Wie sieht der Atomaufbau aus?
Aus was besteht der Atomkern?
Atomaufbau: Die Hüllelektronen tragen eine negative elektrische Elementarladung und kompensieren die positive Ladungen des Kerns
Die Atomkerne sind aus Protonen und Neutronen aufgebaut. Man bezeichnet diese Teilchen als Nukleonen, ihre Gesamtzahl als Massenzahl
Die Protenen tragen eine positive Elementarladung, die Neutronen sind elektrisch neutral
Wie ist das Prinzip der Nutzung von Uran?
Umwandlung einer kleinen Teils der Masse in Energie (Massendefekt) beim
(Verschmelzen leichter Kerne (Fusion))
Spalten schwerer Kerne (Fission)
Energiefreisetzung bei der Kernspaltung u.a. durch
Bewegungsenergie (z.B. der Spaltprodukte)
Gammastrahlung
Wärmeerzeugung zur Wasserdampfproduktion
Leichtwasserreaktor
Siedewasserreaktor
Druckwasserreaktor
Welche Stoffe kommen beim Spalten schwerer Kerne zum Einsatz?
Brennstoffe für die Energiebereitstellung durch Kernspaltung: Uran (und Thorium)
Uran kommt als Mischung von 3 Isotropen vor
U238 (ca. 99,3%)
U235 (ca. 0,7%), leicht spaltbar
U234 (ca. 0,006%)
1 kg Uran hat einen in einem Leichtwasserreaktor nutzbaren Energieeinhalt von ca. 500 GJ
Wie sieht der Brennstoffkreislauf bei einem Atomkraftwerk aus?
Urangewinnung durch Trennung vom übrigen Gestein
Uran-Oxid (“Yellow cake”)
Anreicherung von Uran 235
Umwandlung vom “Yellow cake” in Uran-Hexafluorid (UF6)
Herstellung von Brennelementen
Umwandlung von Uran-Hexaflourid in Uran-Oxid (UO2)
Pressen von UO2 zu Tabletten
mehrer Tabletten bilden in einem Rohr den sog. Brennstab
Einige Jahre Einsatz in einem Raktor
Austausch der Brennelemente
Zwischenlagerung (im Kernkraftwerk)
Wiederaufbereitung
Aufsägen der Brennstäbe
Trennung in Uran, Plutonium und Spaltprodukte
Endlagerung
Welche Länder haben die größten Uranreserven?
Welche Länder sind die größten Uranproduzenten?
Welche Länder sind die größten Uranverbraucher?
Reserven:
Kasachstan
Kanada
Südafrika
Produzenten:
Namibia
Verbraucher:
USA
China
Frankreich
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