That's basically what I've done today:
I've read...
...and commented...
...and Googled.
The occasion is me being a co-author on an article about (some of) the nuclear properties of plutonium-243. Now I "just" have to write down what I think about the article; what I like, what I don't like (if there's anything), and (maybe most importantly) what I don't understand 😛 
Typical #phdlife.
today's outfit - will make a post about it tomorrow <3 

2

New week, new possibilities, new plan.
But first; an important nuclear jubileum today. One of my favourite elements was discovered - or, chemically identified - on this day, 74 years ago 😀 Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, Joseph W. Kennedy, and Arthur Wahl bombarded uranium with deuterons and identified PLUTONIUM (element number 94).
Plutonium is of course known for being used in nuclear weapons and reactors, but it´s also used in artificial pacemakers for hearts, and to power units in space probes <3
---------------------------------------------------------
This week is about an exciting fission experiment at the lab in Orsay, outside of Paris, and what I call the "bridge chapter" in my thesis - I have to make a "bridge" between basic nuclear experiments and full core reactor simulations. This is what I see as the most challenging part of my thesis so far (and that´s probably the reson why I´ve been postponing to write for a very long time).
I think it´ll bee a good week, but the next 24 hours are critical ones (a little bit too much to do in too little time)...

2

Today is December the 12th, and in the calendar is the rest of what I gave you yesterday - it´s ETA again, but this time it´s ETA for neutrons with high energy (fast neutrons). The graph is very important for the neutron economy of a nuclear reactor...
ETA tells us about how many neutrons you get out for each neutron going in (to a nucleus) on average ("neutrons emitted/neutrons absorbed"). As you can see you get, on average, more neutrons from fission of plutonium-239 (blue line) than you get from uranium-233 (red line) - if the neutron going in has high energy/is a fast neutron. In other words: it´s exact opposite of what was in the calendar yesterday...!
So, since plutonium-239 is a better fissile material than uranium-233 (when hit by high-energy neutrons), you can produce more new fissile material from uranium, than you can from thorium 😀 Or, to sort of conclude: for thermal neutrons, thorium seems to be the way to do it, bur for fast neutrons, uranium/plutonium seems to be the way to do it <3<3<3

I dag er det et ikke så hyggelig 65-årsjubileum... 

Den 29. august 1949 gjennomførte Sovjetunionen sin aller første atomprøvesprengning: i det som i dag er Kazakhstan sprengte de bomben med det klingende navnet "RDS-1". RDS-1 liknet på "Fat Man" - bomben som USA detonerte over Nagasaki i 1945; altså en plutoniumsbombe med 22 kilotonn TNT sprengkraft. 
Prøvesprengningen førte til at USA videre utviklet et kraftigere våpen, nemlig det som kalles termonukleære våpen eller hydrogenbombe - altså fusjonsvåpen (dette er også atomvåpen, men kraftigere enn de som feks ble brukt under krigen - som var fisjonsvåpen). Den første hydrogenbomben ble testet i 1952, mens Sovjetunionen testet sin første fusjonsbombe i 1953.

 (Bildene har jeg lånt fra Physics Today)

Jeg kommer nok aldri til å ha fast ukens/månedens leserspørsmål (for det er jeg bare altfor sløv til, evt det er for mange andre løse tråder som gjør at det blir fryktelig vanskelig å holde seg til en sånn plan), men jeg syns det med å svare på de litt mer omfattende spørsmålene jeg får i kommentarfeltet (eller andre steder) passer fint som egne innlegg. Dermed kommer det i alle fall svar på et leserspørsmål nå, da <3
Spørsmål:

"Ikke om thorium, men eksplosivt nok: En del av nedrustningen av stormaktenes helvetesmaskiner har jo vært å bruke høyanriket uran (og plutonium?) fra disse forferdelige våpnene og blande det opp for å bruke i dagens kjernekraftverk. Tror du det blir en slutt på dette nå som Putin har lansert kald krig 2? Og hvordan i alle dager får man til å lage vanlig reaktorbrensel av dette råmaterialet?"

Dette er jo egentlig to spørsmål:
1) om jeg tror det blir slutt på Megatons to Megawatts-programmet, og 2) hvordan man gjør denne såkalte "downblendingen".
Når det gjelder spørsmål nummer 1) så er jo min første tanke at samarbeid mellom Russland og USA kanskje ikke er det enkleste om dagen, og at Russland kanskje heller ikke er så interessert i å kvitte seg med kjernevåpnene sine akkurat nå - men mer enn det kan jeg nesten ikke si :/
Når det gjelder 2) så kan jeg mer, for dette er faktisk utgangspunktet for min egen forskning - nemlig det å ta det fissile (spaltbare) materialet fra atombomber og så gjøre det om til reaktorbrensel. Det man gjør da, sånn tradisjonelt, er at man tar høyanriket våpen-uran - som man har i atombomber - og så blander man det med vanlig, naturlig uran helt til man har uran som består av ca 5% uran-235 og 95% uran-238 (naturlig uran består av nesten rent uran-238, med bare bittesmå mengder uran-235). På denne måten går man altså fra uran med "våpenkvalitet" til lavanriket, reaktor-uran; for det er nemlig sånn at også det uranet man putter inn som brensel i en reaktor er anriket - det bare er anriket mye mye mindre enn det uranet an lager våpen av.
Mao: 
  • Naturlig uran: 99.8% uran-238, 0.2% uran-235
  • Reaktor-uran: 95% uran-238, 5% uran-235
  • Våpen-uran: 5% uran-238, 95% uran-235
Så man tar bare og "tynner ut" våpen-uran med naturlig uran for å få reaktor-uran. Litt som hvis du har laget en veldig sterk suppe, og du bare mååå tynne den ut med litt vann.
I prinsippet kan man gjøre det samme med plutonium, og man kan blande våpen-uran med thorium (min forskning <3<3<3) - men så vidt jeg vet er det kun "downblending" med våpen-uran og naturlig uran som gjøres...:/
HER står det mer om den forskningen jeg gjør; altså å blande russisk våpen-uran med (norsk) thorium 😉
----------------------------

Håper dette besvarte spørsmålet; nå skal jeg løpe avgårde på ELIXIA - mulig jeg skal filme noe med bikini i Japan, i tillegg til at jeg er så dum at jeg har sagt ja til å være med på Holmenkollenstafetten, så nå er det virkelig ikke noe valg å ikke trene 😛

Som jeg nevnte i innlegget i går så sendte jeg dataene min (om humøret) til Jo favorittstatistiker, og han har gjort en litt mer avansert statistisk analyse av dataene enn det jeg fikk gjort i excel i går (jøss, hvem skulle trodd 😛 ). Han forklarer selv med egne ord under bildet 🙂

jeg har tilpasset en GAM (generalisert additiv model) til humør-dataene dine. istedenfor å tilpasse en forhåndsbestemt funksjon (slik fex lineær regresjon gjør), tilpasse GAM en spline, dvs et sett med stykkevise høyere ordens polynomer. optimal spline ble funnet ved GCV (generalisert kryss-validering). 

som du ser er du helt klart på stigende kurs. men du er nok ikke opp på 0 / likegyldig til nyttår. for at det skal skje trenger du en positivitetsinnsprøytning for å øke gradienten noe.

<3----------------------------------------<3
Ellers har det gått i planlegging av vårens superspennende eksperimenter, der vi skal fortsette vandringen i aktinide-land (sånne tunge stoffer som uran og sånn), bla får vi PLUTONIUM over nyttår - både plutonium-239 og plutonium-242 😀 *lykke* Disse stoffene er omtrent like "farlige" som uran-233 (som jeg gjorde eksperiment på, og analysere disse dager), så da må man jo gjøre sånne risikoanalyser, og være veldig skikkelig og lage ordentlige prosedyrer og sånn. SUPERSEXY <3
Men, for all del, det er jo ikke så innmari bra hvis man plutselig innhalerer pulverisert plutonium-239, heller, da:P

Nå har jeg slengt meg ned i den bittelille sofaen min her hjemme i rose-slottet, har nettopp spist eggerøre med brie, og er så utrolig trett og sliten...lurer på om det kan være alt det stresset jeg går rundt med om dagen som tar helt knekken på meg? Tror faktisk jeg skal prøve en liten power nap nå, før jeg setter meg ned med mail som må besvares, og en tekst som må skrives.

Ha en deilig førjulskveld, vi snakkes <3<3<3

1

Enten vi (jeg!) liker det eller ikke, så er det et faktum at det går mot høst - så da er det vel egentlig bare å nyte de siste sommerlige dagene, og å gjøre det beste ut av situasjonen.
Denne høsten er fisjonsprodukter hot (vel, det er de jo egentlig alltid, haha :P), og jeg har tatt en titt, og plukket ut mine tre favoritter 🙂

Fisjon er jo for det første fremdeles mer trendy enn fusjon, så derfor er fisjonsprodukter det enkle og sikre valget. De tre jeg falt mest for akkurat nå er isotoper av strontium, technetium, og zirkonium. Siden det er snakk om favoritter på nuklidekartet, og ikke i det periodiske system, så har jeg funnet min favorittisotop fra hver av disse tre grunnstoffene:
Strontium-90 ("representerer" fisjon av uran-233): Strontium-90 har for det første en halveringstid på nesten 29 år, så den har sånn forholdsvis lang halveringstid til et fisjonsprodukt å være 😛 Denne strontium-isotopen sender ut beta minus-stråling (det kan man se på nukledekartet ved at den er farget blå). 
Det som er litt spesielt med strontium er at hvis man får det inn i kroppen så tror kroppen på en måte at det er kalsium, også tar den det liksom opp til skjelettet og sånn, og siden strontium-90 sender ut beta-stråling så er ikke det så veldig heldig - for da vil man jo få en viss dose til skjelettet og benmargen, da... 
Men så er det jo fascinerende hvordan det kan lure kroppen óg, da 😉


Technetium-99 ("representerer" fisjon av plutonium-239): Denne technetium-isotopen er en av fisjonsproduktene med virkelig lang halveringstid - hele 211 000 år...:/ Den er også blåfarget, og sender ut beta minus-stråling for å bli til stabilt ruthenium-99. 
Betastrålingen stoppes veldig lett, da, og hvis man holder seg sånn ca 30 cm unna stoffet så er det greit 🙂 Største "faren" hvis man jobber med technetium er hvis man skulle komme til å puset inn støv - for da får man jo radioaktiv forurensning i lungene - og det er aldri spesielt trendy!

Zirkonium-93 ("representerer" fisjon av uran-235): Denne zirkonium-isotopen er sammen med technetium-99 en av de syv fisjonsproduktene med lengts halveringstid; på hele 1.53 millioner år (mao. så er den jo nesten helt stabil) XD
Energien på strålingen som sendes ut, og aktiviteten til fisjonsproduktet er lav, så det er et lite farlig stoff 😉
I tillegg til at zirkonium-93 er et fisjonsprodukt, og dermed produseres når feks uran-235 deler seg, så lages det litt fra stabilt zirkonium som brukes i brenselsstavene ("cladding") - altså ved at stabilt zirkonium-92 treffes av et nøytron og absorberer dette og blir til zirkonium-93 (men dette skjer ganske lite, da, for sannsynligheten for denne reaksjonene er veldig lav).

Det som er litt spesielt med akkurat de tre isotopene jeg har valgt ut her er at de på en måte "representerer" hver sin morkjerne som fisjonerer: For uran-233, uran-235 og plutonium-239 deler seg nemlig litt forskjellig når de spaltes (av et termisk nøytron - som er et nøytron med veldig lite energi, og dermed lav fart).

Når disse tunge kjernene treffes av et nøytron (med liten fart - som er det beste <3), så deler de seg nemlig ikke i to like store deler; de deler seg i én litt stor, og tung, del, og én mindre, og lettere, del. Den store, tunge delen er ca lik uansett om det er uran-233, uran-235 eller plutonium-239 som fisjonerer, mens det da blir den lette delen som er forskjellig avhengig av hvilken opprinnelige kjerne det er som spaltes (for disse har jo forskjellig størrelse, så det blir jo litt som om du har tre forskjellige kaker med forskjellig størrelse, også skjærer du av et stykke fra hver av dem, som er like stort  - da blir det jo forskjellig størreslse på det som er igjen av kaken 😉 ).

Uran-233 deler seg på en sånn måte at det blir mye strontium (Sr) - og jeg har derfor latt strontium-90 "representere" denne uran-isotopen.
Uran-235 deler seg slik at det bla. blir mye zirkonium (Zr) - så derfor er denne uran-isotopen "representert" ved zirkonium-93.
Plutonium-239 deler seg sånn at det blir litt ekstra mye technetium (Tc), og dermed måtte det bli techentium-99 som" representerer" denne 🙂

I dag tenkte jeg å gi dere oppskriften på hvordan man kan lage radioaktivt avfall med ganske lang halveringstid... 

Det langlivete avfallet er hovedsakelig transuranene - de stoffene som er tyngre enn uran (jeg pleier derfor å prøve å gjøre et klart skille mellom fisjonsprodukter og transuraner når jeg holder foredrag, og snakker om utfordringer knyttet til kjernekraft; veldig generelt så er fisjonsproduktene det store problemet ved en større ulykke, mens det langlivete avfallet er problemet mtp lagring). Og plutonium er jo kongen over kjipe stoffer, da; "vanlig" giftig, radiotoksisk (radioaktivt giftig), lang halveringstid, gir folk assosiasjoner til bomber, you name it...samtidig så må jeg jo nesten påpeke at plutonium også er en ressurs - i Fast Breeder Reactors, feks, bruker man plutonium som brensel - så det er jo suuuupert <3

Du trenger:

  • Uran-brensel; jo større andel uran-238 (altså, jo lavere anrikningsgrad), jo bedre
  • Reaktor med nøytroner

Du gjør:

  • Putt brenselet inn i reaktoren
  • Start fisjonsprosessen 
  • Vent i feks 3 år

Du har nå laget langlivet, radioaktivt avfall 😀

Det som skjer i brenselet, i tillegg til at uran-235 fisjonerer/spaltes er at uran-238 suger til seg nøytroner, blir til uran-239 - som er radioaktivt og sender ut en beta-partikkel (elektron) og blir til neptunium-239, som også er radioaktivt og sender ut en beta-partikkel og blir til plutonium-239 (halveringstid: 24 000 år). Plutonium-239 kan enten bare forbli seg selv, eller fisjonere når den treffes av et nøytron, eller absorbere et nøytron og bli til plutonium-240, som kan absorbere et nøytron og bli til plutonium-241, som er radioaktivt og sender ut en betapartikkel og blir til americium-241 (halveringstid 432 år).
I tillegg hender det at uran-235 også absorberer nøytroner, istedetfor å fisjonere, og da blir de til uran-236 som også absorberer nøytroner og blir til uran-237; uran-237 er radioaktivt og sender ut en beta-partikkel og blir til neptunium-237, som vil absorbere et nøytron og bli til neptunium-238, som er radioaktivt og sender ut en betapartikkel og blir til plutonium-238 (halveringstid: 88 år - ikke så lang halveringstid, men er med på å gjøre brenselet litt akitvt og varmt, da) osv osv 😉

Hadde bare alle atomkjernene enten fisjonert eller bare forblitt det de opprinnelig var, liksom...;);)

PS:

Gårsdagen som egentlig var en så fantastisk nydelig vårdag var forresten (nesten) fullstendig bortkastet; både Alexandra og jeg ble syke natt til søndag, og var sengeliggende omtrent hele dagen (vi tvang oss selv ut en liten times tid sent på ettermiddagen, så vi fikk jo såvidt "nytt" den deilige dagen, da) 🙁

Sånt er bare så utrolig typisk...og det er jo ikke bare det at jeg ikke fikk nytt det fine været som er kjipt, men det ble også arbeidsmessig en mye mindre produktiv dag enn jeg gjerne skulle ha hatt :/

3

I dag er det faktisk 70 år siden tungtvannsaksjonen i Telemark, og da passer det jo veldig fint å snakke litt om tungtvann <3

Og tungtvann er faktisk litt tyngre enn "vanlig" vann, eller lettvann som vi kaller det når vi snakker om det i reaktorer ("lettvannsreaktorer", "lettvannsmodererte reaktorer" osv 🙂 ). Et tungtvannsmolekyl består av ett oksygenatom (sånn som lettvann) og to døytroner, i stedet for to hydrogenatomer. Og et døytron er jo ca dobbelt så tungt som et hydrogenatom; så et tungtvannsmolekyl blir absolutt noen prosent tyngre enn et lettvannsmolekyl 😉

Tungtvann er veldig lurt å bruke hvis man prøver å produsere plutonium som man vil bruke for å lage en atombombe av, eller egentlig er det lurt å bruke tungtvann hvis du bare vil bruke naturlig uran til å produsere elektrisitet, men hvis du skal produsere plutonium fra uran så er det veldig lurt å bruke tungtvann (tips, liksom).
Grunnen til dette er at tungtvann "spiser" færre av de frie nøytronene enn det vanlig vann gjør, for når man har en reaktor som man fyller med uranbrensel og lettvann så absorberer faktisk vannet en del av nøytronene, og dermed blir det færre nøytroner til overs for å lage plutoniumet...:/ Men siden tungtvann er mye mye dyrere enn lettvann er det aller flest lettvannsreaktorer rundt omkring i verden i dag.

En plutoniumsbasert atombombe er forresten mer avansert enn en uranbasert bombe da, siden den kan kunne gå av for tidlig, før den kommer til skikkelig klimaks, liksom, og da blir det ikke noe ordentlig smell. Så det er jo kanskje ikke sikkert at det ville blitt noen tysk atombombe selv om de hadde hatt fri tilgang til tungtvann - men hva vet jeg om dét, liksom...?
Nå er det snart nattinatt for meg (var oppe litt over fem i dag tidlig :/ ), og det blir nok ganske tidlig i morgen óg - skal bare titte litt på en kronikk først 🙂

3

...at folk er superredde for radioaktivitet og stråling og kjernekraft og sånn, jeg skjønner jo det. Det er jo faktisk sånn at når det gjelder (ioniserende) stråling så er den usynlig, den smaker ingenting, lukter ingenting, kan ikke føles - men kan  altså være farlig.

I store doser kan  det være veldig farlig.

Det som er kjempefascinerende er at i små doser er det en god del forskning som tyder på at det kan være bra - altså ikke bare at det er noe kroppen takler, liksom, men at det kan ha en positiv effekt. Tenk på det litt som med alkohol: en kjempestor dose kan ta livet av deg, men små doser kan være bra for deg 😉

Uansett, jeg ble tipset om en lærebok her om dagen - Kosmos, en bok i samfunnsfag, skrevet av Nomedal og Bråthen
Det er når jeg leser de linjene som står i denne boken om temaet kjernekraft at jeg forstår den skepsisen og redselen som fins blant folk - hvis dette liksom er det eneste du har lært om kjernekraft og radioaktivitet noen gang...:/

Eleven får feks lese at den radioaktive strålingen kan komme ut av kontroll, plutoniumet som produseres i kjernekraftverk kan brukes til atomvåpen, og at det etter Tsjernobylulykken fortsatt fødes barn med misdannelser...

Dette er så forenklet at det blir feil 🙁

Plutoniumet man får etter å ha hatt vanlig uranbrensel inne i reaktoren i en 2, 3 år er ikke våpenmateriale - det er såkalt reaktorgradert plutonium, og dette kan ikke brukes til å lage atomvåpen!
Når det gjelder at den "radioaktive strålingen kan komme ut av kontroll", antar jeg de mener at kjedereaksjonen kan komme ut av kontroll - noe som kun kan skje ved et kraftverk som feks Tsjernobylanlegget, som hadde en såkalt positiv reaktivitetskoeffisient (har skrevet bittelitt om det her). Her blir jo man jo omtrent fortalt at hvert eneste kjernekraftverk ligger der som ustabile bomber, klare til å eksplodere, og det stemmer jo absolutt ikke!

Også er det den siste påstanden, da: "det fødes fortsatt barn med misdannelser", dette er litt som å si "folk blir fortsatt syke av influensa"... Ja, dessverre er det sånn at det fødes barn med misdannelser - i Norge fødes det også barn med misdannelser, faktisk gjør det det i hele verden, både før og etter Tsjernobylulykken.
Gravide kvinner blir feks anbefalt å spise Folat nettopp for minske sannsynligheten for én type misdannelser (ryggmarksbrokk).
Jeg antar at det forfatterne mener her er et at det fødes barn med misdannelser som følge av stråling, og at det er noe de ikke kan unngå, for strålingen kommer og tar deg, liksom, og det er  ikke riktig  :/

Hvis en gravid spiser veldig mye sopp og bær, som vokser innenfor exclusion zone (rundt Tsjernobylanlegget, der man kun kommer inn med spesiell tillatelse) og disse er fulle av feks cesium og/eller strontium er det selvsagt en viss mulighet for at dette kan skade fosteret i magen (fosterskade, på samme måte som hvis du drikker store mengder alkohol mens du er gravid - fosterskade og mutasjon er ikke det samme...). Men det er ikke sånn at feks de som ble evakuert fra byen da dette skjedde i 1986, og som får barn i dag får barn med misdannelser som følge av den ekstra dosen de fikk for 27 år siden!
Og til slutt sier de at "fremdeles har dyr i Norge høye verdier av radioaktive stoffer" - ja, har de da egentlig det? Sammenliknet med hva da?

Jeg er faktisk litt skuffet, og hvis dette avsnittet representerer nivået på bøkene fra Fagbokforlaget, syns jeg det er litt pinlig for forlaget...