Atomantrieb HANNES, FELIX UND LUKAS
Geschichtliches o 1896: ◦1896 entdeckt Antoine Henri Becquerel die Radioaktivität o 1911: ◦Ernest Rutherford entwickelt seine Theorie vom Aufbau des Atoms und vom radioaktiven Zerfall o 1934: ◦Irène und Frédéric Joliot-Curie gelang es durch den Beschuss von Fluor und Natrium mit Alphastrahlen künstliche Radioaktivität auszulösen o 1938: ◦Entdeckungen der Kernspaltung von Uran durch Otto Hahn und Fritz Straßmann o 1939: ◦Joliot, Halban und Kowarski wiesen die bei der Kernspaltung freiwerdenden Neutronen nach, welche eine Kettenreaktion in Gang setzen o 1942: ◦Enrico Fermi konstruiert den ersten Versuchs-Kernreaktor o 1951: ◦Erster Versuchsreaktor, der zum ersten Mal Strom durch Kernenergie erzeugt mit 1,2 MW Otto Hahn
Geschichtliches o 1956: ◦Errichtung von Kernforschungszentren in Hamburg o 1957 : ◦1957 wird am 31. Oktober als erster Reaktor in Deutschland der Forschungsreaktor der TU München - das Atomei - in Betrieb genommen o 1958 : ◦Das erste nuklear getriebene amerikanische U-Boot „Nautilus“ unter dem Polareis erregt weltweites Aufsehen o 1961 : ◦Im Juni 1961 wird vom Versuch Atomkraftwerk Kahl (VAK) zum ersten Mal in der Bundesrepublik Deutschland mittels Kernenergie erzeugter Strom in das Verbundnetz eingespeist o 1974 : ◦der weltweit erste MW-Block wird in Biblis in Betrieb genommen o 1977 : ◦Das Kernkraftwerk Isar 1 wird am 3. Dezember in Betrieb genommen o : ◦Zwischen 1957 und 2004 wurden in Deutschland etwa 110 kerntechnische Anlagen in Betrieb genommen
Wie funktioniert Kernspaltung? o Spaltung von Atomkern ◦Durch Beschuss von langsamen Neutronen ◦Atome großer Massezahl werden verwendet ◦zwei neue Atome entstehen o Freiwerdende Kräfte ◦Energie ◦neue Neutronen → Kettenreaktion o Veranschaulichung am Beispiel Uran N U U U N N N
Arten von Kernspaltung o Ungesteuerte Kettenreaktion ◦Neue Neutronen spalten unkontrolliert neue Atome ◦Reaktion setzt sich explosionsartig fort ◦Funktionsweiße der Atombombe o Gesteuerte Kettenreaktion ◦Neutronen werden geblockt ◦Steuerstäbe werden eingeschoben ◦Funktionsweiße der Atomenergiegewinnung ungesteuerte Kettenreaktiongesteuerte Kettenreaktion
Siedewasserreaktor o Ältere Methode o Ablauf: ◦Die freiwerdende Energie bei der Kernspaltung erhitzt das Kühlwasser der Brennstäbe ◦Das Wasser beginnt zu sieden, dadurch entsteht Dampf, welches die Turbine antreibt ◦Die Turbine dreht sich, es entsteht Rotationsenergie ◦Die Rotationsenergie wird an den Elektromotor weitergegeben ◦Der elektrische Generator wandelt die Rotationsenergie in kinetische Energie um, und kann somit zum Beispiel die Reifen eines Autos antreiben ◦Nachteil: Das heißt das radioaktive Wasser, das die Brennstäbe gekühlt hat, treibt auch die Turbinen an, dadurch ist auch das Maschinenhaus radioaktiv verseucht o Nachteil: Das heißt das radioaktive Wasser, das die Brennstäbe gekühlt hat, treibt auch die Turbinen an, dadurch ist auch das Maschinenhaus radioaktiv verseucht o Isar 1 als Beispiel
Druckwasserreaktor o Neuere Methode o Ablauf: ◦Die freiwerdende Energie bei der Kernspaltung erhitzt das Kühlwasser der Brennstäbe ◦Durch einen Wärmetauscher wird die Wärme des Kühlwassers an einen separaten Wasserkreislauf abgegeben ◦Dort beginnt das Wasser zu sieden, es entsteht Dampf, dieser treibt die Turbine an ◦Die Turbine dreht sich, es entsteht Rotationsenergie ◦Der elektrische Generator wandelt die Rotationsenergie in kinetische Energie um und kann somit zum Beispiel die Reifen eines Autos antreiben o Vorteil: Die Radioaktivität bleibt in Kreislauf der Kühlflüssigkeit, die Radioaktivität ist also in einem separaten Kreislauf getrennt von der Turbine o Isar 2 als Beispiel
Vorteile von Atomkraftwerken
Nachteile bei Atomkraftwerken o Gefährliche Strahlenbelastung o Die bei der Kernspaltung verwendeten Stoffe bleiben sehr lange radioaktiv ◦Halbwertszeit, ist die Zeitspanne, nach der eine mit der Zeit abnehmende Größe die Hälfte des anfänglichen Werts erreicht hat o Die Endlagerstätten müssen viele Kriterien erfüllen o Komplexe Abschirmung erfoderlich o Bei der Explosion eines Atomkraftwerkes entsteht ein unvorstellbar hoher Schaden Plutonium238Pu87,74 Jahre Plutonium239Pu Jahre Uran238U4,47 Mrd. Jahre Uran235U704 Mio. Jahre Radioaktiver StoffChemische FormelHalbwertszeit Cobalt60Co5,3 Jahre
Aufbau eines Atomfahrzeugs Energie der Uranatome ↓ Energie des Kühlwassers ↓ Wasserdampf ↓ Rotationsenergie ↓ Elektrische Energie ↓ Rotationsenergie ↓ Kinetische Energie
Atomfahrzeuge UTOPIEN UND REALITÄTEN
Atomautos (1955) o „So leben wir 1975“ Artikel in November-Ausgabe der Zeitschrift „hobby“ o Zukunftsvision für „Atomautos“ o „[…] Die Umwandlung von Kernenergie in elektrische Energie findet möglicherweise direkt statt, und nicht über den energiewirtschaftlich kostspieligen und umständlichen Umweg Wärme – Wasser – Dampfturbinen – Strom. […]“ o Bis heute undenkbar: ◦Sicherheit der Autos muss gewährleistet werden ◦katastrophalen Freisetzung von Radioaktivität durch Verkehrsunfälle Zukunftsvision eines Atomautos für das Jahr 1975
Atomlokomotiven o Vorstellung Superzüge mit einer Geschwindigkeit von 200 ◦für damalige Verhältnisse sensationell o ein amerikanisches Projekt „X-12“ einer Atomlokomotive vom Juli Heft 1954 „hobby“ ◦Gewicht von 360 Tonnen ◦und einer Länge von 49 Meter ◦Sollte eine Leistung von 7000 PS erbringen Amerikanisches Projekt „X-12“ Superzug mit Atomlokomotive
Otto Hahn o *8. März 1879 in Frankfurt am Main als 3 Sohn des Glasmeister Hahn o 1897 bestand er sein Abitur und begann Chemie, Mathe, Physik und Mineralogie zu studieren o 1905 Entdeckung eines neuen radioaktiven Elements, Radiothor o 1938 bei einem Experiment mit einer Uranprobe befürchtet er bereits, dass der Urankern in zwei Teile zerplatzt sei, was Meitner und Otto Robert Frisch bestätigen. o 1944 Verleihung des Nobelpreises für Chemie o 1955 startet er mit 16 anderen Nobelpreisträgern einen Aufruf gegen den Missbrauch von Atomwaffen o † 28. Juli 1968 in Göttingen
Quellen o o o o o o