Anorganische Chemie
Dienstag, 24. Januar 2012
 

Datenbanken - Fachinformation - Literaturrecherchen

Die Informationslandschaft wird immer unübersichtlicher. Bestehende und lange bekannte Datenbanken werden aufgekauft und in neue Benutzerobeflächen integriert. Zum Beispiel heissen die Klassiker "Gmelin" und "Beilstein" erst "Crossfire Gmelin", "Grossfire Beilstein" und im nächsten Jahr dann plötzlich "Reaxys". Neue Datendanken mit gigantischem Informationsinhalt entstehen prlötzlich wie aus dem Nichts. Die großen Wissenschaftsverlage haben ihre Datenbestände nunmehr weitgehend digitalisisiert und mischen mit im Geschäft der Informationsanbieter. Kurz und gut es wird immer schwieriger als Chemiker oder Naturwissenschaftler heirbei den Überblick zu behalten.
Nachfolgend deshalb eine kleine Hilfstellung zu den aus meiner Sicht wichtigsten Datenbanken in den Naturwissenschaften. Diese Zusammenstellung ist persönlich gefärbt, desahlb bitte nicht sauer sein, wenn Ihre Lieblingsdatenbank fehlen sollte. 

Die meisten Angaben der nachfolgenden Übersicht sind vom Datenbank-Infosystem der Universitätsbibliothek Regensburg (DBIS) übernommen.

1. Datenbanken


Annual Reviews

BIOSIS - Biological Abstracts

INSPEC (Information Services in Physics, Electronics and Computing)


Knovel Library



Reaxys
Reaxys kombiniert und ersetzt die folgenden 3 Datenbanken:
Insgesamt beinhaltet das System derzeit ca. 29 Millionen Reaktionen und 18 Millionen Substanzen, zu der jährlich ca. 1 Million Reaktionen und Substanzen hinzukommen.

Scifinder

Beinhaltet folgende Datenbanken:


Chemical Abstracts ist die weltweit größte Sammlung chemischer Informationen. Daneben werden auch angrenzende Gebiete wie Verfahrenstechnik, Werkstoffwissenschaften und Biotechnologie erfasst.
Die Datenbank enthält mehr als 34 Mio. Nachweise  aus 10.000 Zeitschriften, Patentschriften, Konferenzbeiträgen, Büchern und Dissertationen sowie über 64 Mio. Substanzen und 63 Mio. Protein/Nukleotid-Sequenzen.

SciVerse ScienceDirect (Elsevier ScienceDirect)

SciVerse SCOPUS (Scopus, ScienceDirect)
Springer Link


Springer eBooks: Chemistry and Materials Science (Springer eBook Collection)

Web of Science (WoS, ISI Web of Knowledge)

2. Patente

Patente zur Chemie sind grundsätzlich auch in Scifinder enthalten und können zu jedem beliebigen Suchbegriff über "Refine / Document Type / Patent" identifizeirt werden.
Nachfolgend sind einige kostenlose Patentdatenbanken aufgeführt. 


3. Nachschlagewerke

CRC Handbook of Chemistry and Physics
Römpp Online (Römpp-Lexikon Online)

 

4. Kataloge

SWB

Der Online-Katalog des Südwestdeutschen Bibliotheksverbundes (SWB) weist die Medienbestände von mehr als 1.200 Bibliotheken aus den Regionen Baden-Württemberg, Saarland und Sachsen sowie aus weiteren Spezialbibliotheken aus anderen Bundesländern nach.

KVK
Der Karlsruher virtuelle Katalog ist ein Meta-Katalog zum Nachweis von mehr als 500 Millionen Medien in Katalogen weltweit.

5. Stoffdaten

Einige der oben aufgeführten Datenbanken enthalten auch Stoffdaten, z.B. Reaxys oder Scifinder. Es gibt jedoch auch Datenbanken, die ganz gezielt spezielle Stoffdaten bereit halten. Dafür einige Beispiele:

SPECINFO

SDBS

ICSD (Inorganic Crystal Structure Database)

CSD (Cambridge Structural Database)

PDB (Protein Data Bank)




Bei Gelegenheit ergänzen:

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Sonntag, 22. Januar 2012
 

Bibliometrische Indikatoren

Journal Impact Factor

Bewertet die Zitierhäufigkeit von Zeitschriften. Grob gesagt gilt, je höher der Journal Impact Factor einer Zeitschrift ist, desto öfter werden darin enthaltene Artikel zitiert. Genauere Erläuterungen findet man auf Wikipedia, bzw. einen ausführlicheren Artikel im englischsprachigen Wikipedia-Eintrag.

Essays Über den Impact Factor gibt es auf der Webseite von Thomson Reuters.

Eine etwas ältere Liste mit Impact Factoren wissenschaftlicher Zeitschriften findet man auf der Webseite AbhayJere.com.

Hirsch-Index (h-Index, Hirsch-Koeffizient)


Dieses bibliometrische Maß  bewertet die Häufigkeit der Zitierung eines Autors. Nähere Erläuterungen bei Wikipedia und bei Web of Knowledge.

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Sonntag, 15. Januar 2012
 

"Höhepunkte" der Atomforschung in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts

In den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts herrschte durchaus Begeisterung für die Kräfte der Kernspaltung und in diesem Zusammenhang wurden Dinge diskutiert und auch einfach mal ausprobiert, die heute unvorstellbar sind. Dafür zwei Beispiele:

Im streng geheimen Projekt A119 plante die US-Air-Force Ende der 1950er Jahre, als Beweis der technischen Überlegenheit der USA auf dem Mond eine Atombombe zu zünden. Diese sollte mit einer Trägerrakete auf den Mond gebracht und in der Nähe der Tag-und-Nachtgrenze gezündet werden, damit man die Exlosionswolke auch schön von der Erde aus sieht. Das Projekt wurde später allerdings verworfen, da man von einer bemannten Mondlandung eine sehr viel bessere Wirkung in der US-amerikanischen Öffentlichkeit erwartete. 
(Abbildung links: Titelblatt der streng geheimen Studie des Air Force Special Weapons Center in New Mexico, in dem der Abwurf einer Atombombe auf dem Mond diskutiert wird. Quelle der Abbildung: Wikipedia)



Die andere Seite war auch indes auch nicht untätig und bastelte an immer gewaltigeren Bomben. Die größte jemals von Menschen erzeugte Explosion verursachte die sowjetische Wasserstoffbombe AN602, auch "Zar-Bombe" genannt. Die Zündung dieser atomaren Explosion erfolgte im im Oktober 1961 über dem Testgeände auf der Insel Nowaja Semlja im Nordpolarmeer. Der Atompilz erreichte kurzzeitig eine Höhe von etwa 64 km und die von der Bombe erzeugte Druckwelle umrundete mehrfach die Erde. Sie war so stark, dass sie noch bei der dritten Umrundung der Erde messbar war! Es handelte sich um die stärkste jemals von Menschen verursachte Geoaktivität!
Bei der Zar-Bombe handelte es sich um eine Wasserstoffbombe im Teller-Ulam-Design. Die erste Stufe bildet eine Atombombe, bei der die Energie durch Spaltung von Uran-235 erzeugt wird. Diese Energie wird genutzt. um Tritium (ein Isotop des Wasserstoffes) oder Lithiumdeuterid zur Fusion zu bringen. Das ist die zweite Stufe der Bombe. Die dritte Stufe besteht aus einem Mantel aus Uran. [Die Erklärung ist grob vereinfacht, bessere Erklärungen findet man unter den oben angeführten Links.]


Bilder von der Explosion gibt es auf dieser russischen Webseite.

Einen Film der Explosion findet man auf Youtube:



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Sonntag, 1. Januar 2012
 

Nachtrag zu Bad Science

Übrigens soll auch die Dissertation von Wladimir Putin Plagiate enthalten. Die Story findet man unter der Überschrift: "It All Boils Down to Plagiarism - An interview with Brookings Senior Fellow Clifford Gaddy". Das Interview liest sich am Anfang wie ein Spionageroman - bevor das ganze ins Skurrile kippt. Der Begriff Spionageroman passt übrigens ganz gut, da die Geschichte auch der Webseite des "Center for Defense Information" veröffentlicht wurde.  
Hier eine kurze und nicht wörtlich übersetzte Zusammenfassung des Interviews: 
Glifford Gaddy beschäftigte sich mit der Zukunft der Öl- und Gasindustrie in der russischen Ökonomie. Im Russischen wird dieses Problemfeld umschrieben mit "der Frage nach der Reproduktion der Rohstoffbasis". Genau über dieses Thema hat Wladimir Putin eine Disseration geschrieben. Sie trägt den Titel "Die strategische Planung der Reproduktion der Rohstoffbasis" (“The Strategic Planning of the Reproduction of the Resource Base,” a case study in St. Petersburg and Moscow). Da das zum Thema von Gaddys Forschungsarbeiten passte, machte er sich auf die Suche nach dieser Dissertation.
Er hörte, das es sehr schwierig, oder gar unmöglich sei, an die Dissertation heran zu kommen. Also schaute er zunächst was Andere über diese Dissertation geschrieben haben. Wie es scheint, hat jedoch niemals diese Arbeit gelesen, oder daraus zitiert. Es existiert lediglich ein Artikel von Putin selbst in der Zeitschrift des St. Petersburger Bergbauinstitutes, dort wird die Dissertation zitiert.
Putin-Biographen gaben ihm Auskünfte, das die Dissertation nicht zugänglich sei und als geheim eingestuft wäre. Einer drückte sich sogar so aus, dass "Sterbliche sie nicht sehen dürften". Der Reporter der Washington Post David Hoffman, der eine Biographie über Putin schrieb, hatte Gelegenheit Putins Dissertation einmal durchzublättern, als er beim Rektor des St. Petersburger Bergbauinstitutes Vladimir Litvinenko zu Gast war. Sie wurde ihm jedoch aus der Hand genommen und ins Regal zurück gestellt, bevor er sie sich näher ansehen konnte.
Litivneneko erzählte jedoch später in einem Interview, das die Disseration von Wladimir Putin für jederman zugänglich wäre. Wie jede andere Dissertation wäre sie in der Staatsbibliothek (der früheren Leninbibliothek) verfügbar. Ein Kollege von Clifford Gaddy fand auf der Webseite der Staatsbibliothek auch tatsächlich eine Regstriernummer für die Disseration Putins. Man konnte sie nicht online abrufen, aber sie hatten jetzt den Standort der Disseration in der Bibliothek. 
[Und hier kippt die Geschichte ins Skurille um!] 
Sie riefen einen Bekannten in Moskau an und gaben ihm die Nummer. Der Bekannte ging zur Bibliothek, meldete sich als Nutzer an, holte sich die Dissertation und machte eine Kopie von der gesamten Arbeit. Der Kommentar von Clifford Gaddy zu der Geschichte war, dass all die Journalisten und Biographen unglaublich faul und nachlässig gearbeitet haben. Sie waren einfach nicht auf die Idee gekommen, die Disseration in der Staatsbibliothek zu suchen!
[Jetzt kommen wir zu dem Teil mit dem Plagiat!]
Clifford Gaddy analysierte die ca. 180 Seiten lange Dissertation und stellte dabei fest, dass ca. 16 Seiten der Disseration fast wörtlich von der russischen Übersetzung von William King and David Cleland's Buch von 1978 "Strategic Planning and Policy"übernommen sind!
[Nun noch die Konsequenzen aus diesem Fall:]
Keine. Wladimir Putin ist nicht zurückgetreten, hat seinen Doktortitel noch und eigentlich interessiert die ganze Sache niemanden.  "Ну что? Ета Россия!"  

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Montag, 12. Dezember 2011
 

Bad Science 2011

Für diejenigen, die einen Einstieg in das Thema Plagiate suchen, sei (natürlich wiede einmal) der entsprechende Eintrag in Wikipedia empfohlen: Betrug und Fälschung in der Wissenschaft.

Vroni-Plag ist mittlerweile der Klassiker zum Thema. Die Dokumentation auf Wikipedia liefert eine gute Übersicht über bisher geprüfte Arbeiten.

Abbildung: Screenshot von Vroniplag
Spiegel online hat inzwischen eine eigene Kategorie für das Thema Forschungsskandale eingerichtet. Dort bekommt man einen recht guten Überblick was in Deutschland in diesem Jahr auf diesem Gebiet so los war. Hier nur zwei ausgewählte "Highlights":


Es existiert auch eine englischsprachige Webseite, genauer gesagt ein Blog, auf der zurückgezogene Arbeiten von internationalen Fachzeitschriften dokumentiert und kommentiert werden. Der Name der Webseite lautet: Retraction Watch. Die meisten Artikel stammen aus den "Life Sciences", es gibt aber auch eine Abteilung, die sich speziell den "Physical Sciences" widmet.

Sehr hilfreich und durscharbeitenswert ist der online-Kurs über Plagiate "Fremde Federn Finden" von Debora Weber-Wulff, Professorin an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin. Überhaupt gibt es nur Wenige, die sich bisher als "Plagiatsjäger" geoutet haben. Das hängt sicher mit der Sorge vor beruflichen Nachteilen zusammen, in der akademischen Welt sieht man solche "Unruhestifter", die einfach mit ihren Befunden an die Öffentlichkeit gehen, vermutlich immer noch nicht so gerne. Man klärt Dinge lieber hinter verschlossenen Türen und belässt es vielleicht dann doch bei einer Rüge des Plagiators. Jeder aufgedeckte Plagiatsfall wirft ja zumindest auch ein schlechtes Licht auf den Betreuer, die Gutachter und die Prüfungskommission, die allesamt nichts bemerkt haben. Diejenigen die sich bisher zu einer Tätigkeit als Plagiatsjäger bekannt haben sind vor allem Frau Weber-Wulff,  "Goalgetter" Martin Heidingsfelder (der Gründer von "VroniPlag") und der Medienwissenschaftler Stefan Weber. Auf dem "Blog für wissenschaftliche Redlichkeit" von Stefan Weber finden sich immer wieder erheiternde und auch teilweise sprachlos machende Beispiele für Plagiate. Hier noch ein Link zu einem Bericht in "Zeit online"über Stefan Weber.

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Freitag, 9. Dezember 2011
 

Vom Schmetterlingsflügel zum superschnellen Internet

Ein schillernder Schmetterlingsflügel, die changierenden Farben einer Vogelfeder und ein wunderschön glitzernder Opal haben eins gemeinsam: ihre besonderen Farbeffekte beruhen auf einer gemeinsamen Ursache.Winzige Strukturen im Nanometerbereich, die das Licht brechen und variieren. Physiker haben für diese Erscheinungen die wenig anschauliche Formulierung "photonische Kristalle" geprägt. Wikipedia liefert grundlegende Informationen zu dem Thema unter dem Stichwort Photonischer Kristall.
Mit Hilfe von photonischen Kristallen kann man optoelektronische Bauelemente, Festkörperlaser oder optische Wellenleiter konstruieren. Verwendung finden photonische Kristalle bereits bei der Herstellung von photonischen Kristallglasfasern für die schnelle Datenübertragung.   

Weitere Links findet man hier:
Außerdem gibt es zahlreiche Dissertationen zum Thema. Meist findet man dort ein einleitendes Kapitel, in dem Grundlegendes zu photonischen Kristallen erklärt wird. Hier einige Beispiele:
Edelopal und Feueropal Schmetterling Pfau
Quelle der Abbildung: Wikipedia Quelle der Abbildung: eigene Aufnahme Quelle der Abbildung: Wikipedia

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Sonntag, 20. November 2011
 

Video und Kinofilm zu "The Radioactive Boy Scout"


Vielleicht erinnert Ihr Euch noch an meine Posts über den "Radioactive Boy Scout". Die ganze Geschichte wird wahrscheinlich demnächst verfilmt, einen diesbezüglichen Eintrag in der Internet Movie Database gibt es schon. Also achtet auf die Ankündigungen in Eurem lokalen Kino!

Es gibt auf Youtube ein kurzes Video über David Hahns Experimente als Vorschau ("Teaser") auf einen 20minütigen Dokumentarfilm . Nicht nachmachen! Auf keinen Fall diese Experimente zu Hause wiederholen!



Zum Abschluß hier noch der Verweis auf den Blog Primaklima. Dort ist die ganze Story in Deutsch zusammen gefasst, außerdem noch ein Video von Duran Duran zum Thema. Auslöser der unseligen Geschichte war vermutlich das Streben von David Hahn nach dem Pfadfinderabzeichen für Atomenergie. Genauere Informationen über das "Boy Scouts of America Nuclear Merit Badge" gibt es auf dem Blog des National Museum of Nuclear Science and History in in Albuquerque, New Mexico. Dieses Pfadfinderabzeichen gibt es übrigens nicht mehr. Es wurde 2005 ersetzt durch das "Nuclear Science Energy Badge". Die genauen Bedingungen zum ordnungsgemäßen Erwerb dieses Abzeichens findet man auf der Homepage der Boy Scouts of America.  

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Samstag, 29. Oktober 2011
 

Breaking Bad

Die nächste Staffel von Breaking Bad läuft zur Zeit dienstags, ab 22.00 Uhr auf Arte. Nicht verpassen! Bisher kam wenig Chemie vor. Nur ein kurzer Disput in der Folge "Grünes Licht" zwischen Walter und Jesse über die richtige Art die Schiff-Base zum Amin zu reduzieren. Walter: "Was hast Du zur Reduktion genommen? Platindioxid?" [Gemeint ist wahrscheinlich Platindioxid als Katalysator plus Wasserstoff.] Jesse: "Nein, Quecksilber-Aluminium-Amalgam." Walter ist daraufhin sehr erbost, dass jemand es wagt seine Synthesen einfach nachzuarbeiten und dann auch noch eigenmächtig Änderungen an seiner Synthesevorschrift vornimmt. Die vollständige Synthese findet ihr in einem älteren Eintrag zum Thema. Oder ihr schaut euch alle Posts von mir zu diesem Themengebiet an.

Einen Kommentar zu den Familienwerten in der Serie gibt es auf diesem Blog.

Hier noch ein Zitat von Walter White: "Ich habe nur Respekt vor der Chemie. Die Chemie muss man respektieren." 

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Montag, 17. Oktober 2011
 

Pac-Man fängt Uran ein.

Menschen über 40 erinnern sich mit glänzenden Augen an ihre ersten Schritte mit dem Personal Computer. Damals Ende der 80er, Anfang der 90er Jahre (des 20. Jahrhunderts) gab es die ersten Computer, die auf einen Tisch passten. Die Zahl der Anwendungen war überschaubar, zu den ersten Programmen gehörten natürlich auch Spiele. Man erinnert sich an Tischtennis am PC (zwei weisse Balken waren die Schläger, ein Lichtpunkt der Ball), an Donkey Kong, Tetris und auf jeden Fall auch Pac-Man. Dieser süsse kleine gelbe Punkt (Abb. 1), der durch ein Labyrinth läuft und Früchte auffrisst feiert nunmehr Auferstehung in der chemischen Fachliteratur.
Abb. 1: Pacman (aus der Erinnerung gezeichnet)

Polly L. Arnold, Jason B. Love und weitere Mitarbeiter berichten in einer fortlaufenden Reihe von Artikeln über ihre Arbeiten mit dem "Pacman"-Liganden (Abb. 2). Dieser makrocyclische Ligand wir von den Autoren folgendermassen charakterisiert:"... a ditopic Schiff-base pyrrole macrocycle is described and is shown to adopt a Pacman wedge-shaped structure in which the uranyl dication is desymmetrised and sits solely in one N4-donor compartment to leave the other vacant." (Zitat aus P. L. Arnold, D. Patel, A.-F. Pécharman, C. Wilson and J. B. Love, Dalton Trans., 2010, 39, 3501-3508.  
Abb. 2: Struktur des Liganden


In ihren Artikeln beschreiben Sie, dass dieser Ligand in Lösung eine "Pacman"-artige Konformation einnimmt und in dieser Form in der Lage ist, ein oder zwei Metalle zu komplexieren. Abbildung  3 verdeutlicht die Vorstellungen der Autoren zur "Pacman-Topologie". Vor allem die Koordinationschemie des Urans ist im Hinblick auf Umweltrelevanz hoch interessant.
Abb. 3: Koordination von zwei Metallatomen durch den Liganden (links) und  "Pacman"-artige Konformation (rechts).

Hier noch einige weitere Literaturstellen:

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Donnerstag, 13. Oktober 2011
 

Atomforschung in Sachsen

Auszug aus der HOCHSCHULE-INFO der GRÜNE-Fraktion im Sächsischen Landtag vom 11. Oktober 2011 (wörtlich übernommenes Zitat):

"Die GRÜNE-Fraktion fordert einen Ausstieg des Landes aus der staatlichen Unterstützung der Kernenergieforschung an sächsischen Hochschulen und sorgte damit für eine heiße Debatte im Landtag. Bei der Forderung handelt es keineswegs um ‚grüne Denkverbote’, sondern um legitime und notwendige Strukturentscheidungen. Die grundgesetzlich garantierte Wissenschaftsfreiheit stellt klar, dass nicht jede Wissenschaft automatisch Anspruch auf staatliche Förderung hat. Angesichts des Atomausstiegs macht es daher keinen Sinn, weiter an der Erforschung neuer Reaktoren zu fördern. Nach Auslaufen der bestehenden Professuren müssten diese umgewidmet werden. Die wissenschaftliche Begleitung der Abwicklung von Atomkraftwerken solle von den Atomkonzernen finanziert werden. Ebenso bleibt es ihnen freigestellt, über Stiftungsprofessuren die Reaktorforschung weiter zu betreiben. Aktivitäten in der gesundheitsorientierten Kernforschung sind aus grüner Sicht unumstritten und sollten weitergeführt werden. Die hier bestehenden Professuren am Forschungszentrum Rossendorf sollen nicht angetastet werden. Ein Nein zur Atomforschung ist ein Ja für eine Neuausrichtung der Energieforschung. Angesichts knapper Ressourcen muss das Land in die Zukunftsbereiche erneuerbare Energien, Energieeffizienz und Speicher investieren."

In diesem Zusammenhang interessant ist die Antwort der sächsischen Staatsregierung auf die kleine Anfrage zur "Entwicklung der Kernforschung an Forschungseinrichtungen und Hochschulen im Freistaat Sachsen" (Drs 5/2426). Daraus geht hervor an welchen Einrichtungen in Sachsen Kernforschung betrieben wird, welche personellen und finanziellen Mittel dafür vom Land bereitgestellt werden und einiges mehr. Interessenten folgen diesem Link:  "Entwicklung der Kernforschung an Forschungseinrichtungen und Hochschulen im Freistaat Sachsen" (Drs 5/2426). Im Bericht werden unter anderem die Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik der TU Dresden und die Hochschule Zittau/Görlitz (Fachgruppen zur Kerntechnik und nuklearen Strahlentechnik) genannt. Die Arbeiten am Forschungszentrum Dresden-Rossendorf finden Gnade in den Augen der Grünen-Fraktion, da es sich hierbei um "gesundheitsorientierte Kernforschung" handelt.
Die Webseite der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik der TU Dresden wirkt professionell und ist informativ gestaltet. Die Forschungsgebiete (Innovative Materialien der Kerntechnik, Thermohydraulik, Reaktordynamik und gasgekühlte Reaktoren) werden kurz vorgestellt. Ich habe den Eindruck, dass man hier größtmögliche Offenheit, trotz oder gerade wegen der sensiblen Thematik praktiziert. Die Webseite der Fachgruppen zur Kerntechnik und nuklearen Strahlentechnik der Hochschule Zittau/Görlitz ist dagegen eher minimalistisch gehalten. Außer den Namen der Arbeitsgruppe und der Mitarbeiter erfährt man eigentlich nichts über die Arbeit dieser Forschergruppen. Den großartigsten Auftritt hingegen liefert das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Dort wird gleich auf der Startseite unter der Rubrik Forschung gesagt was Sache ist: "Spitzenforschung am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf". Nach dieser Überschrift kommen dann aber tatsächlich interessante und aussagekräftige Folgeseiten.


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Samstag, 1. Oktober 2011
 

Zitate zur Chemie

Das Zitate-Portal bietet für den Suchbegriff "Chemie" eine ganz brauchbare und unterhaltsame Auswahl an Zitaten. Bei Gutzitiert.de sieht es mit diesem Begriff eher mager aus. Es wird ein einziges Zitat von Carl Krauch angezeigt, das ist aber dafür knackig!

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Freitag, 23. September 2011
 


Chemie-RUBIN 

Hierbei handelt es sich um ein Sonderheft des Wissenschaftsmagazins der Ruhr-Universität Bochum zur Chemie. Die Artikel sind teilweise sehr interessant und lesenswert. Die Abbildung rechts zeigt beispielhaft einen Screenshot einer Seite aus dem Heft. Das gesamte Heft ist als Volltext unter diesem Link verfügbar!

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Dienstag, 17. Mai 2011
 
Demnächst an dieser Stelle:
  • Welche Reaktortypen gibt es noch?
  • Wann kühlt man einen Atomreaktor mit flüssigem Natrium?
  • Was ist ein inhärent sicherer Atomreaktor? 
Da ich im Moment wenig Zeit habe, verkünde ich hiermit erst einmal eine Sommerpause. 
Die oben genannten Posts werden voraussichtlich erst im Herbst erscheinen.

Ohnehin ist das Interesse an Atomreaktoren wieder etwas abgekühlt. In der Zeitung las ich, dass die "journalistische Halbwertszeit" eines wirklich wichtigen Ereignisses nur ca. einen Monat beträgt. Danach gerät das Ereignis auf die hinteren Seiten der Zeitungen oder verschwindet ganz aus den Nachrichten.

Hier kommt noch das korrekte Zitat mit Anführungszeichen, Quellenangabe und allem was dazu gehört, damit niemand behauptet ich würde plagiieren: "Ach, Fukushima - Die mediale Halbwertszeit für Katastrophen beträgt ungefähr einen Monat. Dann ist aus der größten anzunehmenden Meldung eine Nebensache geworden." entnommen aus Frankfurter Allgemeine, Zeitung für Deutschland, 18.05.2011, Seite 1.


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Montag, 18. April 2011
 

Journalist Wall of Shame


Eine Sammlung journalistischer Fehler, Fehlinterpretationen und schlichter Lügen zum großen Erdbeben in Japan und dessen Folgen.  Inititator ist Andrew Woolner, der in Japan lebt.

Die Liste wird als offenes Wiki-Projekt unter der Adresse  jpquake.wikispaces.com geführt.
Seine Beweggründe erklärt Andrew Woolner hier.   



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Mittwoch, 13. April 2011
 

Spaltprodukte

Welche Spaltprodukte entstehen in einem Atomreaktor? Wie gefährlich sind diese für Menschen?

Uranatome haben sehr viele Neutronen. Bei der Kernspaltung zur Energieerzeugung entstehen leichtere Atome. Diese sind häufig instabil und zerfallen weiter, in kleinere Atome.
Die Gefährlichkeit eines Spaltproduktes hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einige Faktoren kann ich hier aufzählen, allerdings ohne Gewähr auf Vollständigkeit:
Weiterhin muss man noch beachten, dass Strahlung die verschiedenen Gewebe des Körpers in unterschiedlicher Weise schädigt. Während die Haut etwas mehr Strahlung aushält, sind z.B. Keimdrüsen besonders empfindlich. Die aufgenommene Strahlungsdosis sollte also noch entsprechend der verschiedenen Organe gewichtet werden. In diesem Zusammenhang wird  dann manchmal von effektiver Dosis gesprochen.

Im Nachfolgenden werde ich Ihnen einige Isotope auflisten, die bei der Kernspaltung entstehen und im Zusammenhang mit dem Reaktorunfall von Fukushima immer wieder durch die Medien geistern. Dazu noch einige Erklärungen zur Gefährlichkeit.

Cäsium
Natürliches Cäsium besteht zu 100% aus dem Isotop 13355Cs. 
Cäsium-137 (13755Cs, beta--Zerfall) hat eine Halbwertszeit von 30,23 Jahren.
Cäsium-134 (13455Cs, beta--Zerfall) hat eine Halbwertszeit von 2,046 Jahren.
Cäsium wird vom Körper leicht aufgenommen, da es in seinen Eigenschaften dem Kalium stark ähnelt. Kalium ist ein so genanntes Mengenelement. Wir nehmen dieses mit unserer Nahrung täglich auf und brauchen es zur Aufrechterhaltung der Membranpotenziale in unserem Körper, es ist ein essentielles Mineral.

Strontium
Beim Strontium gibt es vier natürlich vorkommende Isotope. Hauptanteil hat das Isotop 8838Sr mit 82,58 Gewichtsprozent.
Künstlich erzeugtes Strontium-90 (9038Sr) hat eine Halbwertszeit von 28 Jahren und 289 Tagen und zerfällt unter beta--Zerfall. Das ebenfall künstliche Strontium-89 (8938Sr)   hat eine Halbwertszeit von 50 Tagen, 12 Stunden und 30 Minuten und zerfällt unter beta--Zerfall. 

Dieses Element hat ähnliche Eigenschaften wie Calcium. Die meisten Strontiumverbindungen sind in Wasser gut löslich. Daher kann es vom Körper leicht aufgenommen werden und anstelle von Calcium in den Knochen eingelagert werden.

Iod
Natürlich vorkommendes Iod besteht ausschließlich aus dem Isotop 12753I.
Das künstlich erzeugte 13153I  ("Iod-131") zerfällt etwa innerhalb einer Woche mit einer Halbwertszeit von 8,07 Tagen unter beta--Zerfall.
Iod wird vom Körper leicht aufgenommen, gespeichert und zur Bildung des Schilddrüsenhormons verwendet. Das macht das Iod-131 so gefährlich.

Xenon und Krypton
Xenon-132 (13254Xe) hat eine Halbwertszeit von 5,27 Tagen und zerfällt unter  beta--Zerfall.   
Krypton-85 (8536Xe, beta--Strahler) hat eine Halbwertszeit von 10,76 Jahren.
Beides sind Edelgase, die als solche fast völlig unreaktiv sind und vom Körper daher nicht aufgenommen oder gespeichert werden können. Xenon-132 entweicht bei einer Beschädigung des Reaktorkerns Erstes und wird daher häufig als Indikator für Reaktorunfälle betrachtet.

Tellur
Tellur-132 (13252Te, beta--Strahler) hat eine Halbwertszeit von 3 Tagen.
Das Element ist wenig flüchtig und wird vom Körper nur schlecht aufgenommen.Aus diesen Gründen ist es nicht ganz so gefährlich.

Ruthenium
Ruthenium-106  (10644Ru, beta--Strahler) hat eine Halbwertszeit von 1 Jahr, 8 Tagen und 10 Stunden.  
Dieses Element ist ein Edelmetall. Als solches wird es vom Körper nur schlecht aufgenommen und kann als weniger gefährlich betrachtet werden. 


Plutonium
Plutonium-238 bis Plutonium-241sind allesamt giftige, radioaktive Schwermetalle.
Da es sich hierbei um ein extrem schweres Element handelt, tritt dieses nur bei hohem Druck oder einer Explosion aus dem Reaktor aus und wird in der Luft nur über sehr kurze Strecken transportiert. Plutonium erzeugt alpha-Strahlung die die Haut nicht durchdringt und nur auf kurze Entfernung wirkt.
Zwischen 1945 und 1962 wurden zahlreiche Kernwaffentests in der Atmosphäre durchgeführt. Dabei wurden auch große Mengen an Plutonium freigesetzt. Man schätzt, das dabei ca. 3 bis 5 Tonnen (!!!) Plutonium gleichmäßig über den Planeten verteilt wurden. Winzige Spuren dieses Elementes kann man daher heute an vielen Stellen der Erde nachweisen.


Siehe auch den Wikipedia-Eintrag "Spaltprodukt".
Ausführliche Informationen zu den verschiedenen Nukliden findet man auf den Seiten zum Periodensystem der Elemente von René Rausch. Die Seiten ziehen demnächst um nach www.periodensystem-online.de.
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Mittwoch, 30. März 2011
 

Strahlendosis

Beim Auftreffen auf Materie geben alpha-, beta- und gamma-Strahlen Energie ab. Dabei werden Atome und Moleküle angeregt oder sogar ionisiert. Daher wird radioaktive Strahlung auch als ionisierende Strahlung bezeichnet. Auch die Neutronenstrahlung wird zur ionisierenden Strahlung gezählt. Neutronen können zwar nicht direkt mit Elektronen der Elektronenhülle in Wechselwirkung treten, da sie elektrisch neutral sind, sie können jedoch über Reaktionen mit Atomkernen ionisierende Strahlen auslösen.

Die ionisierende Strahlung verursacht physikalische, chemische und biologische Veränderungen in der durchstrahlten Materie. Zur genaueren Beschreibung der Wirkung ionisierender Strahlen wurde der Begriff der Strahlendosis eingeführt. Hierbei wird zwischen Energiedosis und Äquivalentdosis unterschieden. Diese beiden Begriffe möchte ich Ihnen nachfolgend erklären.

Energiedosis
Die Energiedosis D ist die je kg eines beliebigen Stoffes absorbierte Strahlungsenergie. Die Maßeinheit für die Energiedosis ist das Gray (Gy).  Ein Gray entspricht der absorbierten Energie von 1 J/kg.
1Gy = 1 J/kg

Äquivalentdosis
Viel häufiger wird in letzter Zeit jedoch die Äquivalentdosis H diskutiert.Darunter versteht man die absorbierte Strahlungsenergie je Kilogramm biologischem Gewebe, die den gleichen biologischen Effekt hervorruft, wie 1 Gy gamma-Strahlung mit einer Energie der gamma-Strahlung von 200 keV.
Da die einzelnen Strahlungsarten unterschiedlich starke biologische Wirkung haben, verwendet man zur Berechnung der Äquivalentdosis einen Strahlungswichtungsfaktor wR. Die Beziehung zur Berechnung der Äquivalentdosis sieht dann folgendermaßen aus:
H =  wR . D
Die Äquivalentdosis ist das Produkt aus Energiedosis D und Strahlungswichtungsfaktor wR. Die Einheit der Äquivalentdosis ist Sievert (Sv) und auch hier gilt die Umrechnung: 1 Sv = 1 J/kg. Häufig werden Millisievert angegeben, also tausendstel Sievert.

Der Strahlungswichtungsfaktor trägt der unterschiedlich starken biologischen Wirkung der einzelnen Strahlungsarten Rechnung. Hier eine Übersicht über diese Wichtungsfaktoren für einige Strahlungsarten, ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Wer es genauer wissen will, schaut bitte in die  Strahlenschutzverordnung der Bundesrepublik Deutschland. In der Anlage VI sind die Wichtungsfaktoren aufgelistet.

Art der Strahlung Energie Strahlungswichtungsfaktor wR
 beta- und gamma-Strahlung  alle Energien  1
 Neutronen kleiner 10 keV  5
 Neutronen  10 bis 20 keV  10
 Neutronen  100 keV bis 2 MeV  20
 Neutronen  2 MeV bis 20 MeV  10
 Neutronen  größer 20 MeV  5
alpha-Teilchen alle Energien 20


Effektive Dosis
Weiterhin muss man noch beachten, dass Strahlung die verschiedenen Gewebe des Körpers in unterschiedlicher Weise schädigt. Während die Haut etwas mehr Strahlung aushält, sind z.B. Keimdrüsen besonders empfindlich. Die aufgenommene Strahlungsdosis muss für eine genauere Abschätzung der Auswirkungen noch entsprechend der verschiedenen Organe gewichtet werden. In diesem Zusammenhang wird von effektiver Dosis gesprochen.

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Dienstag, 29. März 2011
 

Radioaktivität

Radioaktive Strahlung entsteht, wenn Atomkerne in kleinere Atomkerne zerfallen. Der Zerfall von Atomkernen kann unter Aussendung von alpha-, beta- oder gamma-Strahlung erfolgen. Normalerweise verwendet man die griechischen Buchstaben für alpha, beta und gamma. Das macht aber auf einer HTML-Seite Schwierigkeiten. Deshalb werde ich diese Begriffe hier immer ausschreiben.

alpha-Zerfall
Bei Atomkernen hoher Ordnungszahl tritt hauptsächlich alpha-Zerfall ein. Ein instabiler Atomkern zerfällt unter Aussendung eines doppelt positiv geladenen (also gleichsam "nackten") Heliumkerns mit dem physikalischen Symbol 42He. Dieses wird auch als alpha-Teilchen bezeichnet. Der beim Zerfall neu gebildete Kern besitzt eine um vier Einheiten geringere Massenzahl und eine um zwei Einheiten geringere Ordnungszahl.Ein Beispiel ist der Zerfall des Samariumisotps 14662Sm in Neodym (Isotop 14260Nd):   

14662Sm   -->      14260Nd   +   42He   + 2,45 MeV 

beta-Zerfall
Der beta--Zerfall ist relativ häufig, beta+-Zerfall tritt seltener ein.Wenn ein Isotop Neutronenüberschuß besitzt, so kann es unter Aussendung von  beta--Strahlung zerfallen. Bei diesem Vorgang wird ein Neutron in ein Proton und eine Elektron (das beta--Teilchen)  umgewandelt:
10n    --->   11p   +  e-  
Das dabei entstehende Isotop hat eine um eine Einheit höhere Ordnungszahl und die gleiche Massenzahl.
Es gibt ein Isotop des Goldes, welches als beta-Strahler wirkt. Dieses zerfällt unter Bildung eines Quecksilberisotops mit der gleichen Massenzahl aber einer um Eins höheren Ordnungszahl:

19879Au     --->    19880Hg    +  e-    
Der beta+-Zerfall tritt bei Neutronenmangel ein. Hierbei wird ein Proton in ein Neutron und ein Elektron-Neutrino umgewandelt:

11p     --->     10n    +    e+
In der Kernkraftwerkstechnik spielt diese Reaktion jedoch kaum eine Rolle.      

gamma-Strahlen
Gamma-Strahlen treten bei Kernumwandlungen meist zusätzlich zu anderen Strahlungsarten wie alpha- und beta-Strahlung auf. Diese elektromangnetische Strahlung entsteht durch den Übergang eines Atomkerns aus einem angeregten Zustand in einen niedrigeren Energiezustand oder in den Grundzustand. die Ordnungszahl und die Massenzahl des betreffenden Isotops ändern sich nicht bei der Aussendung von gamma-Strahlung.
 

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Sonntag, 20. März 2011
 

Was geschah in Fukushima?

Das Erdbeben
Am 11. März 2011 ereignete sich ein großes Erdbeben vor der Pazifikküste im Osten Japans. Die Stärke des Erdbebens betrug entsprechend der Momenten-Magnitude Mw = 8,9. Es war das stärkste Beben in Japan seit Beginn der Erdbebenaufzeichnungen. Bereits zwei Tage vorher gab es ein Beben der Stärke 7,2. Beben dieser Stärke kommen in Japan häufiger vor. Die Momenten-Magnitude ist eine logarithmische Skale. Daher war das Erdbeben vom 11. März 50 mal stärker als das Vorbeben vom 9. März! Informationen zum Ablauf der Erdbeben finden Sie auf den Seiten des Geoforschungszentrums Potsdam.

Der Reaktorunfall
Bei den Atomreaktoren am Standort Fukushima handelt es sich um Siedewasserreaktoren (siehe Beitrag weiter unten "Aufbau eines Siedewasserreaktors"). Als das Erdbeben die Atomreaktoren am 11. März erreichte, wurden diese automatisch abgeschaltet. Wenige Sekunden nach Beginn des Erdbebens wurden die Steuerstäbe in die Reaktorblöcke eingefahren. Dies ist trotz Stromausfall über ein hydraulisches System möglich, bei dem die Energie zur Bewegung der Steuerstäbe in Drucktanks gespeichert ist (Fail-Safe-System). Die Leistung der Reaktoren fiel daraufhin auf ca. 7% der normalen Wärmeleistung. Die entstehende Restwärme muss weiterhin abgeführt werden. 
Durch das Erdbeben kam es in den Kraftwerksanlagen zu einem Versagen der elektrischen Energieversorgung. Die Diesel-Notstromaggregate sprangen an und versorgten das Kraftwerk die erste Stunde nach dem Erdbeben mit Strom, um die Hochdruckpumpen für die zusätzlichen Kühlanlagen am Laufen zu halten.  
Mit dem Eintreffen des Tsunamis wurden die Notstromaggegate allerdings überflutet und fielen aus. 
Als weitere Sicherheitsmassnahme standen Notbatterien zur Verfügung. Diese hielten die Kühlanlagen für weitere 8 Stunden am Laufen! Nach diesen 8 Stunden waren die Batterien leer und es war nicht mehr möglich die Restwärme der Reaktoren über die Kühlkreisläufe abzuführen.
Eine weitere  Möglichkeit der Kühlung bestand darin, von Zeit zu Zeit Wasserdampf aus dem Reaktorbehälter abzulassen. Das Ablassen von Wasserdampf kann allerdings dazu führen, dass  die Brennstäbe nicht mehr vollständig mit Wasser bedeckt sind. Brennelemente, die frei liegen, werden nicht durch die neutronenabsorbierende Wirkung des Wassers gebremst und auch nicht gekühlt, so dass sie sich immer weiter erhitzen. Falls die Temperaturen dabei über 800 °C steigen, kommt es durch die Reaktion der zirconiumhaltigen Hüllrohre der Brennstoffelemente mit Wasserdampf zur Freisetzung von Wasserstoff. Beim Ablassen von Wasserdampf entweicht der Wasserstoff dann mit in das Reaktorgebäude und sammelt sich unter der Decke des Gedäudes. Dies war sicher die Ursache der Explosionen in der Reaktorgebäuden 1, 2 und 3. 
Durch das Ablassen von Wasserdampf aus dem Reaktorbehälter sinkt der Wasserstand darin immer weiter. Deshalb entschied man sich als weitere Maßnahme dazu, Meerwasser in die Reaktoren zu pumpen. Das Meerwasser wurde mit Borsäure versetzt. Diese dient als Neutronenabsorber und soll die Kernspaltung weiter abbremsen.

Verteidigung in der Tiefe
Ein grundlegendes Prinzip der Konstruktion von Atomreaktoren ist die "Verteidigung in der Tiefe" ("Defence in Depth"). Diese Herangehensweise verlangt, dass ein Reaktor so konstruiert wird, dass er mehrere ernsthafte Katastrophe überstehen kann, sogar wenn verschiedene Sicherheitssysteme gleichzeitig ausfallen. Die erste Sicherheitsmaßnahme war die Schnellabschaltung des Reaktors, die zweite der Einsatz der Dieselgeneratoren, die dritte die Notbatterien. Als schließlich diese versagten, wurde eine weitere "Verteidigungslinie" errichtet, indem man von Zeit zu Zeit Druck aus dem Reaktor abließ, versuchte zusätzliche Pumpen heranzuschaffen und  die Stromversorgung wieder in Gang zu setzen. Das Fluten mit Meerwasser sollte nunmehr zumindest die Kernschmelze der Reaktoren verhinden. Selbst wenn eine Kernschmelze in einem der Reaktoren eintreten sollte, so gibt es immer noch ein zusätzliches Containment, welches so kosntruiert ist, dass es einen geschmolzenen Kern von heißem Uran auffangen soll. Dieser Bereich müsste dann verschlossen werden, so dass möglichst keine Radioaktivität in die Umgebung austritt.

Fazit
Bisher sind nur geringe Mengen Radioaktivität (Beim Ablassen von Dampf) in die Umgebung entwichen. Nach verschiedenen Einschätzungen handelt es sich um einen INES-Unfall der Stufe 4. Momentan sieht es so aus, als würden die Ingenieure der Betreiberfirma die Reaktoren unter Kontrolle bringen.
Durch das größte Erdbeben seit Beginn der Aufzeichnungen und den folgenden Tsunami sind mehr als 20000 Menschen gestorben. Diese Zahl ändert sich täglich. Die durch das gleiche Erdbeben verursachten Reaktorunfälle haben bisher kein einziges Menschenleben gekostet. (Das kann sich natürlich noch ändern.) Dieser Vergleich ist nicht zynisch gemeint! Aber behalten Sie doch bitte die Relation im Auge: Auf der einen Seite viele Tausende Tote durch eine Naturkatastrophe, auf der anderen Seite technische Apparate (die Atomreaktoren), die trotz dieser Katastrophe noch halbwegs beherrschbar bleiben und nicht einfach explodiert sind. Die Aufregung in Deutschland über die japanischen (und einheimischen) Atomreaktoren läßt viele andere Dinge dagegen in den Hintergrund treten, die vielleicht wichtiger sind.

Text teilweise übersetzt von  Fukushima Nuclear Accident – a simple and accurate explanation bei bravenewclimate.com.   

Nachtrag am 12. April 2011:  Der Reaktorunfall ist von der japanischen Atomsicherheitsbehörde heute auf Stufe 7 der INES-Berwertungsskala hoch gestuft worden. Es gab keine gravierenden neuen Ereignisse, sondern man hat die vorhandenen Daten noch einmal neu bewertet.

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Fragen zum Atomunfall von Fukushima

Wozu wurde dem Kühlwasser in den havarierten Reaktoren Borsäure zugesetzt?
Borsäure (H3BO3) enthält das Element Bor. Dieses hat die Eigenschaft Neutronen zu absorbieren und die Kettenreaktion dadurch zu unterbrechen.


Warum kam es in Fukushima zur Explosion von Wasserstoffgas? 
Durch den Ausfall des Kühlsystems konnte die Wärmebildung bei der Kernspaltung nicht mehr ausreichend abgeführt werden und es kam zu einer Überhitzung im Reaktorkern. Die Hüllrohre der Brennstoffelemente und die Brennstoffkassetten der Reaktoren bestehen hauptsächlich aus Zirkonium. Dieses wird auf Grund des geringen Einfangquerschnittes für Neutronen für diesen Zweck verwendet. Ab einer Temperatur von 800 °C unterliegt dieser metallische Werkstoff einer Korrosionsreaktion mit dem Wasser im Reaktor. Dabei reagierte es unter Freisetzung von Wasserstoff zu Zirkoniumoxid entsprechend folgender Gleichung:
Zr     +     2 H2O     --->     ZrO2     +     2 H2

Der Wasserstoff sammelte sich offensichtlich im oberen Teil der Gebäudes und bildete mit dem Sauerstoff der Luft ein explosives Gemisch (Knallgas), welches zur Explosion führte.

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Samstag, 19. März 2011
 

Links zu den atomaren Störfällen in Fukushima:

Ausführliche Informationen über die Reaktorkatastrophe von Fukushima findet man auf der Webseite von Barry Brook unter bravenewclimate.com und bei der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS). Auf letzterer Webseite gibt es auch eine Chronik der Ereignisse ("Informationen zur Lage in den japanischen Kernkraftwerken Fukushima, Onagawa und Tokai").

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