Kontrollierte Kernspaltung

Präsentation zum Thema: "Kontrollierte Kernspaltung"—  Präsentation transkript:

1 Kontrollierte Kernspaltung
Aufbau eines Kernreaktors Spaltneutronen Der Moderator Temperaturabhängigkeit des Moderatoreffekts Steuerung der Kettenreaktion

2 Aufbau eines Kernreaktors
Es gibt drei verschiedene Reaktoren Forschungsreaktoren Leistungsreaktoren Brutreaktoren Sie bestehen aus fünf Komponenten

3 Die Komponenten des Kernreaktors
Spaltbares Material (Uran) Moderator Steuer- bzw. Regelstäbe Medium zur Wärmeabführung (Wasser) Strahlenschutzbarriere

4 Spaltneutronen Charakteristik
Kontrollierte Kettenreaktion nur mit ausreichenden Neutronen Bei der Spaltung von U-235- Kernen entstehen zwei bis drei Neutronen Die Neutronen werden nach ihrer Energie bzw. Geschwindigkeit in drei verschiedene Neutronen charakterisiert

5 Unterscheidung der Neutronen
Thermische Neutronen < 10 eV Epithermische, intermediäre Neutronen >10 eV - 0,1 MeV Schnelle Neutronen > 0,1 MeV

6 Reaktion der Spaltneutronen im Reaktor
Die Spaltneutronen verlassen die Spaltzone und gehen verloren Die Spaltneutronen werden von Umgebung aufgenommen; Entstehung von Isotopen Kerne stoßen aneinander; elastische und unelastische Zusammenstösse Die Spaltneutronen werden von den Kernen aufgenommen und spalten wieder

7 Der Moderator als Bremsmittel der schnellen Neutronen
Moderator besteht aus nicht spaltbarem Material Neutronen stoßen an die Kerne des Moderators und werden gebremst Langsame Neutronen führen im U-235 zu neuen Spaltungen (Kettenreaktion) Masse des Moderatorkerns = Masse Neutron Moderator hat geringe Neutronenabsorption

8 Moderatoren für Reaktoren
Wasser (preiswert, gutes Bremsmittel, hoher Neutroneneinfang, Sicherheit, Kühlmittel, Deutschland) Deuterium (schweres Wasser, beste Moderator, teuer, Kanada) Graphit (reiner Kohlenstoff, gute thermische und mechanische Eigenschaften, recht preiswert, Sowjetunion und GB)

9 Temperaturabhängigkeit des Moderatoreffekts
Temperatur der Brennstäbe abhängig von Reaktorleistung Bei Volllast im Innern der Brennstäbe ca °C Wasser wird bei höherer Temperatur ein schlechter Moderator Je höher die Moderatortemperatur, desto schlechter die Kettenreaktion

10 Steuerung der Kettenreaktion
Einsatz von Steuerstäben aus Cadmium, Bor, Silber etc, die Neutronen absorbieren Je tiefer die Steuerstäbe in die Spaltzone geschoben werden, desto höher die Neutronenabsorption Abschalten bei Störfällen durch Einfahren der Absorberstäbe