09: Kerntechnik II

• bestehen aus pulverf. Uranoxid, zu Pellets gepresst (würde sonst anschwellen & m. Wasser Reagieren)

• Zirkonium Hülle (geringe Neutronenabsorption)

• Mehrere Stäbe bilden Brennelement

• Spalt zw. Pellets & Hüllrohr als Puffer f. Volumenausdehnung d. Spaltprodukte

• Mit HE gefüllt, zur besseren Wärmeleitung

Anforderungen:

• Kernsp. als kontrolierte Kettenreaktion

• Abfuhr freigesetzter Wärme aus Zerfallsenergie

• Abschirmung d. entstehenden Strahlung

Klassifizierung:

• Energieniveau d. Neutronen (therm.,epitherm., schnelle)

• Anordnung v. Moderator & BS (homogen/ heterogen)

• Brennst. (Natururan, schw. bzw hoch angereichert)

• meist verbreiteter Typ

• normales, entsalztes Wasser als Mod.

• schw. angereichertes Uran

• Unterscheidung in Druck - & Siedewasserreaktoren

• 2 getrennte Kreisläufe

• Primärkreislauf: Wasser wird unter Druck d.d. Wärme der Brennstäbe erhitzt, ca. 175bar verhindert Sieden

• Sekundärkreislauf: dient d. Dampferzeugung —> Leitung d. Turbinen

• Sek.kreislauf frei v. radioakt. Partikeln

• VT: Steuerstäbe im Oberteil d. Reaktors —> fail-safe=fallen von selbst

• funktioniert mit einem gemeinsamen Dampf - Wasser - Kreislauf

• Wasser wird v. Brennelem. erhitzt und verdampft

• Dampfleitung direkt in Turbine

• radioaktive Belastung d. Systems

• Wasser dient nur als Kühlmittel

• Es gibt lediglich Druckröhren

• Getrennte Moderation und Kühlung

• T ca. 550°C

• zur Erzeugung starker BS in dem schnelle Neutronen U-238 in Pu-239 wandeln

• kein Mod. eingesetztes Kühlmittel darf auch nicht absorbieren (flüssiges Na)

• 3 Kühlkreisläufe: Na, Na(zwischengeschaltet), Wasser

• VT: erlaubt deutl. höhere Wirkungsgrade

• NT: Es kann mehr spaltbares Mat. entstehen, als für Berieb nötig ist. (trifft nicht für Bestandsreaktoren zu, da Neutr.verluste zu hoch)

• T ca. 800 bis 900°C

• Brutreaktor mit erhöhter Temp.

• Kühlung durch Gas (He) und keramischen Werkstoffen (Graphit)

• bislang nur als Forschungsreaktoren

Gefahrenpotentiale:

• Bildung v. radioakt. Material

• Emission v. Strahlung

• Energiefreisatz n. kurzfr. abschaltbar —> Nachwärme

• Unkontrollierbare Kettenreaktion —> Explosion/ Schmelze

• keine Staubreinigung, Spaltprodukte meist im Kristallgitter gebunden

• gasdichte Hüllrohre d. Brennelemente

• Explosionssichere Abschirmende Reaktorhülle

• a und ß Strahlung: Kühlwasser

• gamma Strahlung: Reaktordruckbehälter U. Betonhülle

• Wärmeentwicklung im BS hält nach Ende d. Kernspaltung d. weiteren Zerfall an.

• Kühlung muss nach Reaktorabschaltung aufrecht erhalten werden

• mangelnde Kühlung führt zu Kernschmelze/ Verdampfung d. Wassers im Druckbehälter (Explosion)

• Mehrfache Redundanzen, Notfallkühlsystem

• nach ca. 4 Jahren werden Brennst. aus d. Reaktor entnommen & in Abklingbecken gelagert

• Aufnahme d. Nachwärme, Abklingen d. Radioaktivität

• 2 Weitere Möglichkeiten: Endlagerung & Wiederaufbereitung z. Rückgewinnung von U und Pu

• VT: verbesserte U Ausnutzung, Masse an Atommüll reduziert

• NT: Volumen an Atommüll erhöht, gefährlicher Prozess, Abgabe radioakt. Substanzen an Umwelt