It’s just a sweet sweet FaNTASy Baby…

Ich habe ja bereits eine Erweiterung für meinen Lego-Teilchenbeschleuniger „LAToyA“ (Lego Assembled Toy Accelerator) geplant und inzwischen gebaut. Inzwischen vermischen sich die Pläne für LAToyA Phase II Plus und FaNTASy. LAToyA Phase II Plus beinhaltet einen größeren Undulator, um bessere Synchrotronstrahlungsexperimente zu ermöglichen, und in Verbindung damit einen stabilen Anschluss des Vorbeschleunigers an die Synchrotronstrahlungs-Beamline. Das stabilisiert den Ring und verhindert, dass sich durch die mit ordentlichem Tempo umlaufenden Kugeln die Teile verziehen und so die Kugeln eher rausfliegen. FaNTASy (Fast Neutron Transmutation Accelerator-driven System) dagegen implementiert eine ganz neue Beamline am Beschleuniger, die auf ein Konversionstarget führt – dort werden schnelle Protonen in schnelle Neutronen konvertiert. Diese dienen dann zur Spaltung von nicht durch langsame Neutronen spaltbaren Aktivierungsprodukten, um aus langlebigen „minoren Actiniden“ kurzlebigere Spaltprodukte zu machen.

Die Pläne sind in „Studio“ schon recht weit gediehen – Ring-Brücken, Strahlauskoppler, Undulator, Beamline für FaNTASy, Konversionstarget und der Forschungsreaktor sowie die Brennelemente sind fertig geplant. Wann ich die Teile bestelle, weiß ich noch nicht, denn ich möchte noch ein paar Konnektoren, Stabilisierungen und Verbesserungen mit planen. Aber der aktuelle Stand ist als Renderbild aus Studio hier zu sehen:

Vorne Brennelemente (grau Moderator, rot Brennstoff, blau minore Aktinide), dahinter die Strahlauskoppler, Beamline, (p,n)-Target und Forschungsreaktor „FaNTASy“. Wasser im Pool muss man sich leider vorstellen, dafür habe ich keine befriedigende Lego-Lösung gefunden. Im Hintergrund der neue mächtige Undulator für die ultrabrillante Synchrotronstrahlenquelle.

Und ich habe mir außerdem noch etwas ausgedacht, damit man sich besser ansehen kann, wie der Forschungsreaktor aufgebaut ist – man kann ihn nämlich aufklappen:

FaNTASy aufgeklappt zum reingucken, mit neun Brennelementen auf den neun Gitterpositionen im Reaktorbecken und drei Brennelementen im Absetzbecken. Wasser im Pool wurde nicht modelliert.

Ein Wort zum Hintergrund: Undulatoren, die gezielt Synchrotron-Strahlung erzeugen, werden in vielen Forschungsbereichen eingesetzt, um Material auf mikroskopischer Ebene durchleuchtend zu analysieren. Zum Beispiel am DESY in Hamburg und am KIT in Karlsruhe gibt es entsprechende Anlagen. Meine Einrichtungen an LAToyA sind diesen Einrichtungen nachempfunden.

An Transmutation langlebiger Aktivierungsprodukte im Atommüll wird geforscht, allerdings nicht in Deutschland. Ob eine kerntechnische Anlage, die schwere, langlebige (bis zu 25.000 Jahre Halbwertszeit) Aktivierungsprodukte in kurzlebige (einige Tage bis maximal 100 Jahre Halbwertszeit) Spaltprodukte zu konvertiert, und so die langen Zeiträume zur Endlagerung des Zeugs in deutlich kürzere, aber immer noch lange Zeiträume zu verwandelt, sinnvoll oder wünschenswert ist, kann man diskutieren. Das möchte ich hier aber nicht tun. Mich fasziniert die Technik dahinter. Daher habe ich mir basierend auf einem üblichen Pool-Forschungsreaktor-Design eben eine Forschungseinrichtung für dieses Verfahren ausgedacht, die es als solche nicht gibt, in ihren Komponenten aber realen Anlagen zu anderen Zwecken nachempfunden ist.

In meinem Geist entstehen neben einigen stabilisierenden oder ergänzenden kleinen Anlagen für LAToyA und FaNTASy bereits neue Projekte – unter anderem ein an LAToyA angeschlossenes Gantry für die Schwerionentherapie, wie es am HIT (Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum) existiert. Es könnte aber sein, dass ich das erst angehe, wenn LAToyA Phase II Plus und FaNTASy umgesetzt sind.

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