00:00 Das Reaktorgebäude
00:29 Energiefreisetzung durch Kernspaltung von Uran
01:04 Steuerung der Kernspaltung
01:34 Der Reaktorduckbehälter (Behälter ist vollständig mit Wasser ausgefüllt)
02:25 Wärmeübertragung vom Primärkreislauf auf den Sekundärkreislauf
03:02 Antrieb der Turbinen über den Sekundärkreislauf
03:12 Erzeugung des elektrischen Stroms im Generator
Korrektur: 01:37 Der Reaktorbehälter ist vollständig mit Wasser unter hohem Druck gefüllt.
Für die einen die Lösung aller (Energie-)Probleme schlechthin für die anderen Dämonen der Menschheit an sich: Kernkraftwerke. Seit über fünfzig Jahren gewinnen wir einen Teil unseres Stroms aus der geregelten Kernspaltung; effizient in der Energieausbeute und nach wie vor gefährlich im Umgang mit dem radioaktiven Uran, dem Stoff aus dem die Wärme kommt.
Das Herzstück eines Kernkraftwerks ist das Reaktorgebäude. Darin befindet sich das Reaktordruckgefäß mit den Uran-Brennelementen, die von Wasser gekühlt werden. In den Uranpellets, die sich in den Brennelementen befinden, findet die Spaltung des Urans statt, dabei wird das Wasser auf über 300 Grad Celsius erhitzt. Auf atomarer Ebene passiert folgendes: Bei der Kernspaltung dringt ein Neutron in einen Urankern ein. Dieser spaltet sich daraufhin unter Energieabgabe in kleinere Kerne, dabei werden erneut zwei bis drei Neutronen frei. Die sind aber zu schnell, um direkt weitere Urankerne zu spalten. Verlangsamt werden sie durch Wasser, das die Brennelemente umgibt. Nur diese langsamen Neutronen können ihrerseits weitere Urankerne spalten. Da bei der Kernspaltung mehr Neutronen entstehen, als für eine kontrollierte Kettenreaktion nötig sind, müssen die überschüssigen Neutronen durch absorbierende Stoffe, zum Beispiel Bor abgefangen werden. Geregelt wird die Kettenreaktion durch Steuerstäbe, die in den Reaktorkern eingefahren werden. So wird die Neutronenanzahl, die Kernspaltungen auslösen kann und damit die freigesetzte Wärme kontrolliert.
❗ Hinweis zur Darstellung des Reaktors ❗👉 Im dargestellten Druckwasserreaktor findet im Reaktordruckbehälter keine Verdampfung des Wassers statt. Das Wasser bleibt auch bei 160 Bar und über 300 Grad Celsius flüssig. Es wird im Reaktor von ca. 290 °C auf über 320 °C erhitzt. Die aufsteigenden Dampfblasen und "Dampfräume" sollen den Aufheizungsprozess lediglich visualisieren. Die Dampferzeugung für die Turbinen findet wie dargestellt erst im zweiten Kreislauf statt.
Im Normalbetrieb erhitzen sich die Brennelementepellets im Inneren des Brennstabs auf ca. 800 Grad Celsius. Das umgebende Wasser verlangsamt nicht nur die Neutronen, es kühlt die Brennstabhüllen und sorgt für den Abtransport der Wärme. Das erhitzte Wasser fließt in einem geschlossenen Kreislauf in Richtung Dampferzeuger. Dort gibt es die Wärme dann an einen zweiten Kreislauf ab, der nicht radioaktiv belastet ist. Beide Kreisläufe sind voneinander getrennt. Dadurch bleibt der strahlenbelastete innere Wasserkreislauf abgeschottet. Der Dampf aus dem Dampferzeuger wird in Turbinen geleitet, die den Generator antreiben. Im Generator wird der elektrische Strom erzeugt, in das Hochspannungsnetz eingespeist, damit es zu jedem gelangt, der Strom braucht.
📌 Ein Leben ohne Strom, Heizung oder Kraftstoff ist kaum vorstellbar. Während man bis vor kurzem hauptsächlich fossile Energieträger wie Kohle, Erdöl oder Erdgas nutzte und eine Zeit lang große Hoffnung auf die Kernenergie setzte, sollen in naher Zukunft möglichst nur noch erneuerbare Energien wie Wind, Sonne oder Biomasse genutzt werden. Wie Energie gewonnen werden kann und wie komplex die Energieversorgung ist, zeigt die Sendereihe "total phänomenal · Energie".
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29 июл 2024
