Wie funktioniert ein Atomkraftwerk?

470 viewsPhysik

Wie funktioniert ein Atomkraftwerk?

Wie funktioniert ein Atomkraftwerk?

Walther Bruhn Changed status to publish 7. Juni 2023
0

Ein Atomkraftwerk funktioniert auf der Grundlage des Prinzips der Kernspaltung. Hier ist eine vereinfachte Beschreibung des Funktionsprinzips eines Atomkraftwerks:

  1. Kernbrennstoff: Atomkraftwerke verwenden spezielle Kernbrennstoffe wie Uran-235 oder Plutonium-239. Diese Brennstoffe sind instabil und können durch Kernspaltung Energie freisetzen.
  2. Kernspaltung: Im Reaktorkern des Atomkraftwerks befinden sich die Brennstäbe, die den Kernbrennstoff enthalten. Wenn ein Neutron auf einen Atomkern trifft, kann dieser Kern instabil werden und in zwei kleinere Kerne aufgespalten werden. Bei diesem Prozess werden auch Neutronen und Energie freigesetzt.
  3. Kettenreaktion: Die freigesetzten Neutronen können wiederum andere Atomkerne spalten und weitere Neutronen freisetzen. Dadurch entsteht eine Kettenreaktion, bei der immer mehr Kerne gespalten werden und Energie freigesetzt wird. Um die Kettenreaktion zu kontrollieren, werden Steuerstäbe in den Reaktorkern eingeführt oder herausgezogen. Die Steuerstäbe absorbieren die Neutronen und können so die Reaktionsrate regulieren.
  4. Wärmeentwicklung: Die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie liegt zunächst in Form von kinetischer Energie der Spaltungsfragmente und der freigesetzten Neutronen vor. Diese Energie wird in Wärme umgewandelt, indem sie an das umgebende Kühlmittel abgegeben wird. Das Kühlmittel kann Wasser, Schwerwasser oder gasförmige Substanzen wie Kohlendioxid sein.
  5. Dampferzeugung: Die erzeugte Wärme wird verwendet, um Wasser zu erhitzen und in Dampf umzuwandeln. Der Dampf treibt eine Turbine an.
  6. Stromerzeugung: Die Turbine ist mit einem Generator verbunden, der durch die Drehbewegung der Turbine elektrische Energie erzeugt. Der erzeugte Strom wird dann in das öffentliche Stromnetz eingespeist und kann zur Versorgung von Haushalten, Industrie und anderen Einrichtungen verwendet werden.
  7. Kühlung: Das abgekühlte Kühlmittel wird zurück in den Reaktorkern geleitet, um den Kreislauf fortzusetzen. Die entstehende Abwärme wird durch Kühlwasser oder Kühlung über Kühltürme abgeführt.

Es ist wichtig zu beachten, dass ein Atomkraftwerk komplexe Sicherheitssysteme hat, um die Kernspaltung zu kontrollieren, Überhitzung zu verhindern und die Freisetzung von radioaktiven Materialien zu vermeiden. Diese Sicherheitssysteme umfassen unter anderem Notabschaltung, Notkühlung und Schutzmaßnahmen gegen mögliche Störfälle.

Walther Bruhn Changed status to publish 7. Juni 2023
0