Atomkraftwerke

Jens Kilian Herhoffer

ITG 11/2

Aufbau

Besonderheiten

• benötigt wenig Brennstoff
• keine direkten CO² Emissionen
• keinen Kessel sondern einen Reaktor
• wandelt Masse in Energie um (Kernspaltung)
• Abfälle sind stark radioaktiv
• kann nicht einfach abgeschaltet werden

Bauarten

• Leichtwasserreaktoren
• Siedewasserreaktor
• Druckwasserreaktor
• Schwerwasserreaktor

Prozesse

Spaltung

Prozesse

Spaltung

• Uran-235 wird gespalten
• Ablauf:
1. Uranatom wir von einem langsamen Neutron getroffen
2. Das Neutron wird vom Atomkern absorbiert
3. Uran zerfällt und bildet dabei 2 oder mehr schnelle Neutronen
4. Die schnellen Neutronen setzten eine Kettenreaktion in Gang

Prozesse

Strahlung

• 4 verschiedene Strahlungsarten:
• Alphastrahlung
• Betastrahlung
• Gammastrahlung
• Neutronenstrahlung
• Alpha-, Beta- und Neutronenstrahlung sind Teilchenstrahlung

Prozesse

Isotope (Nuklide)

• Atomkern gleich viele Protonen aber unterschiedlich viele Neutronen
• verhalten sich chemisch fast identisch
• stabile - instabile
• instabile haben meistens eine Ordnungszahl die über 83 liegt, sind also radioaktiv
• in AKWs verwendet man das Isotop Uran-235 als Brennstoff
• reines Uran-235 kann man auch für Kernwaffen nutzen

Prozesse

Halbwertszeit

• = die Zeit in der sich die Masse eines Stoffes halbiert
• beim radioaktiven Zerfall halbiert sich nicht nur Masse sondern auch die radioaktive Aktivität
• die Zerfallene Hälfte des Atomkerns wandelt sich in ein anderes Isotop um
• es kann nur eine Wahrscheinlichkeit angegeben werden, keine feste Vorhersage

Prozesse

Halbwertszeit

1. Halbwertszeit: 50% chance, dass sich der betrachtete Kern umwandelt
2. Halbwertszeit: 50% + 25% = 75% chance
3. Halbwertszeit: 50% + 25% + 12,5% = 87,5% chance
4. usw.....

Tschernobyl

Tschernobyl

Ablauf

• Freitag, 25.April 1986
• Anfang eines Versuches der fatale Folgen hat
• Eine Reihe von individuellen und maschinellen Fehlern
• Samstag, 26.April 1986
• Es kommt zur Kernschmelze
• Der Reaktor explodiert!
• Der erste Super-GAU der Geschichte

Tschernobyl

Auswirkungen

• größte Freisetzung radioaktiver Stoffe findet während der 10Tage nach der Explosion statt
• gasförmige bzw. leichtflüchtige Stoffe gelangen in Höhen von ca. 1.500-10.000Meter
• zuerst Europa, dann die ganze Nordhalbkugel
• Fallout in der Nähe des explodierten Reaktors am höchsten
• in Europa wird ca. 3.900.000km² (40%) kontaminiert
• bis heute Einschränkungen bei Produktion, Transport und Verzehr von Lebensmitteln

weitere Unfälle

• Deutschland, Januar 1977: im Atomkraftwerk Gundremmingen in Bayern
  --> Totalschaden
• Deutschland, Juli 2009: Reaktor Krümmel in Schleswig Holstein
  --> per Schnellabschaltung vom Netz genommen.
• Japan, März 2011: Im Atomkraftwerk Fukushima
  --> eine mögliche Kernschmelze.

Problematik

Vorteile

• Reduzierung von Schadstoffemissionen
• Kernkraftwerke stoßen kein CO² aus
• Atomenergie hat einen 2,5 Millionen mal höheren Energiegehalt als Steinkohle
• Brennstäbe können wiederaufbereitet werden

Problematik

Nachteile

• "Die prinzipiellen Risiken der Kernenergie sind nicht beherrschbar!" - Zitat des Bundesumweltministeriums
• in den letzten 6 Jahren fast 1000 Störfälle in deutschen AKWs
• viele alte AKWs immernoch aktiv
• Radioaktivität entsteht immer, auch bei Normalbetrieb
• immernoch kein sicheres Endlager gefunden
• Atomkraft wird auch zu nicht friedlichen Zwecken genutzt: Atombombe

Alternativen

• erneuerbare Energien
• Wasserkraft
• Windenergie
• Sonnenenergie
• Erdwärme
• gezeiten Energie

Alternativen

Präsentation

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