Funktionsweise

Funktion◦ Allgemeine Funktion◦ Reaktorgebäude◦ Maschinenhaus

Kernspaltung◦ Kernspaltung◦ Beispiel: Wassertropfen◦ Energiefreisetzung◦ Nachzerfallswärme◦ Kernschmelze

Allgemeine FunktionReaktorgebäudeMaschinenhaus

Umwandlung in Energie wie bei normalem Wärmekraftwerk◦ Kernreaktor entspricht Kessel in Kohlekraftwerk

Wärme wird genutzt um Wasser zu verdamfen

Dampf wird Dampfturbine zugeführt Dampf kondensiert

◦ Wasserkreislauf

Erzeugung von Wärme durch kontrollierte Kernspaltung

Kühlmittel wird erhitzt und transportiert somit Wärme aus Reaktor

Reaktor ist mit Schutzschild umgeben◦ Da Strahlung Lebensgefährlich für Lebewesen ist◦ Außen: Beton, Innen: Absorbtionsschicht

Wandelt Wärme in Rotationsenergie um Dampf betreibt Schaufelräder der Turbine Rotationsenergie wird an Generator

weitergeleitet Generator wandelt Kin. Energie in Elektr.

Energie um

KernspaltungBeispiel: WassertropfenEnergiefreisetzungNachzerfallswärmeKernschmelze

Zwischen Protonen(p+) und Neutronen(n) im Kern große Anziehungskräfte

Protonen stoßen sich gegenseitig ab Neutronen stabilisieren Kern

Je größer der Kern, desto mehr Neutronen sind für Stabilität benötigt

Kerne von Stoffen wie z.B. Uran oder Plutonium sind sehr instabil, also radioaktiv

Fügt man Neutronen zu einem solchen Kern hinzu, so geht dieser in einen angeregten Zustand über (wird nicht stabiler)

Kern regt sich durch extrem kurze Halbwertszeiten ab◦ Kernspaltung

Kern gerät durch Aufnahme von Neutron wie ein angestoßener Wassertropfen in Schwingungen

Wassertropfen zerreißt in 2 Bruchstücke Masseverhältnis: ca. 2:3

Kernspaltung ist eine Kettenreaktion Bei der Spaltung werden wiederum

Neutronen frei Werden durch Moderator (Graphit, Wasser)

abgebremst◦ Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit einer

Reaktion Neutronen regen andere umliegende Kerne

an Reaktion beginnt von Vorn

Die Spaltprodukte haben höhere Bindungsenergie◦ Wird als kin. Energie abgegeben

Umliegendes Material nimmt Kin. Energie als Wärmeenergie auf

Wärme wird an Kühlmittel abgegeben

Nach abschalten des Reaktors wird durch radioaktiven Zerfall weiterhin Wärme produziert (Ketten Reaktion)

Für Notfälle gibt es daher ein spezielles System, was den Reaktor in kürzester Zeit herunter kühlt◦ Sonst Kernschmelze

Schmelzen der Brennstäbe produziert viel Brennstoff◦ Schnelle unkontrollierte Überhitzung

Kernschmelze = Größter Anzunehmender Unfall (GAU)◦ Tschernobyl = Super-GAU (Reaktionsgebäude

hielt nicht stand) Europäische AKWs haben unter dem

Reaktor ein Auffangbecken aus Keramik◦ Hier soll der Brennstoff im Notfall gesammelt und

abgekühlt werden

Christoph Koke, Mathias Lintel-Höping