Kernkraftwerke | SchulWiki: Kernkraftwerke Seite zuletzt geändert am: April 14, 2021 |
Das Uran, welches in Schweizer Kraftwerken verwendet wird, stammt zum grössten Teil aus den USA. Es wird per Schiff nach Europa, z.T. bis nach Basel transportiert und dort auf speziell dafür ausgerüstete Bahnwagen verladen. So gelangen die Brennstäbe zu den Kernkraftwerken.
Damit die Brennstäbe eingesetzt werden können, muss das Uran angereichert werden, d.h. der Gehalt von U-235 gegenüber dem U-238 muss von 0,7 % auf ca. 3 - 5 % erhöht werden.
Ich beschreibe hier nur den Druckwasserreaktor:
Wird ein U-235-Kern von Neutronen mit einer bestimmten Energie getroffen, so dringt das Neutron in den Urankern ein und spaltet ihn. Dabei entstehen im Normalfall zwei Tochterkerne und zwei bis drei Neutronen.
Die Energie der Neutronen wird zu einem Teil beim Abbremsen ans Wasser abgegeben, das sich dabei stark erhitzt. Damit das Wasser nicht verdampft, wird es mit Pumpen im Primärkreislauf herumgeführt. In diesem Kreislauf herrscht häufig ein Druck von über 150 bar, damit das Wasser erst bei über 320 °C siedet.
In einem Wärmetauscher wird die Wärme an den Sekundärkreislauf abgegeben. Das Wasser in diesem Kreislauf verdampft und wird übere eine Gasturbine geführt. Diese lässt einen Generator rotieren, der dabei eine Wechselspannung erzeugt. Hinter der Turbine muss der Wasserdampf kondensiert werden. Das geschieht entweder mit Flusswasser oder durch Kühlwasser aus einem Kühlturm.
Es gibt also beim Druckwasserreaktor drei Wasserkreisläufe:
Kernkraftwerke liefern (nur) Bandenergie. Sie lassen sich zwar sehr schnell abschalten, brauchen aber zum Anfahren wieder etwa 48 Stunden.
Hinweis: Wenn eine Notabschaltung passiert, muss unbedingt weiter gekühlt werden, weil die radioaktiven Tochterkerne weiter zerfallen und dabei viel Wärme freisetzen.
Kernkraftwerke können im Prinzip überall auf der Welt eingesetzt werden, wo das technische Knowhow (und das Geld zu ihrer Errichtung) vorhanden ist. Allerdings sollten Kernkraftwerke nur in politisch einigermassen stabilen Gegenden errichtet werden.
Der Brennstoff Uran reicht - wenn man nur die heute schon verwendeten Minen betrachtet - noch für mindestens 50 Jahre. Da Uran überall auf der Welt natürlicherweise vorkommt ist es eher eine Frage der Ökonomie als der Ressourcenverknappung, wie lange noch Uran abgebaut wird.
Wenn es aber zu einem grossen Störfall kommt - der allerdings in Westeuropa wirklich sehr unwahrscheinlich ist -, dann kann ein riesiges Gebiet radioaktiv verseucht werden. Die Folgen sind
Das Hauptproblem in der Schweiz besteht aber in der radioktiven Hinterlassenschaft. Die Menge ist zwar relativ gering (einige "Einfamilienhäuser" pro KKW), doch müssen diese Abfälle für sehr lange Zeit (aus menschlicher Sicht eine unvorstellbar lange Zeit) sicher (?) gelagert werden können. Dies soll in Stollen geschehen, die einige hundert Meter unter der Erde liegen.
Vorteile
Angereichertes Uran und das in einigen Reaktortypen entstehende Plutonium kann militärisch genutzt werden.
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