben-]], meistens jedoch als [[radioaktiver Abfall|Abfallprodukt]] statt. Es gibt Konzepte, radioaktive Abfälle in ihrer Gefährlichkeit durch Transmutation zu verringern.

Auch medizinische Radionuklide für den Einsatz in der [[Nuklearmedizin]] sowie die Materialien für Thermoisotopengeneratoren („[[Atombatterie]]“) werden üblicherweise durch (gezielte) Transmutation gewonnen, wahlweise in Kernspaltungsreaktoren oder in Teilchenbeschleunigern bzw. mittels [[Spallation#Nukleare Spallation|Spallation]]. Eine in kleinem Maßstab demonstrierte, aber bisher großtechnisch nicht ökonomische Möglichkeit ist auch die Transmutation geringwertiger oder sogar als „Abfall“ angesehener Materialien zu höherwertigen Materialien, hauptsächlich [[Edelmetall]]en. Dieser „reale [[Stein der Weisen]]“ gelang erstmals [[Glenn Seaborg]], als er im Labormaßstab Quecksilber zu Gold transmutierte, jedoch zu Kosten, die den Wert des produzierten Goldes um Größenordnungen überstiegen.

== Geschichte ==
Für [[Alchemie|Alchemisten]] war mit Transmutation die angestrebte Verwandlung unedler Metalle wie [[Blei]] oder [[Quecksilber]] in [[Gold]] oder [[Silber]] gemeint. Ein Hilfsmittel war der [[Stein der Weisen]].

Die erste Kernumwandlung wurde 1919 von ''[[Ernest Rutherford]]'' durchgeführt,<ref name="Wissen.de-Eintrag zur Kernumwandlung"/> nach dem später das Element ''[[Rutherfordium]]'' benannt wurde.

== Transmutation in der Nuklear-Entsorgung ==
[[Datei:Nuclear Waste Decay Data.jpg|mini|[[Radiotoxizität]] der verschiedenen Bestandteile des Atommülls heutiger Leichtwasserreaktoren]]
Seit den 1990er Jahren werden als Transmutation spezielle Techniken bezeichnet, mit denen [[radioaktiver Abfall]] in seiner Gefährlichkeit verringert werden soll, indem durch Kernreaktionen mit freien [[Neutron]]en die besonders langlebigen radioaktiven Bestandteile in kürzerlebige verwandelt werden. Hauptsächlich geht es dabei um die [[Transuranabfall|minoren Actinoide]] [[Neptunium]], [[Americium]] und [[Curium]] – genauer: die [[Nuklid]]e Np-237, Am-241, Am-243 und Cm-245 – mit ihren besonders langen [[Halbwertszeit]]en. In manchen der Konzepte soll auch [[Plutonium]] mit umgewandelt werden, obwohl Plutonium auch in Form von Uran-Plutonium-[[MOX-Brennelement|MOX-Brennstoff]] in heutigen (2015) Kernkraftwerken genutzt werden kann. Allerdings ist das Isotop Plutonium-240 weder fissil noch fertil und reichert sich (durch [[Neutroneneinfang]] von Plutonium-239, welches üblicherweise nach Einfang eines Neutrons eine Kernspaltung durchführt, aber auch zu Pu-240 transmutiert werden kann und dieser Vorgang geschieht häufiger als der Neutroneneinfang von Pu-240 zu Pu-241.) in abgebrannten MOX-Brennstäben an, so dass der Plutonium-Anteil verbrauchter MOX-Brennstäbe üblicherweise als stark radioaktiver Abfall entsorgt und nicht weiter genutzt wird. Bestimmte Konzepte<ref name="Bowman92">C. D. Bowman et al.: Nuclear energy generation and waste transmutation using an accelerator-driven intense thermal neutron source. ''Nuclear Instruments and Methods A'' Bd. 320 (1992) Seite 336–367</ref><ref name="Bowman98">[http://staff.ustc.edu.cn/~qunwang/temp/bowman-annurev-nucl-48-1-505.pdf C. D. Bowman: Accelerator driven systems for nuclear waste transmutation. ''Annual Review of Nuclear and Particle Science'' Bd. 48 (1998) Seite 505–556]</ref> sehen zusätzlich die Transmutation langlebiger [[Spaltprodukt]]e vor.

=== Partitionierung ===
Vor der Transmutation müssen bei den meisten Verfahren zunächst die zu bearbeitenden Anteile – also die minoren Actinoide, je nach gewählter Strategie zusammen mit dem Plutonium und evtl. den Spaltprodukten – aus dem gebrauchten ([[Abbrand (Kerntechnik)|''abgebrannten'']]) Reaktorbrennstoff abgetrennt werden. Für diese ''Partitionierung'' ([[Partitioning]]) müssen chemische Verfahren entwickelt werden, die über die existierenden [[Wiederaufarbeitung]]sverfahren, z.&nbsp;B. den [[PUREX-Prozess]], hinausgehen. Erforscht werden neben [[Hydrometallurgie|hydrometallurgischen]]<ref>C. Madic et al.: PARTNEW, new solvent extraction processes for minor actinides. Bericht CEA-R-6066, Commissariat à l'Énergie Atomique, 2004</ref> auch [[Pyrometallurgie|pyrometallurgische]] Verfahren, nämlich elektrochemische Prozesse in einer Salzschmelze.<ref>Renn (s. Literaturliste) Seite 120–123</ref>

=== Geeignete Transmutationsreaktion: Kernspaltung oder Neutroneneinfang ===
Die vorherrschenden Reaktionen der Actinoide mit Neutronen sind [[Kernspaltung]] und [[Neutroneneinfang]]. Die Spaltung ist der zur Halbwertszeitverkürzung erwünschte Prozess; er liefert zugleich auch noch nutzbare Energie. Der Neutroneneinfang erzeugt dagegen nur das nächstschwerere, manchmal ebenfalls langlebige Nuklid. Zwar ist Neutroneneinfang üblicherweise auch exotherm, jedoch ist die dabei frei werdende Energie um ca. den Faktor 20 geringer als jene, die bei der Kernspaltung frei wird.

Der Spaltungs-[[Wirkungsquerschnitt]] von Nukliden mit gerader Neutronenzahl für einfallende [[thermisches Neutron|thermische Neutronen]] ist klein und wächst erst für Neutronenenergien oberhalb ca. 1 [[Elektronenvolt|MeV]] stark an. Der Einfangquerschnitt ist dagegen bei allen Nukliden für thermische Neutronen am größten. Deshalb werden zur Transmutation überwiegend Anlagen mit einem „schnellen“, also nicht [[Moderator (Physik)|moderierten]] [[Neutronenspektrum]] in Betracht gezogen.<ref>Renn (s. Literaturliste) Seite 117</ref> Je nach Material ([[Transuranabfall]] eignet sich vorwiegend zur Spaltung, [[Spaltprodukt]]e sind oft hauptsächlich durch [[Neutroneneinfang]] (und darauf folgenden Zerfall, zumeist [[Beta-Zerfall]]) sinnvoll transmutierbar) sind daher teilweise auch thermische Neutronenspektren erforderlich, so dass ein einzelner Reaktor oder ein einzelnes Konzept schwerlich ''alle'' Abfälle sinnvoll transmutieren kann.

=== Transmutation mit kritischen Reaktoren ===
==== Minore Actinoide ====
Reaktoren mit schnellen Neutronen können zur Transmutation der minoren Aktinoide genutzt werden. Dazu gab es bereits Experimente, beispielsweise im [[Kernkraftwerk Phénix]] in [[Frankreich]] und in der Anlage EBR-II<ref>Experimental Breeder Reactor II im [[Argonne National Laboratory]] [[:en:Experimental Breeder Reactor II|Experimental Breeder Reactor II]]</ref> in USA.<ref>M. K. Meyer et al., „The EBR-II X501 minor actinide burning experiment“, nachträgliche Auswertung, erschienen in ''Journal of Nuclear Materials'' 392, S. 176–183 (2009)</ref>

Auch für das Konzept des [[Dual-Fluid-Reaktor]]s wird die Einsatzmöglichkeit zur Transmutation erwähnt.<ref>Internetseite über den Dual Fluid Reaktor, [https://dual-fluid-reaktor.de/technical/comparison/]</ref>

Ein von Anfang an auf Transmutation und gleichzeitige Energiegewinnung ausgelegtes Projekt war [[ASTRID (Reaktor)|ASTRID]] (Advanced Sodium Technological Reactor for Industrial Demonstration), ein in Frankreich geplantes 600-Megawatt-Kernkraftwerk mit natriumgekühltem Reaktor der [[Generation IV International Forum|IV. Generation]].<ref>C. Latgé: ''The ASTRID project: status and prospects towards the conceptual phase'', Mai 2014 {{Webarchiv|url=http://neutron.kth.se/esnii-lectures/ASTRID%20-%20Latge.pdf |wayback=20160305201432 |text=Archivierte Kopie}}</ref>

Das Astrid-Projekt wurde 2019 vorläufig eingestellt, eine Weiterführung des Projekts in der zweiten Hälfte des jetzigen Jahrhunderts ist angedacht.<ref>https://www.lemonde.fr/economie/article/2019/08/29/nucleaire-la-france-abandonne-la-quatrieme-generation-de-reacteurs_5504233_3234.html</ref> Auch andere existierende oder im Bau befindliche schnelle Reaktoren, z.&nbsp;B. die russischen Brutreaktortypen [[BN-Reaktor|BN-800 und BN-1200]], können so betrieben werden.

Die Transmutation von minoren Aktinoiden in schnellen Reaktoren kann allerdings zu Sicherheitsproblemen führen, weil bei der Spaltung vermehrt unverzögerte Neutronen erzeugt werden, durch die der Reaktor prompt kritisch werden kann. Im BN-800-Reaktor ist deshalb zurzeit nur die Transmutation der in einem Jahr anfallenden minoren Aktinoide eines 1-GW-Kernkraftwerks möglich. An der Steigerung der Menge wird geforscht. Dazu ist es notwendig, das Uran-238 vollständig aus dem Reaktorkern zu entfernen und durch einen – gegenüber [[Neutronenstrahlung]] – inerten Platzhalter zu ersetzen. In diesem Falle wäre es möglich, 90&nbsp;kg minore Aktinoide im Jahr zu transmutieren, den Ausstoß von etwa fünf Leichtwasserreaktoren der 1-GW-Klasse.<ref>The Use of Sodium-Cooled Fast Reactors for Effectively Reprocessing Plutonium and Minor Actinides [https://www.nap.edu/read/11320/chapter/8#65]</ref>

Dies ist jedoch nicht sinnvoll, da der weitaus größte Teil des Atommülls aus U238 besteht (ca. 93%). Für eine komplette Beladung des BN-800 braucht man rund 15 t Material, davon etwa 20,5 % Plutonium, der Rest ist größtenteils Uran-238. Dieses Material könnte auch aus aufbereiteten alten Brennstäben von Atomkraftwerken stammen. Bei 10 % Abbrand hätte sich die eingesetzte Menge nach dem Zyklus um 1,5 t verringert und in relativ kurzlebige Spaltprodukte und neues Plutonium verwandelt.

==== Spaltprodukte ====
Die Transmutation langlebiger Spaltprodukte (z.&nbsp;B. [[Selen]]-79, [[Zirconium]]-93, [[Technetium]]-99, [[Palladium]]-107, [[Iod]]-129 und [[Cäsium]]-135) ist wegen der sehr geringen Einfangquerschnitte im schnellen Neutronenspektrum anspruchsvoll. Je nach Nuklid kommen allerdings auch andere Reaktionen, vor allem (n,alpha)-Reaktionen, in Betracht. In den 1990er Jahren wurde an dem Versuchsreaktor [[ALMR]] in [[Hanford Site|Hanford]] – mit schnellem Neutronenspektrum – die Transmutation von Technetium-99 in kurzlebige Spaltprodukte demonstriert. Es konnte deutlich mehr Technetium-99 transmutiert werden, als gleichzeitig erzeugt wurde.<ref>S.F.Kessler, „Reduction of the sodium-void coefficient of reactivity by using a technetium layer“, Westinghouse Hanford Company (1993) [https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/25/010/25010983.pdf]</ref>

Auch thermische Neutronen wären zur Transmutation nicht effizient, da in diesem Falle Bestrahlungszeiten von weit mehr als 100 Jahren erforderlich würden. Es gibt Überlegungen, das Spektrum schneller Reaktoren durch geeignete [[Moderator (Physik)|Moderatoren]] für die Spaltprodukttransmutation zu optimieren.<ref>Chiba, S., Wakabayashi, T., Tachi, Y. et al.: Method to Reduce Long-lived Fission Products by Nuclear Transmutations with Fast Spectrum Reactors. ''Scintific Reports'' 7, 13961 (2017). [[doi:10.1038/s41598-017-14319-7]]</ref>

Insgesamt ist anzumerken, dass langlebige Spaltprodukte (hauptsächlich Technetium-99 und Cäsium-135) gegenüber Plutonium-239, Uran-235/238 oder minoren Aktinoiden eine um mehrere Größenordnungen geringere [[Radiotoxizität]] haben, wie obiger Abbildung zu entnehmen ist.<ref>Long-lived Fission Products, www.radioactivity.eu, abgerufen am 18. Dezember 2019 [http://www.radioactivity.eu.com/site/pages/Long_Lived_Fission_Products.htm]</ref>

===== Technetium =====
Technetium-99 fällt neben seiner Rolle als Spaltprodukt in Kernreaktoren auch als Endprodukt der medizinischen Nutzung seines [[Kernisomer]]s Technetium-99m an. Nachdem Technetium-99m zu „normalem“ Technetium-99 zerfallen ist, hat es keinen bekannten Nutzen mehr und kann auch nicht – bei vertretbarem Aufwand – zu Technetium-99m rückumgewandelt werden. Allerdings führt [[Neutroneneinfang]] von Technetium-99 zur Entstehung von kurzlebigem Technetium-100, das zum stabilen Isotop Ruthenium-100 des wertvollen Platingruppen-Metalls [[Ruthenium]] zerfällt. Hier wäre also mit der Zerstörung des „Abfalls“ gleichzeitig die Erzeugung eines wertvollen Produktes verbunden. Der Neutroneneinfangsquerschnitt ist abhängig von der Energie der einfallenden Neutronen und beträgt zum Beispiel bei geringen Energien im Bereich von 1 [[Elektronenvolt]] etwa 10 [[Barn]].<ref>https://www.oecd-nea.org/janisweb/book/neutrons/Tc99/MT102/renderer/422</ref>  Gelänge es, eine hinreichend starke [[Neutronenquelle]] hinreichend preiswert zu produzieren, wäre der Preis des erzeugten Rutheniums alleine genug, um die Abtrennung und Transmutation des Technetiums zu refinanzieren. Mit Stand 2022 ist mit einer solchen Neutronenquelle nicht zu rechnen, jedoch könnten Fortschritte in der [[Kernfusion]] dies in der Zukunft ändern.

=== Transmutation mit beschleunigergetriebenen Reaktoren ===
{{Hauptartikel|Accelerator Driven System}}
Im Brennstoff kritischer Reaktoren dürfen die minoren Actinoide nur eine geringe Beimischung bilden, denn wegen ihres zu kleinen [[Vierfaktorformel|Generationenfaktors]] wird sonst die Kritikalität nicht erreicht. Diese Beschränkung entfällt aber, wenn der Reaktor [[Kernreaktor#Unterkritisch arbeitende Reaktoren|unterkritisch]] mit einer äußeren, von einem [[Teilchenbeschleuniger]] „getriebenen“ Neutronenquelle betrieben wird. Mit der Entwicklung der Spallations-Neutronenquellen sind [[Leistungsreaktor]]en dieser Art in den Bereich des Möglichen gerückt. Solche ''Accelerator Driven Systems'' (ADS) könnten alle überhaupt spaltbaren Nuklide energieliefernd verwerten.<ref name="Bowman92" /><ref>W. T. Hering: ''Angewandte Kernphysik: Einführung und Übersicht''. Teubner 1999, ISBN 978-3-519-03244-1, Seite 303</ref>

Zwei Konzepte sind besonders bekannt geworden: das Konzept von Bowman u. M.<ref name="Bowman92" /><ref name="Bowman98" /> und der ''Energy amplifier'' (Energieverstärker) nach [[Carlo Rubbia]] u. M. (manchmal auch als „Rubbiatron“ bezeichnet).<ref name="Rubbia93">F. Carminati, C. Rubbia et al.: An energy amplifier for cleaner and inexhaustible nuclear energy production driven by a particle beam accelerator. Bericht CERN/AT/93-47 (ET) (1993)</ref><ref name="Rubbia">C. Rubbia et al., ''Conceptual Design of a fast neutron operated High Power Energy Amplifier.'' Bericht CERN/AT/95-44 (ET) (1995)</ref> Bowmans Vorschlag ist der technologisch anspruchsvollere und „radikalere“ (mit Transmutation auch der Spaltprodukte). Er hat aber – zumindest bis 2013 – nicht zu detaillierten Entwicklungsarbeiten geführt.<ref>Renn (s. Literaturliste) Seite 199</ref> Rubbias Vorschlag hält sich näher an schon erprobte Technologien.

Die europäische ADS-Demonstrationsanlage [[MYRRHA]] (Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications) soll im [[Studienzentrum für Kernenergie|Forschungszentrum Mol]] in Belgien errichtet werden und etwa 2030 in Betrieb gehen.<ref>A. Mueller, H. Abderrahim: Transmutation von radioaktivem Abfall. ''Physik Journal'' Heft 11/2010, Seite 33–38</ref><ref>{{Webarchiv | url=http://www.myrrha.sckcen.be/ | wayback=20150219055701 | text= MYRRHA home page}}</ref><ref>[http://www.euronuclear.org/e-news/e-news-21/myrrha.htm Über MYRRHA]</ref>

Eine ADS-Versuchsanlage am Beschleunigerzentrum [[J-PARC]] in Japan ist im Bau und sollte den Betrieb mit Transmutationsbrennstoff etwa 2020 aufnehmen.<ref>T. Sasa: Status of J-PARC transmutation experimental facility (2008) [https://www.oecd-nea.org/pt/iempt10/presentation/SV03Sasa.pdf]</ref> Das geschah bisher noch nicht (Stand: 01/2022).
=== Thorium-Brennstoffzyklus ===
Die „Entsorgung“ von Plutonium ohne dabei neues Plutonium zu erzeugen ist möglich, indem man anstatt <sup>238</sup>U (aus welchem unweigerlich Plutonium entsteht) als „Füllmaterial“ in Plutoniumhaltigen Brennstoff [[Thorium]] verwendet. <sup>232</sup>Th wird durch Neutroneneinfang und anschließenden Betazerfall zu spaltbarem <sup>233</sup>U. „Abgebrannter“ thoriumhaltiger Brennstoff kann daher mehr spaltbares Material enthalten als der frische Brennstoff. Thorium ist als – heute zumeist unerwünschter – Bestandteil des [[seltene Erden|Seltenerderzes]] [[Monazit]] reichlich und preiswert vorhanden, da vormalige Nutzungen wie als [[Glühstrumpf]] kaum mehr Verwendung finden. Allerdings entsteht bei Verwendung von Thorium hochradioaktives <sup>232</sup>U, das (bzw. dessen Zerfallsprodukte) erhebliche Mengen Gammastrahlung abgibt. Dies erfordert besonders komplexe Apparaturen für die Wiederaufarbeitung von Thorium-Brennstoff und den Transport „abgebrannter“ Brennelemente sowie einen hohen Automatisierungsgrad. Der Thorium-Brennstoffkreislauf ist prinzipiell mit kritischen wie unterkritischen, schnellen wie thermischen Reaktoren denkbar und kann Brutzahlen >1 auch mit thermischen Neutronen erreichen. Jedoch wird er oft mit [[Flüssigsalzreaktor]]en in Verbindung gebracht, die prinzipiell auch mit Uran betrieben werden können und welche sowohl im schnellen als auch im thermischen Neutronenspektrum operieren können. Oftmals ist bei Verwendung von flüssigen Salzen als Brennstoff „kontinuierliche Wiederaufarbeitung“ angedacht, bei welcher wenigstens ein Teil der Spaltprodukte kontinuierlich bei laufendem Betrieb abgetrennt wird und frischer „Brennstoff“ (meist in Form von Thorium aber prinzipiell in Form diverser Actinoide denkbar) zugeführt wird. Der Einsatz von Thorium wurde unter anderem im [[Kernkraftwerk Shippingport]], dem ersten ans öffentliche Stromnetz angeschlossenen Kernkraftwerk der USA, erfolgreich demonstriert.

== Verwertung von Waffenplutonium ==
Eine mit der Abfallverarbeitung verwandte Aufgabe ist die friedliche Nutzung (und damit Beseitigung) vorhandener [[Waffenplutonium]]-Vorräte.

Praktiziert wird dies seit 8 Jahren im BN-800 in Russland. Durch die verwendeten schnellen Neutronen bilden sich auch kaum Transurane.

Hingegen kann dies zwar schon in heutigen (2015) [[Leichtwasserreaktor]]en mit MOX-Brennelementen erfolgen. Dabei entsteht allerdings aus dem Uran-Anteil des Brennstoffs wieder neues, wenngleich nicht waffengeeignetes Plutonium. Schneller wirksam und vielleicht wirtschaftlicher wäre die Verwendung modifizierter Reaktoren, wie z.&nbsp;B. von Galperin u. M.<ref>A. Galperin, M. Segev and M. Todosov: A pressurized water reactor plutonium incinerator based on thorium fuel and seed-blanket assembly geometry. ''[[Nuclear Technology]]'' Band 132 (2000) Seite 214–225</ref> unter der Bezeichnung ''Plutonium incinerator'' (Plutoniumverbrenner) vorgeschlagen. In einem üblichen Westinghouse-[[Druckwasserreaktor]] würde dazu statt des normalen Brennelement-Typs ein Typ mit zwei konzentrischen, verschieden beladenen Zonen (''seed and blanket'') verwendet. Die Innenzone jedes Brennelements enthält das Plutonium, aber kein Uran, und hat ein hohes Moderator-zu-Brennstoff-Verhältnis; die Außenzone enthält den Brutstoff [[Thorium]], aus dem Uran-233 entsteht, das direkt im Reaktorbetrieb wieder verbraucht wird. Der Reaktor würde als Kraftwerk die elektrische Leistung von 1100 Megawatt liefern. Von der jährlichen Beladung mit 1210&nbsp;kg Waffenplutonium würden 702&nbsp;kg durch Spaltung beseitigt. Die restlichen 508&nbsp;kg hätten beim Entladen einen hohen Anteil geradzahliger [[Transurane]] (Pu-240, Pu-242, Am-242, Cm-242, Cm-244) und eine hohe [[Spontane Spaltung|Spontanspaltungsaktivität]], sie wären also für militärische Waffen, aber auch für alles andere ungeeignet. Derzeit gibt es nur wenige Reaktoren (z.&nbsp;B. der BN-800) die diese Transurane in kleinen Mengen von ca. 30 kg jährlich transmutieren können.

== Siehe auch ==
{{Wiktionary|transmutieren}}

== Literatur ==
* [[Ortwin Renn]] (Hrsg.): ''Partitionierung und Transmutation – Forschung, Entwicklung, Gesellschaftliche Implikationen''. München: Herbert Utz Verlag (2014), ISBN 978-3-8316-4380-6
* Ken Nakajima (Hrsg.): ''Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal''. Springer, 2014, ISBN 978-4-431-55110-2
* Mikhail K. Khankhasayev (Hrsg.): ''Nuclear Methods for Transmutation of Nuclear Waste: Problems, Perspectives, Cooperative Research. Proceedings of the International Workshop, Dubna, Russia, 29-31 May 1996''. World Scientific, 1997
; Speziell zur Partitionierung
* K. L. Nash, G. J. Lumetta: ''Advanced separation techniques for nuclear fuel reprocessing and radioactive waste treatment''. Cambridge (UK):Woodhead Publ. Ltd., 2011, ISBN 978-1-84569-501-9

== Einzelnachweise ==
<references responsive/>

[[Kategorie:Kernphysik]]
[[Kategorie:Reaktortechnik]]