Entwicklung der Kernenergienutzung Klasse 5K Entwicklung der Kernenergienutzung 20.05.2015 Mittels Kernenergie produzierte elektrische Energie von 1971 – 2011 nach Regionen. Quelle: International Energy Agency IEA OECD (Organisation für europäische wirtschaftliche Zusammenarbeit) : Europa, USA, Kanada, Türkei, Japan, Australien , Mexiko, … Strombedarf CH: ≈ 68 TWh/a Weltweite Produktion von elektrischer Energie von 1971 bis 2011. Quelle: IEA 20.05.2015 Klasse 5K

Kernenergienutzung heute  Land Anzahl Kernreaktoren Elektrische Leistung [GWel] Vereinte Nationen von Amerika 100 99 Frankreich 58 63 Japan 50 44 Russland 33 23 Südkorea 21 Indien 5 Kanada 19 14 China 15 Grossbritannien 16 9 Ukraine 13 Schweden 10 Schweiz 3 Rest 98 48 Total 436 372 Quelle: IEA Anteil an weltweiter Stromproduktion: 12.5 % 20.05.2015 Klasse 5K

Kernenergienutzung heute Quelle: International Atomic Energy Agency IAEA. 20.05.2015 Klasse 5K

Grundprinzip der Kernenergienutzung Brennelement (rot): Enthält spaltbares Material. Moderator (gelb): Abbremsen der bei der Spaltung erzeugten Neutronen → Wahrscheinlichkeit für weiteren Spaltprozess wird erhöht. Kühlmittel (blau): Abtransport der erzeugten Wärme Steuerstäbe: Neutronenabsorbierenden Material wie z.B. Cadmium (Cd) oder Bor (B) für die Steuerung der Kettenreaktion Sicherheitsbarrieren: Brennelementhülle (rot, Schmelzpunkt: ≈ 2’800 °C) Reaktorbehälter (braun) Sicherheitsbehälter (grün) 20.05.2015 Klasse 5K

Reaktortypen Schweiz: 3 PWR (Beznau I + II, Gösgen) 2 BWR (Leibstadt, Mühleberg) Anzahl PWR: Pressurized water reactor = Druckwasserreaktor 274 BWR: Boiling water reactor = Siedewasserreaktor 84 PHWR: Pressurized heavy water reactor 48 (Kanada) LWGR: Light water graphite reactor 15 (Chernobyl) GCR: Gas cooled reactor 15 (Grossbritannien) 20.05.2015 Klasse 5K

PWR (Druckwasserreaktor) 20.05.2015 Klasse 5K

BWR (Siedewasserreaktor) 20.05.2015 Klasse 5K

Sicherheitsmassnahmen Atomkraftwerke Sicherheitsmassnahmen in einem Atomkraftwerk: Redundanz von relevanten Komponenten (z.B. Stromversorgung, Pumpen, passives Sicherheitssystem) Steuerstäbe (fallen bei Stromausfall automatisch in den Reaktor) Sicherheitsbehälter Geeignete Wahl des Moderator Wasser verdampft bei Kernschmelze → Kein mehr Moderator vorhanden → Kettenreaktion unterbricht. Graphit verdampft nicht bei Kernschmelze (Siedepunkt ≈ 5’000 °C) Passives Kühlsystem (ohne Strom, basieren auf Schwerkraft und natürlicher Konvektion) Auffangbecken und kontrollierte Kühlung der Schmelze 20.05.2015 Klasse 5K

Das AAAA-Prinzip des Strahlenschutzes Abstand halten: Verdoppelt man die Entfernung zu einer Strahlenquelle, so verringert sich die Dosis auf einen Viertel (quadratisches Abstandsgesetz). Abschirmung: 20.05.2015 Klasse 5K