Die Hauptnutzung der Kernenergie ist die Erzeugung elektrischer Energie in Kernkraftwerken. Einige der Vorteile der Kernenergie spiegeln sich jedoch in umweltbezogenen Anwendungen wider.
Die Hauptursache für die Verschmutzung der Umwelt sind menschliche Aktivitäten. Bevölkerungswachstum und industrielle technologische Entwicklungen implizieren einen wachsenden Bedarf an elektrischer Energie.
Seit der industriellen Revolution hat der Verbrauch fossiler Brennstoffe exponentiell zugenommen. Die Besonderheit dieser Energieform besteht darin, dass sie klimaschädliche Abfälle und Treibhausgase erzeugt.
Auch die Verschmutzung von Oberflächen- und Grundwasser stellt ein großes Umweltproblem dar.
Die wichtigsten Umweltnutzungen der Kernenergie sind:
1. Reduzierung des Treibhauseffekts
Die globale Erwärmung ist ein latentes Problem für die Umwelt. Dies ist auf die Freisetzung von Gasen bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe und organischer Stoffe wie Holz und Müll zurückzuführen.
Kernenergie ermöglicht den Einsatz von Isotopenanalysen, die die Berechnung der Kohlendioxidemissionen in einem Industriegebiet ermöglichen. Nukleare Verfahren, wie die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen, sind sehr nützlich, um aus Wärmekraftwerken emittierte Schadstoffe zu entfernen.
Eine innovative und einfache Methode zur Berechnung der CO2-Emissionen besteht darin, die Pflanzen beim Wachsen in einem Industriegebiet zu beobachten. Diese Anlagen fangen radioaktiven Kohlenstoff-14 aus der kosmischen Strahlung und auch den von der Industrie emittierten Kohlenstoff ein.
Auf diese Weise kann durch die Bestimmung des Anteils an radioaktivem Kohlenstoff die gesamte CO2-Emission im Gebiet bestimmt werden.
Gleichzeitig verringert die Stromerzeugung durch ein Kernkraftwerk wie bei den meisten erneuerbaren Energien die Abhängigkeit von konventionellen thermischen Kraftwerken.
Der größte Nachteil von Kernkraftwerken ist jedoch die Möglichkeit von Atomunfällen wie dem in Fukushima im Jahr 2011.
2. Oberflächen- und Grundwasserverschmutzung
Isotopentechniken können helfen, die Anfälligkeit des Grundwassers gegenüber einer Kontamination von der Oberfläche zu beurteilen. Sie ermöglichen es auch, die Quellen der Oberflächenkontamination zu spezifizieren:
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Natürlich
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Landwirtschaftlich.
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Inländisch
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Industrie
Ab geringer Strahlenbelastung wird eine sterilisierende Wirkung erzielt. Diese Eigenschaft wird zur Eliminierung von pathogenen Keimen aus Abwasser genutzt.
3. Bodenverschmutzung
Es ist mittlerweile bekannt, dass Bodenkontaminationen die Nahrungskette beeinträchtigen.
Die Landwirtschaft verwendet häufiger umweltschädliche Chemikalien, die durch Stickstoffdünger und Pestizide in den Boden eindringen. Diese Produkte müssen vor Gebrauch sorgfältig getestet werden und garantieren ihre Zersetzung in Produkte, die kein Risiko für die Umwelt darstellen.
Die Anwendung von Isotopentechniken ermöglicht es, den Abbau dieser Produkte und ihren endgültigen Bestimmungsort zu bestimmen. Nukleare Methoden sind am besten geeignet, um die Verschmutzung und die genaue Quelle, die sie verursacht hat, genau zu beurteilen.
4. Ausrottung von Schadinsekten
Insekten sind manchmal eine Bedrohung für die Gesundheit von Tieren und Menschen. Ein Insektenbefall kann wertvolle Nahrungspflanzen vernichten.
Traditionell wurden Insektizide verwendet, die jedoch aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung ein potenzielles Risiko für Umwelt- und Lebensmittelkontaminationen darstellten. Außerdem entwickelten die Insekten eine größere Resistenz dagegen und mussten größere Mengen verwenden.
Gegenwärtig werden neue Methoden zur Bekämpfung von Insekten entwickelt, die keine Gefahr für die Umwelt darstellen. Folgendes kann hervorgehoben werden:
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Sterile Insektentechnik (SIT): Besteht aus der Produktion großer Mengen von Insekten in Zuchtanlagen, die mit Gammastrahlung sterilisiert werden. Diese Insekten werden freigelassen und wenn sie sich mit Wildinsekten paaren, werden keine Nachkommen produziert.
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Genmanipulation zur Selektion männlicher Insekten: Die Freisetzung nur männlicher Insekten ermöglicht die Ausrottung von Fliegenschädlingen und verstärkt die SIT-Technik. Diese Technik basiert auf der genetischen Manipulation der Chromosomen von Fliegen mit ionisierender Strahlung, um nur Männchen freizusetzen.
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Vererbte Sterilität: Diese Technik wird hauptsächlich verwendet, um Mottenschädlinge auszurotten. Es ist erwiesen, dass durch die Bestrahlung einer Population von Motten mit niedrigen Dosen ihre Nachkommen unfruchtbar sind.
5. Hydrologie und Trinkwasseraufbereitung
Wasserknappheit und -degradation geben weltweit Anlass zur Sorge. Das Versäumnis, die Wasserressourcen zu optimieren, könnte zu einem geringeren Wirtschaftswachstum und bestimmten Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt führen.
Die isotopische Hydrologie ermöglicht es uns, das Verhalten von Wasser zu kennen. Die Hauptverwendungszwecke radioaktiver Isotope sind die Datierung und die Transitzeit von Wasser. Mit Tracern können Herkunft, Fließgeschwindigkeit, Kontaminationsquellen und Wasserabbauprozesse bestimmt werden.
Die Nukleartechnik ermöglicht auch:
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Meerwasser entsalzen.
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Grundwasserverschmutzung behandeln.
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Bestimmen Sie den Ursprung des Salzgehalts.
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Kennen Sie das Alter des Wassers.
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Dimensionierung eines Reservoirs.
