Atomkraftwerk (AKW) Funktionsweise

Inhalt Funktion Kernspaltung Allgemeine Funktion Reaktorgebäude Maschinenhaus Kernspaltung Beispiel: Wassertropfen Energiefreisetzung Nachzerfallswärme Kernschmelze

Funktion Allgemeine Funktion Reaktorgebäude Maschinenhaus

Allgemeine Funktion Umwandlung in Energie wie bei normalem Wärmekraftwerk Kernreaktor entspricht Kessel in Kohlekraftwerk Wärme wird genutzt um Wasser zu verdamfen Dampf wird Dampfturbine zugeführt Dampf kondensiert Wasserkreislauf

Reaktorgebäude Erzeugung von Wärme durch kontrollierte Kernspaltung Kühlmittel wird erhitzt und transportiert somit Wärme aus Reaktor Reaktor ist mit Schutzschild umgeben Da Strahlung Lebensgefährlich für Lebewesen ist Außen: Beton, Innen: Absorbtionsschicht

Maschinenhaus Wandelt Wärme in Rotationsenergie um Dampf betreibt Schaufelräder der Turbine Rotationsenergie wird an Generator weitergeleitet Generator wandelt Kin. Energie in Elektr. Energie um

Kernspaltung Kernspaltung Beispiel: Wassertropfen Energiefreisetzung Nachzerfallswärme Kernschmelze

Kernspaltung Zwischen Protonen(p+) und Neutronen(n) im Kern große Anziehungskräfte Protonen stoßen sich gegenseitig ab Neutronen stabilisieren Kern  Je größer der Kern, desto mehr Neutronen sind für Stabilität benötigt

Kern regt sich durch extrem kurze Halbwertszeiten ab Kerne von Stoffen wie z.B. Uran oder Plutonium sind sehr instabil, also radioaktiv Fügt man Neutronen zu einem solchen Kern hinzu, so geht dieser in einen angeregten Zustand über (wird nicht stabiler) Kern regt sich durch extrem kurze Halbwertszeiten ab Kernspaltung

Beispiel: Wassertropfen Kern gerät durch Aufnahme von Neutron wie ein angestoßener Wassertropfen in Schwingungen Wassertropfen zerreißt in 2 Bruchstücke Masseverhältnis: ca. 2:3

Kernspaltung ist eine Kettenreaktion Bei der Spaltung werden wiederum Neutronen frei Werden durch Moderator (Graphit, Wasser) abgebremst Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit einer Reaktion Neutronen regen andere umliegende Kerne an Reaktion beginnt von Vorn

Energiefreisetzung Die Spaltprodukte haben höhere Bindungsenergie Wird als kin. Energie abgegeben Umliegendes Material nimmt Kin. Energie als Wärmeenergie auf Wärme wird an Kühlmittel abgegeben

Nachzerfallswärme Nach abschalten des Reaktors wird durch radioaktiven Zerfall weiterhin Wärme produziert (Ketten Reaktion) Für Notfälle gibt es daher ein spezielles System, was den Reaktor in kürzester Zeit herunter kühlt Sonst Kernschmelze

Kernschmelze Schmelzen der Brennstäbe produziert viel Brennstoff Schnelle unkontrollierte Überhitzung Kernschmelze = Größter Anzunehmender Unfall (GAU) Tschernobyl = Super-GAU (Reaktionsgebäude hielt nicht stand) Europäische AKWs haben unter dem Reaktor ein Auffangbecken aus Keramik Hier soll der Brennstoff im Notfall gesammelt und abgekühlt werden

Danke für eure Aufmerksamkeit Christoph Koke, Mathias Lintel-Höping