Ein Kernreaktor ist eine Einrichtung, die Kernspaltung oder Kernfusion nutzt, um Energie zu erzeugen. Hier ist eine vereinfachte Erklärung, wie ein Kernreaktor funktioniert:

1. Kernspaltung: Die meisten kommerziellen Kernreaktoren nutzen die Kernspaltung, bei der ein instabiler Atomkern (meistens Uran-235 oder Plutonium-239) in zwei kleinere Kerne aufgespalten wird. Bei diesem Prozess werden auch Neutronen freigesetzt.
2. Kettenreaktion: Die freigesetzten Neutronen können weitere Atomkerne spalten, wodurch weitere Neutronen freigesetzt werden. Dies führt zu einer Kettenreaktion, bei der die Anzahl der Spaltungen exponentiell ansteigt. Um die Reaktion unter Kontrolle zu halten, werden Steuerstäbe in den Reaktor eingeführt, um die Anzahl der freigesetzten Neutronen zu regulieren und die Reaktionsrate zu steuern.
3. Wärmeentwicklung: Die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie wird in Form von Wärmeenergie freigesetzt. Diese Wärmeenergie wird verwendet, um Wasser in einem Reaktorkern zu erhitzen und in Dampf umzuwandeln.
4. Dampfturbine: Der erzeugte Dampf treibt eine Turbine an, die mit einem Generator verbunden ist. Die Turbine wandelt die Wärmeenergie in mechanische Energie um, während der Generator die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt.
5. Kühlsystem: Das Kühlwasser aus dem Kühlsystem nimmt die Wärmeenergie aus dem Reaktor auf und wird anschließend gekühlt und wieder zurück in den Reaktorkern geleitet, um den Prozess fortzusetzen.

Es ist wichtig zu beachten, dass Kernreaktoren eine strenge Kontrolle und Sicherheitsvorkehrungen erfordern, um den sicheren Betrieb und die Vermeidung von Unfällen zu gewährleisten. Eine der Hauptherausforderungen besteht darin, die Reaktionsrate zu kontrollieren, um eine übermäßige Freisetzung von Energie zu verhindern. Moderne Kernreaktoren verwenden verschiedene Sicherheitssysteme, Steuerstäbe und Schutzmaßnahmen, um die Reaktorleistung zu regulieren und den sicheren Betrieb zu gewährleisten.