Kernreaktor

Ein Kernreaktor ist eine technische Anlage zur Energiegewinnung durch Kernspaltung mittels einer gesteuerten Kettenreaktion. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken werden keine fossilen Ressourcen wie Öl, Erdgas oder Kohle genutzt, sondern ausschließlich die Wärme, die beim Kernspaltungsprozess von Uran entsteht.

Aufbau und Funktionsweise eines Kernreaktors

Die eigentliche Kettenreaktion findet im sogenannten Reaktorkern statt. Dieser zylindrische Behälter hat eine Wandstärke von ca. 25 cm. Er enthält als spaltbares Material Uran 235 in Form von Brennstäben sowie die Steuerstäbe. Diese haben die Aufgabe, den Spaltungsprozess und damit die Leistung des Kernreaktors zu steuern. Das geschieht, indem die Steuerstäbe mehr oder weniger tief in die Reaktorkammer abgesenkt werden und auf diese Weise die beim Spaltungsprozess zusätzlich entstehenden Neutronen ""abfangen"": Alle Atomkerne sind zunächst stabil, wenn sie Protonen und Neutronen in gleicher Anzahl enthalten. Wird der Atomkern im Kernreaktor mit einem Neutron beschossen, spaltet sich der Kern. Die hierdurch entstehenden Bruchstücke fliegen mit hoher kinetischer Energie auseinander.

Werden die gespalteten Atomkerne abgebremst, wandelt sich diese Energie unter Abgabe radioaktiver Strahlung in Wärmeenergie um, die über eine Dampfturbine den eigentlichen Generator antreibt.

Als Kühlmittel und für die Ableitung der Wärme dient unter einem Druck von 160 bar stehendes Wasser. Das auf 285 °C erhitzte Wasser wird über einen Wärmetauscher der Dampfturbine zugeführt, deren angekoppelter Generator schließlich die Umwandlung in elektrische Energie übernimmt. Aus Sicherheitsgründen ist der gesamte Reaktor mit einem dicken Betonmantel umgeben.

Risiken

Beim Betrieb eines Kernreaktors entstehen keine die Umwelt schädigenden Emissionen, sondern nur Wasserdampf. Die Risiken ergeben sich aus dem Austreten von radioaktiver Strahlung und Kontamination der Umwelt bei Havarien vornehmlich durch Störungen am Kühlmittelkreislauf (Kernschmelze). Als problematisch ist die Entsorgung der hochradioaktiv belasteten ausgebrannten Brennstäbe zu bewerten.