Was Ist Kerntechnik?

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Nuclear engineering befasst sich mit der nutzung der aus kernreaktionen freigesetzten energie. Nuklearingenieure arbeiten in der stromerzeugung, waffenherstellung, lebensmittelproduktion, medizintechnik und anderen bereichen.

Kerntechniker arbeiten daran, die aus Kernreaktionen freigesetzte Energie zu nutzen. Ihr Gebiet, die Nukleartechnik, befasst sich mit der Anwendung der Kernenergie in einer Vielzahl von Umgebungen, einschließlich Kernkraftwerken, U-Boot-Antriebssystemen, medizinischen Diagnosegeräten wie MRI-Geräten, Lebensmittelproduktion, Atomwaffen und Anlagen zur Entsorgung radioaktiver Abfälle.

Zwar hat sich die Nukleartechnik in eine Reihe spezialisierter Kategorien verzweigt, aber laut Encyclopedia Britannica hat die Entwicklung von Kernkraftwerken den größten Zuwachs erfahren. Laut der American Society of Mechanical Engineers (ASME) liefert die Atomkraft derzeit 13 Prozent des weltweiten Stroms. In 31 Ländern der Welt sind mehr als 430 Kernkraftwerke in Betrieb. 100 von ihnen befinden sich in den Vereinigten Staaten.

Geschichte der Kerntechnik

Das Atomzeitalter begann 1939, als zwei deutsche Physiker, Otto Hahn und Fritz Strassman, ein Uranatom spalteten. Lise Meitner, eine in Österreich geborene Physikerin, die nach Hitlers Einmarsch in ihr Land nach Schweden geflüchtet war, erkannte, dass die Spaltung in einem Prozess, der als Spaltung bezeichnet wurde, ebenfalls Energie freigesetzt hatte. In einem von mehreren Wissenschaftlern, darunter Albert Einstein, unterzeichneten Brief, dass Deutschland eine mächtige Waffe entwickeln könne, warnten die Vereinigten Staaten das Manhattan-Projekt, ein streng geheimes Bestreben, eine Atombombe zu schaffen. Nach dieser erfolgreichen Anstrengung hat das Land 1945 zwei Atombomben auf Japan abgeworfen und den Zweiten Weltkrieg beendet. [Related: Was ist Spaltung?]

Während des Krieges und danach trugen viele Physiker große Beiträge zur Weiterentwicklung der Atomtheorie bei, während einige andere diese Theorien in die Praxis umsetzten. Diese Physiker haben sich zwar nicht Ingenieure genannt, waren aber die ersten Praktiker der Nukleartechnik.

Zu den prominentesten Persönlichkeiten zu Beginn des Atomzeitalters gehören:

  • Leó Szilárd (Forscher beim Manhattan-Projekt, wo er beim Bau des ersten Atomreaktors half)
  • Enrico Fermi (erreichte die erste autarke Kettenreaktion)
  • Ernest Lawrence (erfand das Zyklotron, eine Art Teilchenbeschleuniger)
  • Robert Oppenheimer (führte das Team an, das die erste Atombombe baute)
  • Walter Zinn (betreute den Bau des ersten experimentellen Atomreaktors)
  • Edward Teller (half bei der Entwicklung der US-Wasserstoffbombe)
  • Andrei Sacharow (entwickelte die Wasserstoffbombe für die Sowjetunion)

Nach dem Krieg untersuchten Physiker die friedliche Nutzung der Atomenergie. Die Vereinigten Staaten haben mehrere nationale Laboratorien eingerichtet, darunter die nationalen Laboratorien Los Alamos, Oak Ridge, Lawrence Livermore und Argonne. Während diese Zentren hauptsächlich für die Entwicklung, Produktion und Unterstützung des US-Atomwaffenprogramms eingerichtet wurden, wurden sie in viele andere Bereiche der Forschung einbezogen, einschließlich der Erzeugung von Kernkraft, strategischer Verteidigung, Supercomputer, Beschleunigerwissenschaft und Kooperationsabkommen für Forschung und Entwicklung (CRADAs) ) mit der Privatwirtschaft.

Das Militär, insbesondere die US-Navy, hatte einen großen Einfluss auf Fortschritte in der Nukleartechnik. Neben der Entwicklung von Atomwaffen leistete das Militär große Beiträge zur Atomkraftgewinnung. Adm. Hyman G. Rickover, der "Vater der Nuklearen Marine", plädierte für die Produktion des ersten Atom-U-Boots, der USS Nautilus, die 1951 bestellt und 1954 gestartet wurde. Rickover leitete das Atom-U-Boot-Programm und übernahm das nächste In drei Jahrzehnten stand die Planung und der Bau von Dutzenden von Atom-U-Booten und Flugzeugträgern an vorderster Front.

Neben den zahlreichen Erfolgen hatte die Kerntechnik auch eine Reihe von katastrophalen Ausfällen. Einige der berüchtigten Beispiele sind das Atomkraftwerk Three Mile Island in Pennsylvania, das Kernkraftwerk Tschernobyl in der Ukraine (früher Teil der Sowjetunion) und das Atomkraftwerk Fukushima Daiichi in Japan.

Was macht ein Nuklearingenieur?

Laut dem US Bureau of Labor Statistics (BLS) arbeiten etwa ein Drittel der Atomingenieure in den Vereinigten Staaten in der Stromerzeugung. Andere Arbeitgeber von Nuklearingenieuren sind Bauunternehmer, Ausrüstungshersteller, Krankenhäuser und Kliniken, Verteidigungsunternehmen und staatliche Personalunternehmer. Nuklearingenieure arbeiten in verschiedenen staatlichen Institutionen wie Gesundheitseinrichtungen, Aufsichtsbehörden, nationalen Laboratorien und dem Militär.

Die Aufgaben eines Nuklearingenieurs umfassen typischerweise:

  • Entwicklung nuklearer Ausrüstung wie Reaktorkerne und Strahlungsabschirmung
  • Überwachung der Planung, des Baus und des Betriebs von Kernanlagen, um sicherzustellen, dass die Anlagen den Sicherheitsstandards entsprechen
  • Schreibanweisungen für den Umgang und die Entsorgung von Atommüll
  • Es kann geprüft werden, ob Methoden zur Verwendung von Kernmaterial, zur Rückgewinnung von Kernbrennstoffen oder zur Entsorgung von Atommüll zulässig sind
  • Ergreifen von Abhilfemaßnahmen oder Bestellen von Anlagenstillständen in Notfällen
  • Untersuchung von nuklearen Unfällen und Sammeln von Daten, die zur Vermeidung künftiger Unfälle verwendet werden können

Sicherheit ist ein Kernanliegen der Nuklearingenieure.Laut dem Massachusetts Institute of Technology-Kurs über die Sicherheit von Kernreaktoren sind Nuklearingenieure für die Verhütung von Unfällen verantwortlich, indem sie ordnungsgemäß entworfen und geschult werden. Schutz durch Überwachungs- und Kontrollsysteme, aktive Abschalt- und Kühlsysteme; und Abmilderung, um die Folgen durch technische Sicherheitssysteme zu begrenzen. Nuklearingenieure sind auch dafür verantwortlich, den sicheren Umgang mit radioaktiven Stoffen gemäß einer Vielzahl von Bundesvorschriften zu gewährleisten. Diese Verantwortung umfasst die Überwachung der Exposition gegenüber Arbeitnehmern in kerntechnischen Einrichtungen sowie gegenüber Patienten und Mitarbeitern in Gesundheitseinrichtungen.

Nukleartechnik erfordert mehrere kritische Fähigkeiten, einschließlich eines tiefgreifenden Verständnisses der Kernphysik, Kernchemie, Mathematik und Materialien. Nuklearingenieure verlassen sich immer mehr auf computergestützte Konstruktionssysteme (CAD-Systeme), um Systeme und Geräte zu entwerfen. Sie müssen auch mit computergesteuerten Steuergeräten für Reaktoren und Beschleuniger sowie Computersimulationen zur Modellierung verschiedener Systeme und Geräte vertraut sein. Eine umfassende Liste der erforderlichen Fähigkeiten und Fähigkeiten für Nuklearingenieure finden Sie unter MyMajors.com.

Gehalt für Nuklearingenieur

Die meisten Nuklearingenieur-Jobs erfordern mindestens einen Bachelor-Abschluss in Ingenieurwissenschaften. Darüber hinaus benötigen einige Arbeitgeber möglicherweise eine staatliche Zertifizierung als professioneller Ingenieur und eine Zertifizierung durch das Professional Engineering Examination Committee (PEEC) der American Nuclear Society (ANS). Die Beförderung zum Management erfordert häufig einen Master-Abschluss, und die Ingenieure benötigen fortlaufende Schulungen und Schulungen, um auf dem neuesten Stand der Technik, beim Testen und Überwachen von Ausrüstung, Computerhardware und -software sowie den gesetzlichen Bestimmungen zu bleiben.

Laut Salary.com machte ein kürzlich abgeschlossener Nuklearingenieur mit einem Bachelor-Abschluss im Juli 2014 ein Durchschnittsgehalt von 58.338 $ bis 80.612 $. Ein Ingenieur auf mittlerer Ebene mit einem Master-Abschluss und fünf bis zehn Jahren Erfahrung machte von $ 75.157 auf $ 117.138, und ein leitender Ingenieur mit einem Master- oder Doktortitel und mehr als 15 Jahre Erfahrung von $ 97.012 auf $ 145.880. Viele erfahrene Ingenieure mit fortgeschrittenem Abschluss werden in Managementpositionen befördert, in denen sie noch mehr verdienen können.

Was ist die Zukunft der Nukleartechnik?

Die BLS erklärt: "Die Beschäftigung von Nuklearingenieuren wird voraussichtlich von 2012 bis 2022 um 9 Prozent wachsen, etwa so schnell wie der Durchschnitt aller Berufe. Die Beschäftigungstrends bei der Stromerzeugung könnten günstig sein, da die Sicherheitssysteme in Kraftwerken wahrscheinlich verbessert werden müssen. " Es sollte viele Möglichkeiten für hochqualifizierte Bewerber geben, insbesondere für diejenigen, die sich über die neuesten technologischen und rechtlichen Entwicklungen informiert haben. Gute Noten von einer hoch bewerteten Institution sollten einem Arbeitssuchenden einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz verschaffen.

Zusätzliche Ressourcen

  • Lesen Sie die neuesten Forschungsergebnisse in den Bereichen Konstruktion, Design, Sicherheit und Bau von Kernspaltungsreaktoren in der Zeitschrift Nuclear Engineering and Design.
  • Informieren Sie sich bei der Internationalen Atomenergiebehörde, wie Nuklearingenieure Nuklearwissenschaft in den Bereichen Ernährung und Landwirtschaft, menschliche Gesundheit, Umwelt und Wasserressourcen einsetzen.
  • Auf FindTheBest.com finden Sie erstklassige Universitätsprogramme im Bereich Kerntechnik.


Videoergänzungsan: Vox Pop: Anwendung der Kerntechnik.




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