Der Forschungsreaktor Mainz (FRMZ) ist ein Kernreaktor, der seit 1965 am ehemaligen Institut für Kernchemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz als Neutronenquelle zu Forschungszwecken betrieben wird. Er hat eine Dauerleistung von 100 kW und eine Pulsleistung von 250 MW.
| Forschungsreaktor Mainz | ||
|---|---|---|
Institut für Kernchemie | ||
| Lage | ||
| ||
| Koordinaten | 49° 59′ 33″ N, 8° 14′ 14″ O | |
| Land | Deutschland | |
| Daten | ||
| Betreiber | Universität Mainz | |
| Baubeginn | 1960 | |
| Inbetriebnahme | 3. August 1965 | |
| Abschaltung | frühestens 2020 | |
| Reaktortyp | Schwimmbadreaktor | |
| Thermische Leistung | Dauer: 100 kW Puls: 250 MW | |
| Neutronenflussdichte | Dauer: 4 × 1012 n/(cm² s) Puls: 4 × 1016 n/(cm2 s) | |
| Website | Homepage des FRMZ | |
| Stand | 2. Februar 2009 | |
Geschichte
BearbeitenDer Forschungsreaktor Mainz wurde auf Initiative von Fritz Straßmann, dem damaligen Direktor des Instituts für Anorganische Chemie und Kernchemie der Universität Mainz, eingerichtet. Baubeginn war im Jahr 1960, am 3. August 1965 erreichte der Reaktor seine erste Kritikalität, die offizielle Eröffnung durch Otto Hahn erfolgte schließlich am 3. April 1967.[1]
In den letzten Jahren war der Forschungsreaktor etwa 200 Tage im Jahr mit durchschnittlich 4,5 Betriebsstunden pro Tag im Einsatz.[2] Durch den niedrigen Abbrand der TRIGA-Brennelemente von etwa vier Gramm Uran-235 pro Jahr kann der Reaktor mit den vorhandenen Beständen an unbestrahlten Brennelementen noch mindestens bis zum Jahr 2016 betrieben werden.[3] Im August 2007 verlängerte der Präsident der Universität Mainz die Laufzeit des Forschungsreaktors Mainz bis zum Jahr 2020.[4][veraltet]
Aufbau
BearbeitenDer Forschungsreaktor Mainz ist ein Schwimmbadreaktor vom Typ TRIGA Mark II. Er verwendet zu 20 % angereichertes Uran als Kernbrennstoff, wobei etwa 70 Brennelemente im Einsatz sind. Er besitzt eine dauerhafte Nennleistung von 100 kW, die Pulsleistung beträgt für 0,03 Sekunden sogar 250 MW.[5] Der Reaktor wird mit leichtem Wasser gekühlt und mit Zirconiumhydrid moderiert. Zur Bündelung der Neutronen wird ein Graphit-Reflektor verwendet. Der maximale thermische Neutronenfluss liegt bei 4 × 1012 n/(cm² s), im Pulsbetrieb bei bis zu 1016 n/(cm² s).
Der Forschungsreaktor ist zusammen mit der gesamten Abschirm-Konstruktion aus Beton über der Erde errichtet. Vier horizontale Strahlrohre und eine thermische Säule für spezielle Experimente durchdringen die Abschirmung und reichen bis an den Reflektor und den Reaktorkern heran. Ein rotierendes „Bestrahlungskarussell“ im Oberteil des Reflektors erlaubt die Bestrahlung von bis zu 80 Proben in 40 Positionen. Zudem existieren drei Rohrpostanlagen, mit denen die Proben innerhalb weniger Sekunden in den Reaktorkern eingebracht oder aus ihm entnommen werden können, ohne den Reaktorbetrieb zu unterbrechen.
Forschung
BearbeitenAm Forschungsreaktor Mainz werden Forschungsprogramme sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der angewandten Forschung in den Bereichen Kernchemie und Kernphysik durchgeführt. Aktuelle Forschungsprojekte sind unter anderem:
- die Entwicklung schneller chemischer Trennverfahren zur Untersuchung der chemischen Eigenschaften der schwersten Elemente
- die Produktion ultrakalter Neutronen mit einer Temperatur von 0,003 K und einer Geschwindigkeit von 5 m/s
- Hochpräzisionsmessungen an Spaltprodukten und
- die Verwendung der Neutronenaktivierungsanalyse zur Untersuchung von Spurenelementen
- Bestimmung der Lebensdauer des Neutrons
Weiterhin dient der Reaktor zur Ausbildung und Schulung von Wissenschaftlern, Lehrern, Studenten und technischem Personal. Der Triga Mainz genannte Forschungsreaktor gilt als der am meisten gebuchte Forschungsreaktor in der Welt.[6]
Siehe auch
BearbeitenWeblinks
Bearbeiten- Homepage des FRMZ an der Universität Mainz
- Homepage von TRIGA-TRAP, dem Penningfallen-Massenspektrometer am Institut für Kernchemie der Universität Mainz
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ K. Blaum, K. Eberhardt, G. Hampel, W. Heil, J. Kratz, W. Nörtershäuser. Forschung mit Neutronen in Chemie und Physik am TRIGA Mainz ( vom 8. Dezember 2015 im Internet Archive) (PDF; 487 kB), Natur und Geist 24, 65, 2008.
- ↑ Betrieb des Forschungsreaktors TRIGA Mainz im Jahre 2007 ( vom 1. Januar 2014 im Internet Archive) (PDF; 70 kB), Institut für Kernchemie der Universität Mainz.
- ↑ G. Hampel, K. Eberhardt, N. Trautmann. Der TRIGA-Forschungsreaktor Mainz (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im April 2018. Suche in Webarchiven), atw – Internationale Zeitschrift für Kernenergie 51, 328, Mai 2006.
- ↑ Jahresbericht 2007 des Instituts für Kernchemie der Universität Mainz
- ↑ Kerntechnische Anlagen in Deutschland, Bundesamt für Strahlenschutz ( vom 5. Februar 2009 im Internet Archive)
- ↑ Ein „Pizzaofen“ mit großer Bedeutung – Forschungsreaktor Triga Mark II, der seit 45 Jahren an der Kernchemie der Uni betrieben wird ( vom 20. Juli 2012 im Webarchiv archive.today) auf Rhein Main Presse von Andreas Schröder, Stand: 8. Juni 2011