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Urannitrid - ein vielversprechender Brennstoff für Kernkraftwerke

23.08.2012

Wissenschaftler des Los Alamos National Laboratory nutzten die Photolyse eines Uranazid-Anionenmoleküls, das ein Uranatom und drei Stickstoffatome enthält. Das Molekül wurde ultravioletter Strahlung ausgesetzt: Photonenenergie konnte Stickstoff "brechen", was zur Bildung von Urannitrid-Molekülen führte. Bisher war die Gewinnung dieses Stoffes wegen des erheblichen Unterschieds in den Atomradien von Uran und Stickstoff sehr schwierig.

Amerikanischen Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, ein stabiles molekulares Urannitrid (UN) zu erhalten, bei dem das Stickstoffatom nur an ein Uranatom gebunden ist. In früheren Arbeiten war das Stickstoffatom immer an zwei oder mehr Uranatome gebunden. Aus praktischer Sicht ist dies eine sehr große Errungenschaft. Urannitrid hat eine sehr hohe Energiedichte, hohe Stabilität und Wärmeleitfähigkeit, was den Einsatz der UN-Verbindung in neuen Hochleistungskernreaktoren ermöglicht.

Urannitrid kann auch sehr starke Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen leicht brechen, obwohl das UN-Molekül bei der Trennung von Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen irreversibel zerstört wird. Wenn jedoch Urannitrid in diesem Prozess eingespart werden kann, wird es zu einer wirtschaftlich tragfähigen Alternative zu fossilen Brennstoffen, da es ein ausgezeichneter Katalysator für die Herstellung von Brennstoff aus Abfall ist.

Die neue Urannitridverbindung ist eine Keramikverbindung, die viele der gleichen UN-Moleküle enthält. Im Gegensatz zu allen anderen Herstellungsverfahren ermöglicht die Photolyse die Herstellung von reinem Urannitrid mit genau definierten Eigenschaften, wodurch es für praktische Anwendungen geeignet ist. Die Synthese einer solchen Substanz ist für Chemiker seit Jahrzehnten ein wahrer „Heiliger Gral“. Die Aussichten für seine Anwendung sind riesig, und Wissenschaftler glauben, dass Urannitrid in der Lage sein wird, das Gesicht der modernen Energie zu verändern.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Gefahrensignalisierende Pflanzengene gefunden 23.03.2020

Wissenschaftler des Salk Institute for Biological Research (Salk Institute) haben die genaue Lage der Gene herausgefunden, deren Zweck es ist, Gefahren zu signalisieren.

Das Pflanzenhormon Jasmonsäure oder Jasmonat ist verantwortlich für die Reaktion der Pflanze auf äußere Reize: Insektenbefall, Pilzbefall, Trockenheit, Hitze oder Kälte. Durch die Untersuchung von Pflanzenzellen nach Kontakt mit Jasmonsäure haben Wissenschaftler festgestellt, welche Gene für die Reaktion der Pflanze auf Gefahren verantwortlich sind.

Das Meerschweinchen Talya wurde zum Testobjekt: Das Genom dieses Vertreters der Senffamilie ist gut untersucht. Die Ergebnisse von Untersuchungen der Rucifera lassen sich extrapolieren, da Jasmonsäure unter Vertretern des gesamten Pflanzenreichs vorkommt. Die im Dunkeln gekeimten Samen wurden mit Jasmonat behandelt, anschließend extrahierten die Forscher DNA und Proteine aus den Zellen. Um die genaue Lage der Gene zu bestimmen, die das Verhalten der Pflanze in Gefahrenzeiten regulieren, verwendeten die Wissenschaftler spezifische Antikörper gegen die interessierenden Proteine.

„Das Ziel unserer Studie war es herauszufinden, wie Pflanzen Informationen aus der Umwelt verarbeiten und wie diese Informationen ihr Wachstum und ihre Entwicklung beeinflussen“, sagte Professor Joseph Ecker, Mitautor des Berichts und Forscher am Howard Hughes Medical Institute. Als Ergebnis haben wir Gene identifiziert, die für die Reaktion auf Jasmonsäure verantwortlich sind, und Stellen gefunden, die an der zellulären Kreuzkommunikation mit anderen Pflanzen beteiligt sind. Dies wird es den Züchtern ermöglichen, Pflanzen zu entwickeln, die widerstandsfähiger gegen raue Bedingungen sind."

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