Kernreaktor
Ein Kernreaktor ist eine Maschine, die die Kernspaltung zur Erzeugung von Wärme nutzt. Es gibt verschiedene Konstruktionen, die unterschiedliche Brennstoffe verwenden. Meistens sind Uran-235 oder Plutonium-239 die Hauptbestandteile dieser Brennstoffe.
Die meisten Kernreaktoren werden zur Stromerzeugung genutzt. In Kernkraftwerken wandelt Wärme aus den Spaltreaktionen im Reaktor Wasser in Dampf um. Der Dampf wird dann zum Antrieb elektrischer Turbinen verwendet, die Strom erzeugen. Wie bei anderen Dampfmaschinen beziehen die Turbinen Energie aus der Bewegung des Dampfes.
Einige Reaktoren werden für andere Zwecke genutzt. Einige Reaktoren erzeugen Neutronen für die wissenschaftliche Forschung und andere erzeugen radioaktive Isotope. Einige Universitäten verfügen über kleine Kernreaktoren, um Studenten die Funktionsweise von Reaktoren zu vermitteln.
Der erste Kernreaktor wurde 1942 von einem Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Enrico Fermi gebaut. Er war Teil des Manhattan-Projekts, das den Brennstoff aus dem Reaktor zur Herstellung der Atombombe benötigte. Der erste Kernreaktor, der Elektrizität erzeugte, war ein kleiner Versuchsreaktor, der 1951 in Idaho gebaut wurde. Er erzeugte gerade genug Elektrizität für vier Leuchtkugeln.
Der Bau von Kernreaktoren ist wegen der vielen Sicherheitsmerkmale, die sie haben müssen, teuer. Es gibt auch ein Problem mit der riesigen Menge an radioaktivem Abfall aus den Reaktoren. Sie produzieren jedoch billig Strom und verschmutzen die Luft nicht. In mehreren Kernreaktoren hat es schwere Unfälle gegeben: Windscale (Grossbritannien) 1957, Mayak (UdSSR) 1957, Three Mile Island (USA) 1979, Tschernobyl (UdSSR) 1986 und Fukushima (Japan) 2011. Sicherheitsbedenken haben das Wachstum der Kernenergie begrenzt. Weltweit gibt es etwa 437 Reaktoren, die etwa 5% der weltweiten Elektrizität liefern.
Kernreaktor und Kernkraftwerk in Three Mile Island
Überkritisch-wassergekühlter Reaktor.
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Kernreaktor?
A: Ein Kernreaktor ist eine Maschine, die die Kernspaltung zur Wärmeerzeugung nutzt. Verschiedene Ausführungen verwenden unterschiedliche Brennstoffe, oft Uran-235 oder Plutonium-239, und die meisten werden zur Stromerzeugung verwendet.
F: Wie wird in einem Kernreaktor Strom erzeugt?
A: In Kernkraftwerken wird durch die Hitze der Spaltungsreaktionen im Reaktor Wasser in Dampf umgewandelt, der elektrische Turbinen antreibt, die wiederum Strom erzeugen. Die Turbinen beziehen ihre Energie aus der Bewegung des Dampfes.
F: Welchen anderen Zwecken dienen einige Reaktoren?
A: Einige Reaktoren erzeugen Neutronen für die wissenschaftliche Forschung und andere stellen radioaktive Isotope her. Einige Universitäten verfügen über kleine Kernreaktoren, in denen Studenten lernen können, wie Reaktoren funktionieren.
F: Wer hat den ersten Kernreaktor gebaut?
A: Der erste Kernreaktor wurde 1942 von einem Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Enrico Fermi als Teil des Manhattan-Projekts gebaut, das den Brennstoff des Reaktors für die Herstellung einer Atombombe benötigte.
F: Wann wurde der erste Kernreaktor zur Stromerzeugung eingesetzt?
A: Der erste Kernreaktor, der zur Stromerzeugung genutzt wurde, war ein kleiner Versuchsreaktor, der 1951 in Idaho gebaut wurde und genug Strom für vier Glühbirnen produzierte.
F: Warum ist ihr Bau so teuer?
A: Der Bau von Kernreaktoren ist teuer, weil alle Sicherheitsvorkehrungen berücksichtigt werden müssen.
F: Welche Probleme treten bei ihrer Nutzung auf?
A: Ein weiteres Problem sind die riesigen Mengen radioaktiver Abfälle, die von diesen Reaktoren produziert werden, sowie schwere Unfälle an mehreren Standorten auf der ganzen Welt wie Windscale (Großbritannien) 1957, Majak (UdSSR) 1957, Three Mile Island (USA) 1979, Tschernobyl (UdSSR) 1986 und Fukushima (Japan) 2011, die zu Bedenken hinsichtlich der Sicherheit geführt und das Wachstum in diesem Bereich der Energieerzeugung eingeschränkt haben.
