New Mobility – New NUC

.
💡 Zusammenfassung (Abstract). Untersucht werden die infrastrukturellen Anforderungen im Zusammenhang mit der allenthalben beabsichtigten ElektromobilitĂ€t. Ferner wird eine ÜberbrĂŒckung der EngpĂ€sse entlang der deutschen Autobahnen angegeben und durchgerechnet: Es handelt sich um ein autarkes Gleichstrom-Netz fĂŒr Supercharger an den Tank- und Rastanlagen, das von kernenergetischen Reaktoren der 4. Generation, den Dual Fluid Reaktoren, angetrieben wird.
💡
.
Mit „New Nuc“ ist hier die Generation 4 der Spaltreaktoren gemeint
z.B. Dual Fluid Reaktor DFR

Im Januar 2012, also noch lange vor der „AG Energetik“, schrieb ich den Blogbeitrag „Energiewende – ElektromobilitĂ€t ade!“, dem ich (damals ein Novum!) eine fundierte energetische Berechnung zugrunde legte und zwar: Anhand des durchschnittlichen Verbrauchs aller PKW in Deutschland (seinerzeit gut 1000 Liter/s 😯) errechnete ich ĂŒber den Canot-Prozess eine durchschnittliche Stromlast bei 100% ElektromobilitĂ€t in Höhe von 20 GW. Trotz einer klaren BestĂ€tigung dieser Zahl durch eine einfache Gegenrechnung ➡ erlebte ich in den letzten Jahren immer wieder ein hartnĂ€ckiges Leugnen und Bestreiten dieses doch so klaren Sachverhaltes. So vermochte z.B. jemand, der fĂŒr Verbreitung von EE-MĂ€rchen nicht ganz unbekannt ist, diese Zahl auf 5 GW zu reduzieren. Und wie? Na mittels Car-Sharing😀 Continue reading „New Mobility – New NUC“

Quantenalgorithmus fĂŒr das Store Checkin Problem (SCinP)

.

💡 Zusammenfassung (Abstract). Das vorliegende Tutorial widmet sich der Frage, inwieweit das in der Logistik bekannte Store Checkin Problem (SCinP) mit Hilfe des Quantencomputers in nicht-kritischer Laufzeit gelöst werden kann.
💡
GudrunMaerskOakland
Gudrun Maersk im Hafen von Oakland (CA).
Quelle © dpa

Stellen wir uns vor, keine geringere als die „Sovereign Maersk“ ➡ wird demnĂ€chst in einen Containerhafen reinlaufen, wo ihre 7.500 Container gelöscht werden sollten. Die Aufgabe fĂŒr das hafenweite Dispositionssystem besteht nun darin, fĂŒr all die Container mitsamt den unterschiedlichen Inhalten geeignete StellplĂ€tze zu finden und diese zu reservieren. Dabei handelt es sich selbstverstĂ€ndlich um rein elektronische VorgĂ€nge, die mit der heutigen IT auch machbar erscheinen – entsprechende Datenbanken mit allumfassenden Informationen ĂŒber die gegenwĂ€rtige Belegung des Containerhafens stets vorausgesetzt. Dass aber eine solche Aufgabe trotz modernster IT alles andere als trivial ist und mit noch so schnellen Prozessoren immer noch laufzeitkritisch werden kann, sei an dieser Stelle schon mal vorweggenommen: Das vorliegende Tutorial wird zeigen, dass das Durchstöbern eines Containerhafens nach geeigneten LagerplĂ€tzen fĂŒr ein paar Tausend Container naturgemĂ€ĂŸ laufzeitkritisch ist!

➡ Die Sovereign Maersk – Schiffe zĂ€hlen zu den Post-Panamax-Containerschiffen und verfĂŒgen ĂŒber eine KapazitĂ€t von 6600 TEU (beladene Container mit je 14 Tonnen Gewicht), beziehungsweise 8160 TEU an echten StellplĂ€tzen.
.

 

HafenShnhai
Containerhafen von Shanghai. Der Jahresumsatz liegt knapp unter 40.000 Containern.
Quelle © N. Trentmann @welt.de

Eine einfache Überlegung, die an dieser Stelle nicht nĂ€her vorgestellt werden sollte, die aber durch Beobachtungen im Alltag durchaus gestĂŒtzt wird, zeigt, dass ein Containerhafen im Schnitt in etwa so viele disponible ContainerplĂ€tze haben sollte, wie der (Container-) Jahresumsatz ist. Im Falle von Shanghai wĂ€ren es 40.000 StellplĂ€tze durchschnittlich. Unsere Aufgabe anhand des Beispiels von Shanghai besteht demzufolge darin, eine Datenbank mit 40.000 EintrĂ€gen zu durchlaufen (zu „iterieren“) und die Eignung des jeweiligen Stellplatzes fĂŒr den einzulagernden Container zu prĂŒfen. Zu der Ă€ußerst diffizilen „EignungsprĂŒfung“ ➡ als Funktion von einer Reihe von Stellplatz- und Container-Parametern spĂ€ter mehr.

FĂŒr jeden Kenner der Algorithmentheorie ist dieser Fall klar: die Laufzeit einer solchen Datenbank-Iteration geht linear mit dem Umfang derselben, was mit dem Operator  markiert wird (das „“ steht hier fĂŒr unsere 40.000 Container-StellplĂ€tze). Demzufolge ist die Laufzeit einer vollen Datenbank-Iteration ĂŒber 40.000 virtuelle „StellplĂ€tze“ offensichtlich – stets vorausgesetzt, dass das  (also die Latenzzeit einer EignungsprĂŒfung ) fĂŒr alle StellplĂ€tze gleich ist, was in der Praxis weitgehend der Fall ist.

➡ Die EinzeleignungsprĂŒfung  ist das entscheidende Momentum fĂŒr den vorliegenden Algorithmus. Formell handelt es sich um eine Funktion, die eine Reihe von Stellplatz-Paramatern auf „0“ („nicht geeignet“) oder „1“ („geeignet“) abbildet: . NatĂŒrlich kann man die Funktion erweitern, indem man eine Art Punktesystem macht und damit eine differenzierende Antwort heraus bekommt.
.
YangShan
University Of Bern www.geography.unibe.ch/EG

Im Folgenden setzen wir fĂŒr  0.1ms=100ÎŒs (Mikrosekunden) an und nehmen somit den kĂŒnftigen technischen Fortschritt vorweg. Denn alleine die I/O-Operationen auf den modernsten DatentrĂ€gern dauern derzeit (Stand Anfang 2019) ungefĂ€hr so lang. Unter dieser Annahme dauert eine Datenbank-Iteration 4 Sekunden lang und das hört sich erst mal nicht dramatisch an. Allerdings dĂŒrfen wir die ĂŒbrigen 7499 Container 😀 nicht vergessen, die ebenfalls auf ihre Iterationen warten. Claro, nicht jeder Container wird es brauchen. Denn wenn ich mehrere nahezu identisch beladene rechne, weiß ich aus der ersten Iteration (durch das Punktesystem), was die geeigneten StellplĂ€tze fĂŒr die anderen sind. Dennoch mĂŒssen wir von dem berĂŒhmten worst case ausgehen, denn nur dieser beschreibt die immanente KomplexitĂ€t eines Algorithmus wirklich.

Die Laufzeit fĂŒrs virtuelle Löschen unserer voll und heterogen beladenen „Sovereign Maersk“ betrĂ€gt demnach:

 und das sind immerhin 8 Stunden und 20 Minuten Laufzeit 😯

An dieser Stelle wird sich der Leser möglicherweise fragen wie ist denn kommt, dass in SeehĂ€fen wie Shanghai nicht alles buchstĂ€blich stillsteht… Denn bei einer nunmehr 8-stĂŒndigen Beanspruchung ganzer Rechenzentren (Laufzeiten von 100 ”s fĂŒrs sind nur mit Multinode-Computing möglich) mĂŒsste das ja ĂŒber die meiste Zeit hinweg der Fall sein.

BrandInTianjin
Apokalyptische Bilder von der Brandkatastrophe in Tianjin.
Eine zu enge Lagerung von explosivem Gefahrgut hat zu einer regelrechten Kettenreaktion gefĂŒhrt. Die genaue Opferzahl kennt niemand. © bbc.com

Nun, die Antwort liegt in einer Optimierung des vorliegenden Algorithmus. Eine dieser Optimierungsoptionen haben wir bereits zuvor aufgezeigt: man pickt sich gleichartig bestĂŒckte Container heraus und errechnet fĂŒr diese die geeigneten StellplĂ€tze in nur einer Datenbank-Iteration (dies setzt freilich voraus, dass uns nicht der berĂŒhmt-berĂŒchtigte worst case einholt). Eine andere Möglichkeit besteht darĂŒber hinaus darin, bestimmte Bereiche des Containerhafens von der Zuteilung fĂŒr eine zu löschende Ladung gĂ€nzlich auszuschließen und so die Zahl geringer zu halten.

All das kann man natĂŒrlich machen – nur hört der Spaß spĂ€testens dann auf, wenn jemand der Verlockung unterliegt und unmittelbar ans heran geht, indem er die EinzeleignungsprĂŒfung aufweicht. Dass dieses „Optimierungspotenzial“ verlockend ist, liegt in der Natur der Sache. Zum einen kennen die UmsĂ€tze in den SeehĂ€fen nur eine Richtung, nĂ€mlich nach oben, wĂ€hrend der rechtliche Rahmen, etwa in Puncto Gefahrgut-Handling, Versicherung, Brand- und Strahlenschutz, Datenschutz etc. immer enger gezogen wird. Die Zeit arbeitet also gnadenlos gegen uns: das Optimierungspotenzial wird allmĂ€hlich ausgeschöpft und der technische Fortschritt (Moorsches Gesetz) vermag dies nicht aufzufangen. Mit anderen Worten, wir laufen immer mehr in eine ZwickmĂŒhle hinein zwischen immer höheren Anforderungen auf der einen und nur begrezt vielen Möglichkeiten auf der anderen Seite. Die Fragestellung dieser AG lautet, kann uns der Quantencomputer aus dieser ZwickmĂŒhle heraushelfen?

NichtLinearKrystal
Erzeugung von verschrÀnkten Photonen im nicht-linearen Krystal.
VerschrĂ€nkung ist ein fĂŒrs Quantencomputing unabdingbarer Effekt.
Quelle © BBC.uk.com

Im Jahre 1996 stellte der Mathematiker Lov Grover einen Quantenalgorithmus vor, der in einer unsortierten Datenbank einen bestimmten Inhalt auffindet. Die Laufzeit , die ja fĂŒr jedwede Datenbank-Iteration unumgĂ€nglich ist, konnte auf sensationelle gesenkt werden 😯. Die Frage, die wir uns vorliegend stellen, lautet, kann der Grove-Algorithmus – freilich in einer fĂŒr uns geeigneten Modifikation – unsere Stellplatz-Datenbank ebenfalls in iterieren? Und wenn ja, wĂ€re damit unser Store Checkin Problem in einer nicht-kritischen Laufzeit gelöst?

Nun, letztere Frage kann man nur mit einem klaren Ja beantworten. Denn die Quadratwurzel aus 40.000 ergibt 200 und das mal 100 ÎŒs genommen bedeutet nur einen Sekundenbruchteil fĂŒr eine volle Datenbank-Iteration. Bei dieser Laufzeit brĂ€uchten wir keinerlei Kompromisse einzugehen – das virtuelle Löschen von unserer „Sovereign Maersk“ wĂŒrde nur wenige Minuten dauern.

Die andere Frage, nĂ€mlich die nach der Korrespondenz des Grove-Algorithmus zur betreffenden Datenbank-Iteration, ist hingegen gleich mehrere Bits komplizierter. Es ist klar, dass sich die Stellplatz-Datenbank fĂŒr den Grove-Algorithmus nahezu anbietet. Der Teufel 👿 dĂŒrfte aber im Detail stecken. Denn die alles entscheidende Frage lautet: Können wir die immanenten Eignungszahlen in Qubits abbilden?

Nach meinem DafĂŒrhalten ist es der Fall, d.h. es existiert sehr wohl ein Quantenalgorithmus, der die vorliegend geforderte Iteration in verrichtet. Diese Vermutung ist vorlĂ€ufig das einzige (Zwischen-) Resultat der vorliegenden AG, die somit – wie die AG ĂŒbers QDD seinerzeit auch schon – mit einem an die Außenwelt gerichteten Ruf nach Hilfe zunĂ€chst endet. :mrgreen:

Wenn da nicht der EROI wĂ€r‘, wĂ€r‘ ich ein PhysikĂ€r ;-)

.

💡 Zusammenfassung (Abstract). Der Erntefaktor (EROI) einer energetischen Anlage gehört zu den am meisten missverstanden Kennzahlen in der energetischen Physik. Es kommt noch erschwerend hinzu, dass die immer weiterer verfeinerten Ermittlungsmethoden des EROI insbesondere die „erneuerbaren Energien“ immer schlechter haben aussehen lassen. So entstand ein handfestes wirtschaftliches Interesse an Missdeutungen bzw. Relativierungen dieser Kennzahl. Die vorliegende AG sollte all den Fakenews entgegen treten.
💡

 

Erntefaktoren
Quelle (C) Institut fĂŒr Festkörpermechanik
Sagenhafter EROI fĂŒr den Dual Fluid Reaktor auf der einen, sowie homöopathische EROI’s fĂŒr die „Erneuerbaren“ auf der anderen Seite dĂŒrften der wahre Grund sein fĂŒr die neuerliche Welle von VerklĂ€rungen dieser Kennzahl.

Noch bis vor ein paar Wochen hĂ€tte ich ĂŒber den Erntefaktor einer energetischen Anlage (im folgenden verwenden wir das englische „EROI“) gesagt, dieser sei eine allenthalben wohl verstandene physikalische GrĂ¶ĂŸe. Denn weder in den Social-Media-Threads noch in den Schulveranstaltungen, etwa GastvortrĂ€gen etc. hatte ich bis dato Anhaltspunkte fĂŒr irgendwelche VerstĂ€ndnisschwierigkeiten im Zusammenhang mit dieser Kennzahl festgestellt.

Doch dies hat sich in den letzten Wochen und Monaten grundlegend verĂ€ndert. Auf einmal prasselten Fakenews auf mich ein, die ich frĂŒher nicht fĂŒr möglich gehalten hĂ€tte. Dabei ist grundsĂ€tzlich zwischen zweierlei Kategorien zu unterscheiden: Die einen sind diejenigen, denen der Sachverstand in Physik schlichtweg fehlt. ➡ Sie haben gar nicht verstanden, welche energetische Umwandlungsprozesse z.B. in einem Kernkraftwerk stattfinden und können somit den EROI aus objektiven GrĂŒnden gar nicht erfassen. Und da gibt es aber auch jene, die offensichtlich das Ziel verfolgen, den fĂŒr die „Erneuerbaren Energien“ ungĂŒnstigen EROI zu relativieren. Dabei haben wir zuletzt eine Reihe von z.T. grotesken AuswĂŒchsen dieser eiligst bemĂŒhten Parawissenschaft erlebt, von denen wir einige auf den nachfolgenden Screenshots abgebildet haben.

Wir unterscheiden innerhalb der AG nicht zwischen diesen beiden Gruppen – sprechen stattdessen neutral von „Denkfehlern“, mit welchem Hintergrund auch immer.

➡ zu meinem Erstaunen zĂ€hlte zu dieser Kategorie ein Opponent aus der Schweiz, der Physiklehrer sein bzw. gewesen sein wollte… 😈
.
.

EROI. Die Definition
.

eroiFail1
Ein Beispiel einer kompletten Auf-den-Kopf Stellung des EROI

Ob WKA oder KKW – alle Energie-„Erzeuger“ (eigentlich „Umwandler“) wandeln in einer Kette von Umwandlungsprozessen PrimĂ€renergie in Endenergie um, d.h. in jene Form, in der wir die Energie haben, also „ernten“ wollen. In den beiden nachfolgend verglichenen FĂ€llen ist die Endenergie jeweils die elektrische, wĂ€hrend die PrimĂ€renergie ein Bit komplizierter ist. Klar, bei einer WKA ist es schlicht die kinetische Windenergie, aber bei einem Kernkraftwerk? Die Antwort ist schlicht: die Masse! Denn ja, am Anfang der Umwandlungskette steht in der Tat die in der Masse gem. E=mc2 „versteckte“ ➡ Energie.

➡ Demzufolge sprechen manche an dieser Stelle von der einzig realisierten „echten“ Energieerzeugung (aus Masse eben), wĂ€hrend es sich ansonsten lediglich um eine Energieumwandlung handelt. Wie dem auch sei: dieses Beispiel verdeutlich doch am besten, wie unsinnig es ist, die PrimĂ€renergie zu der Gestehungsenergie dazu zu rechnen 😯; hierzu gleich mehr unter „Denkfehler“
.

eroiFail2

WofĂŒr steht dann der EROI? Nun, ganz bestimmt nicht fĂŒr das VerhĂ€ltnis End-/PrimĂ€renergie, was ja der klassische Wikungsgrad wĂ€re. Nein, der EROI beschreibt schlicht und ergreifend, wie energieintensiv das Kraftwerk oder die Anlage ist. Genauer: wieviel Energie muss in die Anlage hineinfließen, um die gewĂŒnschte Energieumwandlung zustande zu bekommen; dies relativ zu der am Ende geernteten Energie, versteht sich:

Soweit so gut – kennen wir eigentlich. steht fĂŒr die „geerntete“ Energie (somit Endenergie), fĂŒr die „Gestehungsenergie“. Letztere ist eben jene summarische Energie, die ĂŒber den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg – von deren Gestehung mitsamt der Brennstoffe (well-to-wheel), ĂŒber Maintenance bis hin zur Entsorgung – umzusetzen ist, um… Achtung!!! …um eben den Umwandlungsprozess PrimĂ€r-zu-Endenergie zustande zu bringen (zu „gestehen“). Die PrimĂ€renergie des Prozesses zu dessen Gestehungsenergie dazu zu rechnen, ist eine Art Tautologie 😉 und gehört zu den meist verbreiteten EROI-Denkfehlern; s. ff. 💡 Continue reading „Wenn da nicht der EROI wĂ€r‘, wĂ€r‘ ich ein PhysikĂ€r ;-)“

Was taugen Reststoffe schneller Brutreaktoren?

.

💡 Zusammenfassung (Abstract). Untersucht werden Möglichkeiten der Nachbehandlung bzw. Weiterverwertung von Spaltnukliden, die als Reststoffe einen schnellen Brutreaktor – z.B. den Belojarsker BN800’er oder einen kĂŒnftigen DFR etc. – verlassen. Es sollten Optionen sowohl einer energetischen Weiterverwertung als auch einer radiotoxischen EntschĂ€rfung dieser Stoffe ausgelotet werden.
💡

 

ZerfallsNuklide
Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Long-lived_fission_product

Man kann vortrefflich darĂŒber debattieren, ob eine solche Fragestellung sehr viel an jenem AufklĂ€rungspotential in sich birgt, was das Hauptanliegen der „AG Energetik“ ausmacht. So erfuhr ich im Vorfeld zwar nicht gleich harsche Kritik, aber schon etwas kritische Hinterfragungen, frei nach dem Motto, wen interessiert schon der Rest von dem ursprĂŒnglich so problematischen „AtommĂŒll“? Man sollte doch darin nicht mehr „rumwĂŒhlen“ und außerdem leistet man dadurch einem Framing der Anti-Atomkraft Bewegung Vorschub, die zu jeder Lösung im Bereich der Kernenergie das passende Problem braucht.

Doch gerade das mit dem Framing sehe ich ganz anders. Vielmehr meine ich selber einen Frame zu setzen und zwar um die Frage nach all den BrĂŒtern und schnellen Neutronen ĂŒberhaupt! FĂŒr mich ist Genenation 4 eben nicht mehr die Frage des Ob, sondern evtl. des Wie bzw. Wann. Oder aber „Was taugen Reststoffe von…“. Ganz bewusst frage ich nicht „wohin damit“. Wenn das kein Framing ist… 😉

Soweit so gut. Damit ist aber die Frage immer noch nicht beantwortet, was das alles mit dem Hauptanliegen der „AG Energetik“ zu tun hat, das unverĂ€ndert darin besteht, eine AufklĂ€rung in Physik zu betreiben, Methoden der Erkenntnisgewinnung zu vermitteln etc. Nun, diese Frage scheint dann doch relativ einfach zu sein. Denn die Erfahrungen gerade mit Quantencomputing haben gezeigt, dass eine noch so abgehobene Physik die wirklich Wissbegierigen zumeist jungen Leute ĂŒberhaupt nicht abschreckt; eher ist das Gegenteil der Fall. Fragen Ă  la „Was passiert, wenn wir den Brennstoff lĂ€nger im Reaktor belassen?“ oder „Wie reagieren Spaltnuklide, denen wir eine Neutronendusche verpassen?“ zeugen von einer doch sehr großen Gier nach Informationen und zwar in einer Disziplin, die immer noch zu den unerwĂŒnschten da politisch nicht korrekten 🙄 dazu zu rechnen ist.

Und bei dieser BegrĂŒndung fĂŒr die Namensgebung unserer AG wollen wir es auch bewenden lassen. Denn es wĂŒrde den Rahmen des Blogs klar sprengen, mögliche Anwendungsgebiete fĂŒr all die Spaltnuklide der Aktinide zu erörtern. Klar, bei einem Blick auf https://en.wikipedia.org/wiki/Fission_products_(by_element) lĂ€uft einem das Wasser im Mund zusammen. Denn da gibt es allerhand wertvolle Stoffe – von seltenen Erden ĂŒber RefraktĂ€rmetalle bis hin zu Edelmetallen – hĂ€ufig bereits in stabiler (also nicht-strahlender) Form. Dennoch lassen wir es mit dem lapidaren Hinweis auf die Fachliteratur gut sein und konzentrieren uns fortan auf die Frage, ob und wenn ja, wie die radioaktiven Spaltnuklide, etwa die problematischen 127Cs und 90Sr, radiotoxisch entschĂ€rft werden können. Mit anderen Worten, wir legen nun los unter der eigentlichen Überschrift:

Wie kann man die RadiotoxizitÀt der Reststoffe loswerden? Die AG

.

Dual Fluid Reaktor (DFR) © IFK
Die integrierte PPU (Pyroprocessing Unit) verspricht eine sortenreine Trennung der Reststoffe. Sollte darĂŒber hinaus eine Isotopen-bezogene Trennung möglich sein, wĂ€re das Problem der Rest-RadiotoxizitĂ€t unter Gewinnung von ĂŒberaus wertvollen Stoffen vollstĂ€ndig gelöst.

Bereits ein kurzer Blick auf die rechte HĂ€lfte der obigen Tafel lĂ€sst einen schon staunen. Denn dass die Spaltung von 235U eine FĂŒlle von Isotopen hervorbringen wĂŒrde (die dann womöglich jeweils anders zu behandeln wĂ€ren) lĂ€sst sich nun wahrlich nicht behaupten. Vielmehr sehen wir eine ĂŒberschaubare Anzahl von Nukliden – gerade mal ein Dutzend – die sich offensichtlich in zweierlei Gruppen aufteilen lassen:

    • ‱ MLFP (medium-lived fission products): 155Eu, 90Sr, 85Kr, 113mCd, 137Cs, 151Sm, 121mSn;
    • ‱ LLFP (long-lived fission products): 99Tc, 126Sn, 79Se, 93Zr, 135Cs, 107Pd, 129I .

Dazwischen sowie unterhalb MLFP’s wie auch oberhalb der LLFP’s gibt es schlicht nichts und das verspricht schon mal die Sache zu vereinfachen. Denn auch wenn unser DFR nicht dafĂŒr gedacht ist, ausgerechnet das 235U zu spalten, sind obige Isotope Bestandteil von dem sog. „AtommĂŒll“, also kommen sie zunĂ€chst als Brennstoff in den DFR rein, sofern sie von der PPU nicht von vorne herein abgetrennt werden. Dass letzteres nicht sinnvoll ist – dazu gleich mehr.

Ein zweites und viel interessanteres Merkmal, das die Zerfallsnuklide ebenfalls voneinader unterscheidet, ist der sog. (Neutronen-) Resonanzquerschnitt ➡, wobei fĂŒr uns der Einfangsquerschnitt von besonderem Interesse ist. Was gleichermaßen wie bei der Halbwertszeit sofort auffĂ€llt, ist, dass es ebenfalls zweierlei Gruppen gibt, in die sich die Zerfallsprodukte einteilen lassen. Es handelt sich auf der einen Seite um Nuklide mit einem im Bereich von ein paar Barn, bis sogar darunter und auf der anderen Seite um solche mit im Bereich einiger kbarn (Kilobarn); letztere haben wir zuvor grĂŒn markiert.

➡ (Neutronen-) Resonanzquerschnitte (auch „Wirkungsquerschnitte“) kann man sich vortrefflich als Zielscheiben vorstellen. Trifft ein Neutron genau ins „Schwarze“, ist die Wahrscheinlichkeit eine Resonanz (also eine wie auch immer geartete Wechselwirkung, Eindringen in den Target-Kern etc.) zu erzielen, nahe 1. Je mehr wir uns von dem Mittelpunkt entfernen, umso geringer wird die Wahrscheinlichkeit einer Wechselwirkung, bis sie außerhalb der Zielscheibe praktisch ausgeschlossen ist. Die FlĂ€che dieser imaginĂ€ren Zielscheibe ist gerade der Resonanzquerschnitt und wird in Barn angegeben: 1 barn = 10-28 m2.
.

Einfangsquerschnitte von einigen Kilobarn, wie wir sie bei den „grĂŒnen“ Isotopen ausgemacht haben, bedeuten jedoch nichts anderes, als dass der Neutroneneinfang praktisch sofort erfolgt, also unmittelbar nach Entstehung des jeweiligen Nuklids bzw. nach dessen Beimischung als Brennstoff aus dem sog. „AtommĂŒll“.

Beispiel Europium. 155Eu, mit seinen 3.95 kbarn (!), fĂ€ngt sich im Nu ein Neutron ein. Das daraus resultierende 156Eu ist mit einem unter 1 barn vor weiteren Neutronen einigermaßen sicher – u.U. Zeit genug um es abzutrennen (dem FlĂŒssigsalz-Kreislauf zu entziehen) und in aller Ruhe den ÎČ Zerfall abzuwarten (die Halbwertszeit von 156Eu betrĂ€gt 15 Tage). Das hochwertige und stabile 😼 Gadolinium kann bereits nach einigen Wochen „geerntet“ werden:

Kommt es zu einem weiteren Neutroneneinfang – ob ungewollt oder gar gewollt, falls die PPU dies zu unterscheiden vermag – dann ist es sogar noch besser, denn von 157Eu betrĂ€gt lediglich 15 Minuten. Das 157Gd ist zwar mit von 254 kbarn so ziemlich das (Neutronen-) gefrĂ€ĂŸigste, was es ĂŒberhaupt gibt, aber das daraus resultierende 158Gd ist wiederum stabil!

(…)

SĂ€ttigung bei den „Erneuerbaren“ Energien. Der Îș- (Kappa-) Effekt

.

💡 Zusammenfassung (Abstract). Untersucht wird das dynamische Verhalten von Erntefaktoren (EROI) „Erneuerbarer“ Energien, insbesondere Wind- und Solarkraft, hinsichtlich installierter Leistung.
.
Das Zwischenfazit der AG ist wirklich niederschmetternd fĂŒr die Windkraft- und Solarindustrie – ja, man kann mit Fug und Recht von einem Super-GAU sprechen. Denn wie zuvor vermutet, hat sich der Negativtrend bei den χu-Koeffizienten auch im Jahre 2018 fortgesetzt: Demnach wird bereits der ungepufferte EROI mit zunehmendem Ausbau der „EE’s“ immer schlechter und zwar allem technischen und technologischen Fortschritt zum Trotz! BerĂŒcksichtigt man ferner noch die Pufferungseffekte (was die AG in ihrer Fortsetzung untersuchen wird), dĂŒrfte der Nachweis fĂŒr eine „EE-SĂ€ttigung“ endgĂŒltig erbracht sein! Ein weiterer Zubau von Wind- oder Solar wĂŒrde dann nahezu vollstĂ€ndig verpuffen und das viel apostrophierte Ziel „100% EE“ als physikalisch unerreichbar ausweisen. 
💡

.

Motivation. HintergrĂŒnde

.

Wind-und-Solar-2011-bis-2015
Man sieht allenfalls minimale Zunahmen bei den Peaks – und das trotz einer beinahe Verdopplung (!) der installierten Leistung.
© Rolf Schuster (@science-skeptical.de)

Am 15. September 2015 schloss die AG „Energieeffizienz von Windkraftanlagen“ mit der fĂŒr manche (aber eben nur fĂŒr manche… 😉 Continue reading „SĂ€ttigung bei den „Erneuerbaren“ Energien. Der Îș- (Kappa-) Effekt“

QDD – ein Algorithmus zur quantenmechanischen DatenĂŒbertragung

NichtLinearKrystal
Erzeugung von verschrÀnkten Photonen im nicht-linearen Krystal.
Quelle © BBC.uk.com

Nach der Erstveröffentlichung des „Algorithmus zur quantenmechanischen DatenĂŒbertragung“ – seinerzeit noch unter der Bezeichnung „EPR“ – am 2. MĂ€rz 2017, erfuhr ich aus dem Netz ein Feedback, was ich eingedenk der „Trockenheit“ der Materie so nicht erwartet hĂ€tte. Überrascht hat mich vor allem das hĂ€ufig geĂ€ußerte „faszinierend!“ – auch und gerade von denjenigen, die ansonsten in einer unnachahmlichen FreimĂŒtigkeit zugaben, nicht allzu viel davon verstanden zu haben. :mrgreen:

Ich persönlich kann mir diese doch recht ĂŒberraschende Reaktion nur dadurch erklĂ€ren, dass die Aussicht auf eine DatenĂŒbertragung mit Überlichtgeschwindigkeit bzw. ĂŒber einen abhörsicheren „Kanal“ eben jene Faszination hervorruft, die die Hemmschwellen zur Quantenmechanik bzw. gar Quanteninformatik etwas absinken lĂ€sst. So wird im Allgemeinen gespannt zugehört, man lĂ€sst sich alles noch mal und noch mal erklĂ€ren, man schreckt nicht vor jeder banalen mathematischen Gleichung in einem Beitrag zurĂŒck (ein Effekt, den ansonsten jeder Buchverlag zu GenĂŒge kennt 😉 Continue reading „QDD – ein Algorithmus zur quantenmechanischen DatenĂŒbertragung“

Die KiKK-Studie und das Gesetz der kleinen Zahlen

Daniel Kahneman (*1934), ein israelisch-US-amerikanischer Psychologe und Wirtschafts-NobelpreistrĂ€ger des Jahres 2002, beschreibt in seinem legendĂ€ren „Schnelles Denken, langsames Denken“ u.a. Urteilsheuristiken und kognitive Verzerrungen, auf die es sowohl die Journalisten als auch u.U. verantwortungslose „Wissenschaftler“ abgesehen haben. Von höchster Relevanz fĂŒr die vorliegenden Betrachtungen ist das zusammen mit Amos Tversky untersuchte Gesetz der kleinen Zahlen.

Irgendwann mal die Tage jĂ€hrt sich zum 10. Mal die sog. „KiKK-Studie“, des Bundesamtes fĂŒr Strahlenschutz (BfS), die eine Korrelation zwischen KinderleukĂ€mie und der NĂ€he des Wohnortes zu den Kernkraftwerken 🙄 belegt haben wollte… und es wider besseres Wissen bis heute immer noch tut, wenn auch in einer inzwischen stark relativierten Form… Und es jĂ€hrt somit auch und insbesondere die wohl grĂ¶ĂŸte Blamage fĂŒr die deutsche Wissenschaft nach dem 2. Weltkrieg, denn nichts anderes als das ist wohl der Sermon, dessen aktuelle Form man sich auf der weiter unter verlinkten Website reinziehen kann.

Anno 2007 fand ich die Studie nicht nur falsch, sondern auch „kriminell“ und „verhetzerisch“. Theoretisch waren es auch diese und Ă€hnliche Epitheta, die mir die Androhung rechtlicher Schritte durch einen anonymen Blogger (der ein Mitglied des Forscherteams gewesen sein wollte… 😉 Continue reading „Die KiKK-Studie und das Gesetz der kleinen Zahlen“

Wasserstoffantrieb energetisch betrachtet…

Mirai
Toyota Mirai mit Brennstoffzelleantrieb an der Wasserstofftankstelle
Quelle © Toyota USA

Im Teil 1 der AG ĂŒber alternative Fahrzeug-Antriebe, der AG „ElektromobilitĂ€t energetisch betrachtet“, haben wir das eAuto ausfĂŒhrlich untersucht und einen Vergleich mit dem klassischen Antrieb angestrengt. In dem vorliegenden Teil 2 wollen wir unsere Überlegungen auf Wasserstoffantriebe ausdehnen.

Wasserstoff ĂŒbt eine nahezu magische Faszination aus – lĂ€ngst nicht nur auf Menschen, die dem Gedanken der „grĂŒnen“ :mrgreen: Ökologie zugewandt sind. Auch von erklĂ€rten Gegnern der sozusagen „Energiewende“ bis hin zu Skeptikern der ElektromobilitĂ€t höre ich des Öfteren „mit Wasserstoff… das ist dann was völlig anderes, da macht es ja Sinn…“ 😉 Continue reading „Wasserstoffantrieb energetisch betrachtet…“

ElektromobilitĂ€t energetisch betrachtet…

carma
Fisker Karma © Rainer A. Stawarz
Ein Plug-In-Hybrid, angetrieben von zwei Elektromotoren mit 2 x 203 PS, die aus einer 20 kWh-Batterie bzw. einem Stromgenerator an einem 212 PS starken Ottomotor gespeist werden.

Trotz meines seinerzeit noch frĂŒhjugendlichen Hangs zum Motorsport (klassische Rallys) und somit einer AffinitĂ€t zum Klang eines bulligen Turbo-Mehrzylinders 😉 Continue reading „ElektromobilitĂ€t energetisch betrachtet…“