{"id":43331,"date":"2019-10-11T18:19:55","date_gmt":"2019-10-11T17:19:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-phonon-definition\/"},"modified":"2020-03-05T13:58:54","modified_gmt":"2020-03-05T12:58:54","slug":"was-ist-phonon-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-phonon-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Phonon – Definition"},"content":{"rendered":"
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Was ist Phonon – Definition.\u00a0Die Quanten des Kristallschwingungsfeldes werden als “Phononen” bezeichnet. Ein Phonon ist eine kollektive Anregung in einer periodischen, elastischen Anordnung von Atomen oder Molek\u00fclen in kondensierter Materie.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n
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Was ist Phonon?<\/h2>\n

\"W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/a><\/p>\n

Was ist Phonon – Definition<\/strong><\/p>\n

Die\u00a0Quanten<\/strong>\u00a0des Kristallschwingungsfeldes werden als ”\u00a0Phononen” bezeichnet<\/strong>\u00a0. Ein Phonon ist eine kollektive Anregung in einer periodischen, elastischen Anordnung von Atomen oder Molek\u00fclen in kondensierter Materie, wie Festk\u00f6rpern und einigen Fl\u00fcssigkeiten.\u00a0Phononen spielen eine wichtige Rolle bei vielen physikalischen Eigenschaften kondensierter Materie, wie der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und der elektrischen Leitf\u00e4higkeit.\u00a0Tats\u00e4chlich\u00a0kann\u00a0k\u00a0ph<\/sub>\u00a0f\u00fcr kristalline, nichtmetallische Feststoffe wie Diamant\u00a0ziemlich gro\u00df sein und Werte von k \u00fcberschreiten, die mit guten Leitern wie Aluminium verbunden sind.\u00a0Insbesondere hat Diamant die h\u00f6chste H\u00e4rte und W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit (k = 1000 W \/ mK) aller Sch\u00fcttg\u00fcter.<\/p>\n

Bei\u00a0nichtmetallischen Festk\u00f6rpern<\/strong>\u00a0wird\u00a0k<\/strong>\u00a0haupts\u00e4chlich durch\u00a0k\u00a0ph bestimmt<\/sub><\/strong>\u00a0, das mit abnehmender H\u00e4ufigkeit der Wechselwirkungen zwischen den Atomen und dem Gitter zunimmt.\u00a0Tats\u00e4chlich ist die Gitterw\u00e4rmeleitung der dominierende W\u00e4rmeleitungsmechanismus bei Nichtmetallen, wenn nicht der einzige.\u00a0In Festk\u00f6rpern schwingen Atome um ihre Gleichgewichtspositionen (Kristallgitter).\u00a0Die Schwingungen der Atome sind nicht unabh\u00e4ngig voneinander, sondern stark mit benachbarten Atomen gekoppelt.\u00a0Die Regelm\u00e4\u00dfigkeit der Gitteranordnung hat einen wichtigen Einfluss auf\u00a0k\u00a0ph<\/sub><\/strong>\u00a0bei kristallinen (geordneten) Materialien wie\u00a0Quarz<\/strong>mit einer h\u00f6heren W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit als amorphe Materialien wie Glas.\u00a0Bei ausreichend hohen Temperaturen ist k\u00a0ph<\/sub>\u00a0\u221d 1 \/ T.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von Urandioxid<\/h2>\n

\"W\u00e4rmeleitung<\/a>Die meisten\u00a0DWR<\/a>\u00a0verwenden den\u00a0Uranbrennstoff<\/strong><\/a>\u00a0, der in Form von\u00a0Urandioxid<\/strong>\u00a0vorliegt\u00a0.\u00a0Urandioxid ist ein schwarzer halbleitender Feststoff mit\u00a0sehr geringer W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/strong>\u00a0.\u00a0Andererseits hat das Urandioxid einen\u00a0sehr hohen Schmelzpunkt<\/strong>\u00a0und ein\u00a0bekanntes Verhalten<\/strong>\u00a0.\u00a0Das UO2 wird zu\u00a0Pellets<\/strong>\u00a0gepresst\u00a0, diese Pellets werden dann in den Feststoff gesintert.<\/p>\n

Diese\u00a0Pellets<\/strong>\u00a0werden dann in einem Brennstab (oder Brennstoff pin) geladen und eingekapselt, die aus Zirconium –\u00a0Legierungen sind aufgrund seines sehr geringen Absorptionsquerschnittes\u00a0(im Unterschied zu\u00a0dem rostfreien Stahl).\u00a0Die Oberfl\u00e4che des Rohrs, die die Pellets bedeckt, wird als\u00a0Brennstoffh\u00fclle bezeichnet<\/strong>\u00a0.\u00a0Brennst\u00e4be sind Basiselement eines Brennelementes.<\/p>\n

Die\u00a0W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/strong>\u00a0von\u00a0Urandioxid<\/strong>\u00a0ist im Vergleich zu Metalluran, Urannitrid, Urankarbid und Zirkonium-Plattierungsmaterial sehr gering.\u00a0Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit ist einer der Parameter, die die\u00a0Mittellinientemperatur<\/strong>\u00a0des\u00a0Kraftstoffs<\/strong>\u00a0bestimmen\u00a0.\u00a0Diese geringe W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit kann zu einer lokalen \u00dcberhitzung in der Kraftstoffmittellinie f\u00fchren, weshalb diese \u00dcberhitzung vermieden werden muss.\u00a0Eine \u00dcberhitzung des Kraftstoffs wird verhindert, indem die station\u00e4re\u00a0lineare<\/strong>\u00a0Spitzenheizrate\u00a0(LHR) oder der\u00a0W\u00e4rmestrom-Hei\u00dfkanalfaktor – F\u00a0<\/a>Q<\/sub><\/a>\u00a0(z)<\/a>\u00a0beibehalten werden.unterhalb des Niveaus, bei dem das Schmelzen der Kraftstoffmittellinie auftritt.\u00a0Die Expansion des Brennstoffpellets beim Schmelzen entlang der Mittellinie kann dazu f\u00fchren, dass das Pellet die Ummantelung bis zum Versagen belastet.<\/p>\n

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Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/span><\/strong>\u00a0von festem UO\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0mit einer Dichte von 95% wird durch folgende Korrelation gesch\u00e4tzt [Klimenko;\u00a0Zorin]:<\/span><\/p>\n

\"W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/a><\/p>\n

wobei \u03c4 = T \/ 1000.\u00a0Die Unsicherheit dieser Korrelation betr\u00e4gt + 10% im Bereich von 298,15 bis 2000 K und + 20% im Bereich von 2000 bis 3120 K.<\/span><\/p>\n

\"W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/a><\/p>\n

Sonderreferenz: W\u00e4rme- und Kernkraftwerke \/ Handbuch ed.\u00a0von AV Klimenko und VM Zorin.\u00a0MEI Press, 2003.<\/span><\/p>\n

Besondere Referenz: Thermophysikalische Eigenschaften von Materialien f\u00fcr die Nukleartechnik: Ein Tutorial und eine Sammlung von Daten.\u00a0IAEA-THPH, IAEA, Wien, 2008. ISBN 978\u201392\u20130\u2013106508\u20137.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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