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Das Kernkraftwerk, wie funktioniert es?
Das Prinzip eines Kernkraftwerkes:
Die Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk funktioniert nicht anders als ein
Kohle-, Gas-, oder Ölkraftwerk. Wasser wird in einem Kessel erhitzt, damit
Dampf entsteht. Dieser Dampf treibt eine Turbine an, die an einen Generator
angeschlossen ist. Bei einem Kernkraftwerk braucht allerdings nichts verbrannt
werden um das Wasser zu erhitzen. Die Wärme entsteht durch die Spaltung von
Atomkernen.
Wie entsteht eine atomare Kettenreaktion:
Verwendet wird dazu das schwach radioaktive Metall Uran (Uran-235 = bedeutet,
dass sich 92 Protonen und 143 Neutronen im Kern befinden). Die Kernenergie wird bei dem
Prozess der Kernspaltung freigesetzt. Dazu wird das Uran-235 mit Neutronen
beschossen, dabei zerfallen die getroffenen Urankerne in zwei Hälften. Bei
dieser Spaltung werden Neutronen freigesetzt, die weitere Urankerne spalten.
Eine Kettenreaktion entsteht!
Was geschieht in einem Kernreaktor:
Im Reaktor (ein großes ,geschlossenes Gefäß) wird die Kettenreaktion der
Kernspaltung mit Hilfe von Steuerstäben aus Indium, Cadmium und Silber gesteuert. Die Steuerstäbe werden zwischen die Uran-Brennelemente geschoben und fangen
einen Teil der freigewordenen Neutronen ein. Je tiefer die Steuerstäbe hinein
geschoben werden, desto mehr Neutronen fangen sie ab. Der Reaktor ist
abgeschaltet, wenn die Stäbe ganz drinnen sind. Durch die Kernspaltung freigesetzte
Neutronen haben eine sehr hohe Geschwindigkeit, die mit Moderatoren abgebremst
werden müssen um die Wahrscheinlichkeit eines weiteren treffen eines Urankernes
und Spaltung zu erhöhen. Dazu wird als Moderator gewöhnliches Wasser, das
zusätzlich als Kühlungsmittel eingesetzt wird, verwendet.
Welche Wasserkreisläufe gibt es in einem Kernreaktor:
Viele Kernkraftwerke haben Druckwasserreaktoren, die über drei voneinander getrennten Wasserkreisläufe verfügen. Im Primärkreislauf steht das Wasser unter sehr hohem Druck. Es umspült die Uran-Brennelemente und dient gleichzeitig als Moderator. Durch diesen Druck wird die Siedetemperatur des Wassers hinaufgesetzt und statt zu verdampfen, bleibt es flüssig. Dieses heiße, radioaktive Wasser bringt in einem Dampferzeuger das Wasser des zweiten Kreislaufes zum Verdampfen, ohne mit ihm direkten Kontakt zu haben und somit nicht kontaminiert (radioaktiv) ist. Dieser Dampf des zweiten Wasserkreislaufes treibt nun eine Turbine an, die an den Generatorgekoppelt ist. Der dritte Wasserkreislauf kühlt schließlich den Dampf ab, damit das kondensierte Wasser wieder in den Dampferzeuger eintreten kann.
Quelle: https://www.aduis.de/arbeitsblaetter/kernkraftwerk-1-funktion-eines-kernkraftwerkes-101495_SA_A_D.pdf