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Klasse 5K 1
Entwicklung der Kernenergienutzung
20.05.2015
Mittels Kernenergie produzierte elektrische Energie von 1971 – 2011 nach Regionen. Quelle: International Energy Agency IEA
Weltweite Produktion von elektrischer Energie von 1971 bis 2011.Quelle: IEA
OECD (Organisation für europäische wirtschaftliche Zusammenarbeit) : Europa, USA, Kanada, Türkei, Japan, Australien , Mexiko, …
Strombedarf CH:≈ 68 TWh/a
Klasse 5K 2
Kernenergienutzung heute
20.05.2015
Land Anzahl Kernreaktoren Elektrische Leistung [GWel]
Vereinte Nationen von Amerika 100 99
Frankreich 58 63
Japan 50 44
Russland 33 23
Südkorea 23 21
Indien 21 5
Kanada 19 14
China 19 15
Grossbritannien 16 9
Ukraine 15 13
Schweden 10 9
Schweiz 5 3
Rest 98 48
Total 436 372
Quelle: IEA
Anteil an weltweiter Stromproduktion: 12.5 %
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Kernenergienutzung heute
20.05.2015
Quelle: International Atomic Energy Agency IAEA.
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Grundprinzip der Kernenergienutzung
20.05.2015
Brennelement (rot): Enthält spaltbares Material.Moderator (gelb): Abbremsen der bei der Spaltung erzeugten Neutronen → Wahrscheinlichkeit für weiteren Spaltprozess wird erhöht.Kühlmittel (blau): Abtransport der erzeugten WärmeSteuerstäbe: Neutronenabsorbierenden Material wie z.B. Cadmium (Cd) oder Bor (B) für die Steuerung der Kettenreaktion
Sicherheitsbarrieren:1. Brennelementhülle (rot, Schmelzpunkt: ≈ 2’800 °C)2. Reaktorbehälter (braun)3. Sicherheitsbehälter (grün)
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Reaktortypen
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AnzahlPWR: Pressurized water reactor = Druckwasserreaktor 274 BWR: Boiling water reactor = Siedewasserreaktor 84PHWR: Pressurized heavy water reactor 48 (Kanada)LWGR: Light water graphite reactor 15 (Chernobyl)GCR: Gas cooled reactor 15 (Grossbritannien)
Schweiz:3 PWR (Beznau I + II, Gösgen)2 BWR (Leibstadt, Mühleberg)
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PWR (Druckwasserreaktor)
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BWR (Siedewasserreaktor)
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Sicherheitsmassnahmen Atomkraftwerke
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Sicherheitsmassnahmen in einem Atomkraftwerk:
• Redundanz von relevanten Komponenten (z.B. Stromversorgung, Pumpen, passives Sicherheitssystem)
• Steuerstäbe (fallen bei Stromausfall automatisch in den Reaktor)
• Sicherheitsbehälter
• Geeignete Wahl des Moderator
- Wasser verdampft bei Kernschmelze → Kein mehr Moderator vorhanden → Kettenreaktion unterbricht.
- Graphit verdampft nicht bei Kernschmelze (Siedepunkt ≈ 5’000 °C)
• Passives Kühlsystem (ohne Strom, basieren auf Schwerkraft und natürlicher Konvektion)
• Auffangbecken und kontrollierte Kühlung der Schmelze
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Das AAAA-Prinzip des Strahlenschutzes
20.05.2015
Abstand halten: Verdoppelt man die Entfernung zu einer Strahlenquelle, so verringert sich die Dosis auf einen Viertel (quadratisches Abstandsgesetz).
Abschirmung:
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