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Atomkraftwerke(AKW`s)

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Bauarten

Es gibt Leichtwasser-, Schwerwasser-, Siedewasser-, Druckwasser und Hochtemperaturreaktoren. Einige davon werden im folgenden Text genauer erklärt.

Leichtwasserreaktoren:
Kernreaktoren werden Leichtwasserreaktoren genannt, wenn ein sogenanntes leichtes Wasser als Kühlmittel und Moderator verwendet wird. Leichtes Wasser ist gewöhnliches Wasser wie es jeder von uns kennt. Unser gewöhnliches Wasser hat aber eine ungeahnte Wirkung auf Neutronen. Die Atomkerne des leichten Wasserstoffs (Protonen) neigen dazu, Neutronen einzufangen. Deshalb ist bei diesem Reaktortyp ein höherer Urangehalt nötig. Sonst würde die Kernreaktion des Isotops Uran-235 zum Stillstand kommen und nicht mehr selbstständig weiter laufen. Um dem Abbrechen der Kettenreaktion vorzubeugen benutzt man einen größeren Reaktor und einen höheren Gehalt an Uran. Es gibt zwei Arten des Leichtwasserreaktors: den Druckwasserreaktor und den Siedewasserreaktor.

Schwerwasserreaktoren:
Bei einem Schwerwasserreaktor wird statt des leichten Wassers(H2O) das schwere Wasser(D2O) als Moderator und Kühlmittel benutzt. Schweres Wasser besitzt statt des gewöhnlichen Wasserstoffs (H) das schwere Wasserstoffisotop Deuterium(D). Wasserstoff und Deuterium unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Massenzahl, währen Wasserstoff die Massenzahl von 1 besitzt, hat Deuterium die Massenzahl 2. Das bedeutet, dass das schwere Wasser die Neutronen, die bei der Kernreaktion frei werden, nicht so gut aufnehmen kann als normales Wasser. Deshalb kann der Schwerwasserreaktor im Gegensatz zu einem Leichtwasserreaktor mit der natürlichen Isotopenzusammensetztung von Uran betrieben werden.
Bei Gefahr einer Kernschmelze(zu viele Neutronen zur Spaltung) kann dieser bedeutende Unterschied zwischen schwerem und leichtem Wasser ausgenutzt werden:
Der Reaktor wird hierfür einfach mit normalem Wasser aus dem Reservekühlwasserbecken geflutet. Dadurch erhöht sich die Neutronenabsorbtion, so dass die Reaktion zum Stillstand kommt. Der Reaktor kann ohne schweres Wasser nicht wieder in Betrieb genommen werden.
Ein großer Nachteil des Schwerwasserreaktors ergibt sich aus den hohen Herstellungskosten des schweren Wassers. Allerdings werden die Kosten für eine URananreicherungsanlage gespart, da diese nicht benötigt wird.
Als Sonderform eines Schwerwasserreaktors hat sich der in Kanada entwickelte CANDU-Reaktor besonders bewährt.