Fachvorlesungsskripte

Vier Vorlesungen hatte ich im Laufe der Zeit, den Studentinnen und Studenten der Technischen Universität Dresden angeboten.
Es waren folgende Vorlesungen:
Umwelt-Stoffe-Energie
Umweltanalytik
Umweltchemie
Radiochemie

Insbesondere die Vorlesungen „Radiochemie und Umweltchemie“ und das zugehörige Praktikum wurden in die Masterausbildung im Fach Chemie eingebunden. Das dies so geschah, war durchaus meine Initiative (Eigenlob muss auch mal sein!) und ich bin froh, dass das Fachgebiet, auch nach meinem dienstlichen Ausscheiden, aktualisiert weitergeführt wird.
Hier sind die Folien der zwei Vorlesungen für Studentinnen und Studenten ins Netz gestellt. Vielleicht interessiert sich noch jemand dafür. Die Fachliteratur aus beiden Wissensbereichen und eigene Forschungen waren die Basis dafür.

Radiochemie



Zielstellung
Das Ziel der Vorlesung „Radiochemie“ ist es, die Grundlagen der Radio- und Kernchemie zu vermitteln, um die Kenntnisse zur Radioaktivität hinsichtlich der zugehörigen Theorie, der Anwendung und des Verhalten von radioaktiven Schwermetallen in der Umwelt zu vertiefen. Das Verhältnis von natürlicher und künstlicher Radioaktivität wird vor dem Aspekt der Anwendung radioaktiver Stoffe in Industrie, Medizin und Forschung bei der Energieerzeugung und Nuklearwaffenproduktion behandelt. Die Wirkung von ionisierender Strahlung auf Materialien und Organismen wird aufgezeigt. Die Identifizierung und der Einfluss der Bindungsform der langlebigen Radionuklide auf die Verteilung und den Transport in den Geo- und Bio-Systemen ist eine verbindende Thematik. Die radiochemischen Aspekte bei der Kernenergieerzeugung und innerhalb des gesamten Kernbrennstoffkreislaufs, einschließlich der nuklearen Entsorgung und Endlagerung, werden detailliert aufgezeigt. Die Nutzung der Nuklearenergie wird im Zusammenhang mit den anderen möglichen Energieträgern diskutiert. Die radiochemisch-analytischen Methoden bilden einen weiteren Schwerpunkt.

Schwerpunkte:

  • Grundlagen, Radioaktivität in der Natur
    Entdeckung der Radioaktivität, Periodensystem und Nuklidkarte, Kernaufbau, Strahlungsarten, Umwandlungsgesetz, Kernreaktionen, Umweltradioaktivität
  • Strahlenschutz und Dosimetrie
    Strahlung und Risiko, Gesetzliche Grundlagen, Wechselwirkung Strahlung - Materie, Strahlenbelastung, Strahlungsmessung, Spektrometrie, Dosimetrie
  • Analytik und Chemie radioaktiver Elemente
    Radioaktivität in Geo- und Biosystemen, Altersdatierung, Neutronenaktivierungsanalyse, Isotopenverdünnungsanalyse, Tracertechnik, Chemie der Actiniden
  • Radiochemie und Kerntechnik
    Kernfusion, Reaktortypen, Beschleuniger, Kernwaffen
  • Radioaktive Nuklide und Strahlung in der Medizin
    Radionuklidproduktion, Radionuklidanwendung, Synthese künstlicher Elemente
  • Nukleare Entsorgung
    Kernenergie und Ausstiegsszenario, Abbau von Kernanlagen, Radioaktiver Abfall, Kernbrennstoffzyklus, Endlagerung von nuklearen Abfällen

Hier ist vorlesungs-unterteilt das Gesamt-File (als .pdf) nur für den studentischen, internen Gebrauch.

Umweltchemie



Zielstellung
Diese Vorlesung vermittelt den Zusammenhang zwischen der industriellen Herstellung von Stoffen, ihrer Anwendung, Verteilung und Wirkung und den damit verbundenen Auswirkungen auf die Umwelt. Die Umweltbereiche Luft, Wasser, Boden werden umfassend charakterisiert und ihr funktioneller Einfluss auf die Verteilung und den Transport von Schadstoffen (Organika und Schwermetalle) in der Umwelt wird behandelt. Wichtig ist es dabei, Wissen zu vermitteln, um die Veränderungen der Umwelt durch Schadstoff- und Energieeintrag einschätzen zu können und entsprechende die Zusammenhänge zu erkennen. Ein Schwerpunkt dabei ist es, das Verhalten von Schwermetallen entlang des Nahrungspfades und im Organismus selbst, in Abhängigkeit von der chemischen Bindungsform des Metalls, zu verdeutlichen. Dabei werden insbesondere die auftretenden Grenzflächenphänomene beim Stoffübergang vom Geo- in das Bio-System behandelt.
Analytisch wird der Schwerpunkt auf die spurenanalytischen Methoden zur in-situ Speziation und zur Lokalisation von Schwermetallen in Geo- und Biomatrizes gelegt.

Schwerpunkte:

  • Entstehung der Umwelt
    Bildung der Elemente, Aufbau der Erde und der Atmosphäre, Photosynthese, Natursynthese von Stoffen
  • Umweltkompartiment Luft
    Funktion und Chemie der Atmosphäre, Treibhauseffekt, Ozon, Spurengase, Emissionssenkung, Klimawandel
  • Umweltkompartiment Wasser
    Wasserressourcen, Eigenschaften und Bedeutung, Belastung des Wassers, Trink- und Abwasseraufbereitung
  • Umweltkompartiment Boden
    Bestandteile, Huminstoffe, Verwitterung, Bodenkontaminationen und Reinigung,
  • Stoffe in der Umwelt
    Risiko, Grenzwerte, Stabilitätskriterien, Wirkung und Bewertung, Kreisläufe, Abbau
  • Schwermetalle und Biosysteme
    Nahrungspfad, Aufnahme in Organismus, in Pflanzen, Wechselwirkung mit Bakterien
  • Umweltanalytik
    Methodik, Vor-Ort-Analytik, analytischer Prozess mit Beispielen,
  • Entsorgung
    Recycling, Deponie, Müllverbrennung, Vergärung
  • Umweltrecht und umweltbezogenes Handeln
    Gesetze, Umweltbewusstsein, Einflüsse

Hier ist, vorlesungs-unterteilt, das Gesamt-File (als .pdf) nur für den studentischen, internen Gebrauch.