Vorlesung: Radiochemie (HTW Dresden)

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An der HTW Dresden wird jeweils im Sommersemester durch Prof. Vinzenz Brendler eine Vorlesung zum Thema "Radiochemie" (MC-MA W8) gehalten.

Ziele:

Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Kenntnissen und Kompetenzen für eine Bewertung von Chancen und Risiken bei der Nutzung radioaktiver Stoffe in Naturwissenschaften, Medizin und Technik. Dies beinhaltet auch die Auswahl geeigneter radiochemischer Methoden und Verfahren für ein Umweltmonitoring hinsichtlich radioaktiver Belastungen. Inhaltliche Schwerpunkte sind  Eigenschaften instabiler Kerne und die Arten und Gesetzmäßigkeiten radioaktiver Zerfälle, Wechselwirkung von Strahlung und Materie (Ursachen, Modelle und Berechnungswege), Nachweis und Messung von Kernstrahlung (Detektoren, α- / β / γ-Spektrometrie, Statistik), repräsentative Beispiele der Produktion und Anwendung von Radionukliden und markierten Verbindungen aus  den Bereichen Nuklearmedizin (Therapie und Diagnostik), Industrie und Technik, Biologie und (Geo-)Chronologie. Weiterhin werden spezielle Aspekte der Radiochemie eingeführt für Anwendungen in Umweltfragen (Proben, radiochemische Trennmethoden, Analytik). Ein weiterer Schwerpunkt sind Fragen der sicheren Endlagerung radioaktiver Abfälle. Dies umfasst deren Entstehung und Zusammensetzung, die rechtlichen, soziologischen und wissenschaftlichen Aspekte der zugehörigen Langzeitsicherheitsanalysen, sowie Sanierungsstrategien für radioaktiv kontaminierte Gebiete. Die Radiochemie der Actiniden (Thorium, Uran, Neptunium und Plutonium, Americium und Curium) und des Radiums wird behandelt, gefolgt von einer Einführung in experimentelle Methoden in der Radiochemie mit dem Fokus auf Strukturaufklärung (Fluoreszenz-Spektroskopie und Photoakustik, Infrarot-Spektroskopie, Röntgenabsorptionsspektroskopie, UV/Vis-Spektroskopie). Die Vorlesung beinhaltet zudem das Lösen von Aufgaben zu radiochemischen Problemen (Rechnen) inklusive zugehöriger Diskussionen.

Schlüsselkompetenzen:

• Bewerten von Chancen und Risiken bei der Nutzung radioaktiver Stoffe in Naturwissenschaften, Medizin und Technik
• Auswahl geeigneter Verfahren für ein Umweltmonitoring hinsichtlich radioaktiver Belastungen

Inhalt:

Vorlesung:

• Ursachen der Radioaktivität,
• Radionuklide in der Natur (natürliche und anthropogene),
• Handhabung und Messung von Radionukliden,
• radiochemische  Methoden in Forschung, chemischer Analytik, Technik und Medizin,
• Probleme im Zusammenhang mit der Kerntechnik und Methoden zu ihrer Lösung
• Anwendungen der Radiochemie in Umweltfragen
  (Langzeitsicherheitsanalysen für nukleare Endlager, Sanierungsstrategien)
• Prinzipien
  (Modelle und Methoden, Datenbanken, Beiträge der Geochemie)
• Experimentelle Methoden in der Radiochemie
  
  • Fluoreszenz-Spektroskopie und Photoakustik,
  • Infrarot-Spektroskopie,
  • Röntgenabsorptionsspektroskopie,
  • Photonenkorrelationsspektrometrie,
  • Positronenemissionstomographie
  • a- / ß- / γ-Spektrometrie, Liquid Szintillation Counting
• Radiochemie der Actiniden und Radium
  (Radium und Thorium, Uran, Neptunium und Plutonium, Americium und Curium)

Übung:

• Lösen von Aufgaben zu radiochemischen Problemen (Rechnen)
• Diskussion von Aufgaben

Materialien:

Einführung & Gliederung Teil 1 Teil 2 Teil 3 Teil 4 Teil 5

Teil 6 Teil 7 Teil 8 Teil 9 Teil 10 Teil 11

Teil 12 Teil 13 Teil 14 Teil 15 Teil 16 Teil 17

Teil 18 Teil 19 Teil 20 Teil 21 Teil 22 Teil 23

Prüfungsleistung

• Mündliche Prüfung (30 min)

Literatur:

• J.-V. Kratz, K.H. Lieser: "Nuclear and Radiochemistry: Fundamentals and Applications", 2 Volume Set, 3rd Edition, Wiley-VCH Verlagsgesellschaft mbH ISBN 978-3527329014
• G.R. Choppin, J. Rydberg, J.-O. Lilienzin: "Radiochemistry and Nuclear Chemistry", Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-2300-4
• K. H. Lieser, Einführung in die Kernchemie. 3., neubearbeitete Auflage, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1991, ISBN 3-527-28329-3. 773 Seiten
• L. Herforth, H. Koch, Praktikum der Radioaktivität und Radiochemie, Springer Basel AG, 2014, ISBN 978-3-0348-5411-5. 567 Seiten
• W. Stolz, Radioaktivität (Grundlagen-Messung-Anwendungen), Vieweg+Teubner, 2003, ISBN 978-3-663-01497-3. 216 Seiten
• Lehto, J. & Hou, X.: „Chemistry and Analysis of Radionuclides“, Wiley, Weinheim, 2011, ISBN 978-3-527-32658-7, 426 Seiten
• Rösch, F.: “Nuclear- and Radiochemistry”, De Gruyter, 2016, ISBN 978-3-110-22191-6, 484 Seiten.
• Volkmer, M.: "Basiswissen zum Thema Kernenergie", Berlin, 2004.

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