Kapitel 7

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

• 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

• 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

• 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

Reserven:

• Kasachstan

• Kanada

• Südafrika

Produzenten:

• Kasachstan

• Kanada

• Namibia

Verbraucher:

• USA

• China

• Frankreich