Was ist der Grund für die Verwendung von abgereichertem Uran als Gegengewicht in der 747?

Ich habe kürzlich herausgefunden, dass einige der früheren Modelle der 747 zwischen 600 und 1100 Pfund abgereichertes Uran als Gegengewicht hatten. Diese Gegengewichte wurden in 747 gefunden, die zwischen 1968 und 1981 hergestellt wurden.

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Angesichts der oben verlinkten Studie und der bekannten Strahlenbelastung für Arbeiter (und Passagiere) sogar vor der Einführung dieser Gegengewichte im Jahr 1968, warum entschied sich Boeing (und McDonnell Douglas) für die Verwendung eines so gefährlichen (und potenziell gefährlichen) Militärs Perspektive) Material?

Ich verstehe, dass das Gewicht / die Dichte ein kleineres Paket zulässt, aber es scheint, dass die Wolframgewichte nach 1981 ohne Platzprobleme in bestehende Flugzeuge integriert wurden. Gab es so viel abgereichertes Uran, dass es auch wirtschaftlicher war?

Schließlich wurden die Gegengewichte durch diese Wolfram-Ersatzteile ersetzt:

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DU ist nur gefährlich, wenn Sie mit Partikeln in Kontakt kommen; besonders beim Einatmen. Bei einem Crash, der schwer genug ist, um die Unversehrtheit der Gewichte zu gefährden; das wäre deine letzte Sorge. Meine Vermutung ist, dass eine sicherheitsbewusstere (streitige) Industrie und die Verfügbarkeit von Alternativen dazu geführt haben, dass andere Materialien verwendet wurden.
Dies wurde auch auf dem L-1011 gefunden.
@Simon: und in dieser Hinsicht ist DU in keiner Weise gefährlicher als andere Schwermetalle wie Blei oder Wolfram. Warum es heute aus der Mode kommt, liegt nicht an Sicherheitsbedenken, sondern an der hysterischen Meinung der Öffentlichkeit „Uran = gefährliche Strahlung oder nukleare Explosionsgefahr“. Abgereichertes Uran und sogar normales (nicht angereichertes) Uran geben jedoch so wenig Strahlung ab, dass sie völlig vernachlässigbar ist. Tatsächlich kann Uran zum Schutz vor Strahlung verwendet werden (es ist viel dichter als Blei). Sie werden wahrscheinlich mehr Strahlung bekommen, wenn Sie eine Banane essen, als wenn Sie ein Stück Uran in der Hand halten.
@vsz: Die (viel) größere Sicherheitsbedenken besteht darin, dass Uran eine sehr starke chemische Toxizität hat, die viel größer ist als beispielsweise die von Wolfram. Auch wenn DU ziemlich gut gegen die meisten ionisierenden Strahlungen abschirmt, ist es keine Option für alles, was erhebliche Mengen schneller Neutronen erzeugt, da diese die Uranatome spalten und viel Sekundärstrahlung erzeugen.
Menschen, die mit den Nachwirkungen eines Unfalls zu tun haben und der Reinigung ausgesetzt waren, waren nicht „in“ dem Unfall, also ja, nach einem Unfall, der schwer genug ist, um die Integrität der durch den Unfall freigesetzten Gewichtsgifte zu gefährden, ist sehr besorgniserregend . Dies ist einer der Gründe, warum Sie, wenn Sie Bilder von Menschen sehen, die das Wrack untersuchen, normalerweise PSA tragen, zumindest Masken und Handschuhe, manchmal Hasenanzüge.

Antworten (4)

Boeing

Boeing hätte DU verwendet, weil es die richtige Kombination aus physikalischen Eigenschaften und Kosten aufwies. Ihre Tests zeigten, dass die Strahlenbelastung für die Arbeiter gering war (2,6 % des gesetzlich „sicheren“ Wertes). In den meisten Fällen war die Exposition so gering, dass sie nicht nachweisbar war.

Strahlung

Passagiere in Flugzeugen sind viel stärkerer kosmischer Strahlung ausgesetzt als Menschen am Boden.

Am Boden ist der durchschnittliche Amerikaner 620 mrem/Jahr aus allen Quellen ausgesetzt.

Diejenigen, die von Washington DC nach Los Angeles fliegen, wären einer kosmischen Strahlung von fast 2 mrem ausgesetzt. Dies ist kein Problem für die Passagiere, aber es ist etwas, dessen sich die Flugbesatzung und andere Vielflieger bewusst sind.

Die Exposition von Flugzeuginsassen durch kosmische Strahlung ist 600-mal höher als durch DU-Gegengewichte in den frühen 747-Flugzeugen.

Abgereichertes Uran

DU ist Uran, aus dem die radioaktivsten Teile entfernt wurden. Es ist weniger radioaktiv als natürlich vorkommendes Uran.

Schwermetalle wie Blei, Wolfram und Uran sind bei Einnahme giftig. Diese Toxizität ist nicht auf Radioaktivität zurückzuführen. Flugzeugbesatzungen und Passagiere sind diesen Metallen in keiner Weise ausgesetzt, die dazu führen könnte, dass sie aufgenommen werden.

Boeing-Tests

Boeing führte Sicherheitstests mit dem Material durch.

Arbeitskräfte

Boeing hat zwei dosimetrische Studien zur Exposition von Arbeitern durchgeführt. Für beide Studien wurde die Ganzkörperexposition mit Film-Badges gemessen, die von Landauer, Inc. bereitgestellt und verarbeitet wurden. Diese Badges haben eine nachweisbare Mindestexposition von 10 Millirem pro Ausstellungszeitraum (monatlich). In der zweiten Studie wurden Extremitätenexpositionen mit Fingerringen gemessen, die ebenfalls von Landauer bereitgestellt wurden, mit einer nachweisbaren Mindestexposition von 30 Millirem pro Ausstellungszeitraum (ebenfalls monatlich). Die Studienzeiträume waren Dezember 1968 bis Februar 1970 für die erste Studie und September 1977 bis April 1978 für die zweite.

Beide Studien zeigten, dass die Ganzkörperexposition aller Arbeiter weniger als 2,6 % der Expositionsgrenzwerte für beruflich exponierte Arbeitnehmer (5000 Millirem pro Jahr) und weniger als 26 % der damals geltenden Grenzwerte für die breite Öffentlichkeit (500 Millirem pro Jahr) betrug Millirem pro Jahr).

Besatzung und Passagiere

Basierend auf den Daten von National Lead, die im Abschnitt über die Exposition der allgemeinen Öffentlichkeit berichtet werden, werden die Dosisraten für die Flugbesatzung weniger als 0,8 Mikrorem pro Stunde betragen. Während eines Jahres mit 2000 Arbeitsstunden ergibt sich daraus eine maximale potenzielle Exposition von 1,6 Millirem, weniger als 2 % der 100 Millirem pro Jahr für die allgemeine Öffentlichkeit. Dies ist nur 1/600 der Erhöhung der Dosisrate um 500 Mikrorem pro Stunde aus der Erfahrung der Flugbesatzung mit kosmischer Strahlung auf 39.000 Fuß.

Boeing verwendet Gegengewichte aus abgereichertem Uran in Flugzeugen. 1984. Von NRC abgerufen

Verweise

Es scheint immer noch eine Menge Aufwand zu sein, Studien, Belichtungstests usw. durchzuführen, um gegenüber Wolfram ein paar Abmessungen oder Dollar zu sparen. Schließlich entschieden Boeing und MD, dass es das Risiko wert war, die Gegengewichte zu entfernen, also kann ich nicht zustimmen, dass es als völlig sicher befunden wurde. Beim Absturz von ELAL 1862 wurden etwa 150 kg DU nie geborgen.
@RonBeyer Die Wahrnehmung von Sicherheit ist für eine Fluggesellschaft fast so wichtig wie die tatsächliche Sicherheit. Sie haben es möglicherweise entfernt, weil die Öffentlichkeit es als unsicher empfand, und nicht, weil es tatsächlich unsicher war.
Der El Al-Vorfall von 1992 hat das Risiko für die Retter deutlich gemacht. Es besteht kein signifikantes Risiko für Arbeiter oder Passagiere, was Boeing überprüft hatte, aber obwohl dies richtig ist, ist dies immer noch eine unvollständige Schlussfolgerung.
TL;DR nur weil es Uran heißt, heißt das nicht, dass es gefährlich ist. Soldaten sitzen in Fahrzeugen, die aus abgereichertem Uran gemacht sind, neben Munitionsstapeln aus abgereichertem Uran. Und es stellt sich heraus, dass es radiologisch gefährlicher ist, überhaupt nur in einem Flugzeug zu fliegen. (Oder legen Sie sich möglicherweise ohne Sonnencreme an einen Strand.)
@GrimmTheOpiner: Ironischerweise sind Panzer und APCs ungefähr die einzigen Orte, an denen Sie Grund hätten , sich vor der Verwendung von DU zu scheuen. Bei einem nuklearen Angriff würden DU-Panzerfahrzeuge zu Todesfallen für ihre Insassen, da der hohe Fluss schneller Neutronen Spaltungsreaktionen im Uran induziert und dabei jede Menge Sekundärstrahlung freisetzt.

[W]Warum haben sich Boeing (und McDonnell Douglas) entschieden, ein so gefährliches (und aus militärischer Sicht potenziell gefährliches) Material zu verwenden?

Weil es nicht besonders gefährlich ist und aus militärischer Sicht nicht sehr gefährlich ist.

Uran kommt als Mischung aus zwei Hauptformen (Isotope genannt) vor. Uran-235 macht etwa 0,7 % der Mischung aus und ist das Isotop, das nukleare Kettenreaktionen unterstützt und daher in Kernbrennstoffen und Atombomben verwendet wird. (Eigentlich haben fast alle Atomwaffen seit dem Bombenabwurf auf Hiroshima Plutonium verwendet, aber das ist eine andere Geschichte.) Fast der gesamte Rest ist Uran-238, das nur schwach radioaktiv ist. Es unterstützt keine nuklearen Kettenreaktionen und kann daher nicht in einer Bombe verwendet werden. Abgereichertes Uran (DU) ist Uran, das verarbeitet wurde, um fast das gesamte Uran-235 zu entfernen. Mit anderen Worten, DU ist fast ausschließlich U-238.

Die Radioaktivität von U-238 ist in zweierlei Hinsicht mild. Erstens hat es eine extrem lange Halbwertszeit von etwa 4,5 Milliarden Jahren, was ungefähr dem Alter der Erde entspricht. Zweitens besteht die meiste Strahlung, die es aussendet, aus Alpha-Teilchen. Alphateilchen sind trivial, selbst mit der geringsten „Abschirmung“ zu stoppen: Ein Stück Papier oder sogar ein paar Zentimeter Luft reichen aus. Die menschliche Haut schirmt Alphastrahlung gut ab: Die Partikel werden von den bereits abgestorbenen äußeren Hautschichten gestoppt, die ohnehin in wenigen Tagen abgestoßen werden. Sie werden keinen Hautkrebs von Alpha-Quellen mit geringer Intensität bekommen.

U-238 ist nur dann wirklich gesundheitsschädlich, wenn es in Ihren Körper gelangt. Wenn das passiert, ist es in zweierlei Hinsicht schlecht für Sie. Erstens ist es genauso giftig wie jedes andere Schwermetall. Zweitens, wenn es sich in Ihrem Körper befindet, dann treffen die von ihm emittierten Alpha-Partikel auf lebende Zellen Ihres Körpers und nicht auf Ihre abgestorbene Haut, sodass es jetzt Krebs verursachen kann. Das Einatmen von Staub ist hier ein großes Risiko, und deshalb können Soldaten, die mit DU-Waffen gearbeitet haben, Probleme haben. Bei den Gegengewichten wird dieses Risiko durch eine Beschichtung des DU verringert, sodass Personen nicht damit in Berührung kommen.

Die militärischen Implikationen sind gering . DU hat zwei hauptsächliche militärische Verwendungszwecke: Nuklearwaffen („Waaaait, ich dachte, Sie sagten, dass es dafür nicht verwendet werden kann!“) und Nicht-Atomwaffen.

Aufgrund seiner Dichte und der Tatsache, dass es, wenn es fein pulverisiert und der Luft ausgesetzt wird, heftig brennt, wird DU in einigen Panzerabwehrwaffen verwendet. Laut Wikipedia hat die Koalition im Jahr 2003 in einem Zeitraum von drei Wochen mehr als 1000 Tonnen nicht-nukleare Waffen auf DU-Basis im Irak eingesetzt. Jede 747 enthielt zwischen einer Dritteltonne und einer halben Tonne DU, was etwa zehn bis fünfzehn Minuten Munition. Das scheint keine große Sorge zu sein.

Die Anwendung von DU auf Atomwaffen erfolgt, wie alles andere in dieser Antwort, auf zwei Arten. Erstens wird es im „ Stampfer “ einer Atomwaffe verwendet, der Neutronen zurück in den Kern der Waffe reflektiert und die Herstellung kleinerer Waffen ermöglicht. Zweitens können Sie U-238 in die richtige Art von Kernreaktor stecken und genau die Art von Plutonium herstellen, die für Bomben verwendet wird. Beides ist jedoch kein großes Problem, da jede Organisation, die DU in Atomwaffen umwandeln kann, bereits über eine ausreichende Infrastruktur verfügen muss, damit sie bereits über ihre eigenen großen DU-Vorräte verfügt und sie nicht aus 747-Flugzeugen plündern muss. Insbesondere müssen sie bereits Kernreaktoren haben, um DU in Plutonium umzuwandeln, und Isotopenabscheider, um das Plutonium zu extrahieren.

DU wird auch ohne Raffination in Munition verwendet. In jedem Fall haben Boeing und MD irgendwann (wie in meinem Kommentar zur anderen Antwort) beschlossen, die Verwendung der DU-Gegengewichte nicht nur einzustellen, sondern sie auch aus älteren Flugzeugen zu entfernen, sodass jemand entschieden hat, dass es genug Bedenken gibt, um sie durchzugehen dieser Prozess.
@RonBeyer: "DU ohne Verfeinerung" macht keinen Sinn; Verfeinerung oder Anreicherung ist es, was natürliches Uran in angereichertes Uran und abgereichertes Uran aufspaltet.
@MSalters meinte ich ohne weitere Verfeinerung. Ich verstehe, dass es einen Prozess zum Erstellen von DU gibt, der jedoch nicht viel weiter verarbeitet werden muss, um in dieser Hinsicht verwendet zu werden.
@RonBeyer Ich verstehe nicht wirklich. Sobald du DU gemacht hast, hast du DU. Sie müssen es nicht mehr raffinieren, denn es ist bereits das, was es ist: abgereichertes Uran.
Der DU-Manipulator einer Nuklearwaffe dient nicht nur als Neutronenreflektor; Wenn es sich um eine thermonukleare Waffe handelt (wie es heutzutage im Wesentlichen alle Atomwaffen sind), stammt ein großer Teil der gesamten Sprengstoffausbeute aus der Spaltung des DU-Manipulators durch die schnellen Neutronen, die durch Fusion erzeugt werden.

Abgereichertes Uran ist 68 % dichter als Blei und kostet viel weniger, da DU ein Abfallmaterial ist. Daher gab es bei der Verwendung von DU als Ballast oder Gegengewicht in Flugzeugen sowohl Platzbedarfserwägungen als auch Kostenüberlegungen.

Obwohl Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, gibt es keine wesentlichen gesundheitlichen Bedenken, wenn DU auf diese Weise verwendet wird. Die Radioaktivität des DU spielt keine Rolle mehr, da es erschöpft ist.

Ehemaliger Kampfpilot / Privatjet- / Firmenjet-Pilot

Das Googeln nach „Kosten von Blei“ und „Kosten von abgereichertem Uran“ legt nahe, dass Blei etwa 1 $ /lb kostet, verglichen mit 5 $ /lb für DU. Obwohl größer, wären Blei-Gegengewichte also deutlich billiger. DU ist viel billiger als Wolfram ( $ 25-45/lb) und einfacher zu bearbeiten, aber es ist viel teurer als Blei.
+1 für die Dichte, das ist der entscheidende Designfaktor. Es ist nicht nur eine Flatterminderung, sondern eine harmonische Dämpfung (oder Dämpfung), die durch interne Platzierung der DU erreicht werden muss, manchmal an Extremitäten, wo der Platz knapp ist. DU macht aus dem gleichen Grund ein viel kompakteres Schwungrad als Blei. Ich stimme zu, dass das Risiko ionisierender Strahlung angesichts der Hintergrundzählungen in der Höhe vernachlässigbar ist.
Sie werden also Ihre Behauptung, dass abgereichertes Uran „viel viel weniger kostet“ als Blei, nicht revidieren, obwohl es tatsächlich fünfmal teurer ist?
TBH müssten Sie die historischen Preise überprüfen.
@DavidRicherby: Etwas mehr Googeln meinerseits deutet darauf hin, dass abgereichertes Uran 1968 (als die DU-Gegengewichte zum ersten Mal installiert wurden) einen niedrigeren Preis pro Masseneinheit hatte als Blei.

Ich würde sagen, der Grund für die Verwendung von nicht radioaktivem Uran in Gegengewichten ist derselbe wie in Perforationsgeschossen: Es hat eines der höchsten verfügbaren spezifischen Gewichte, und dies bedeutet im Vergleich zu anderen ein hohes Gewicht, eine höhere Trägheit und einen höheren Impuls bei gleichem Volumen Materialien, einschließlich Blei.

Die Frage besagt bereits, dass DU eine sehr hohe Dichte hat. Was fügt Ihre Antwort hinzu? (Und übrigens, DU ist immer noch leicht radioaktiv.)
Ich wollte Beispiele für die Verwendung von abgereichertem Uran mit der gleichen Begründung hinzufügen, aber Sie können meinen Eintrag gerne löschen. Abgereichertes Uran ist nicht radioaktiv, zumindest nicht mehr als ein gewöhnlicher Granitboden, Ihre Beobachtung könnte von Aktivisten stammen, die in Bezug auf die Gefahren von Uran bei perforierenden Bomben und anderen Kriegsführungen übertrieben haben, aber wir alle wissen das, wie G. Bush sagte: „Krieg ist ein gefährlicher Ort', keine Notwendigkeit, weit entfernte und lang anhaltende Kampfrisiken für die Kämpfenden zu erwähnen. Haben Sie einen Control-Review-Befehl von der Site?
@Urquiola: DU aus Munition ist gefährlich für diejenigen, die ihm ausgesetzt sind, aber das liegt fast ausschließlich an seiner beträchtlichen chemischen Toxizität und nicht an seiner (extrem milden) Radioaktivität.
Ich bin mir nicht sicher. Die Ausgabe von 1972 des OIT: „Encyclopedia of Medicine, Hygiene, and Safety at Work“, sagt über die Verwendung von Uran in Katalysatoren: „Strahlungsrisiken durch Katalysatoren sind gering. Die Uranstrahlung ist von geringer Durchdringung, es besteht keine Notwendigkeit, Schutzschirme vorzusehen. Das verwendete Uran ist nicht löslich, und das Risiko einer chemischen Vergiftung ist gering. Es müssen Vorsichtsmaßnahmen gegen die Retention von unlöslichem Uran in der Lunge und der Schutz der Haut vor der Oberflächenstrahlung getroffen werden.
Was ist der Grund für die Verwendung von abgereichertem Uran als Gegengewicht in der 747?
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