Wie funktioniert der brennstoffkreislauf?

Gefragt von: Frau Dr. Diana Franz  |  Letzte Aktualisierung: 16. April 2022
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Im Zusammenhang mit der Kernkraft ist oft von einem „Brennstoffkreislauf” die Rede: Uran wird nicht wie Kohle gewonnen und anschließend „verbrannt”, sondern man kann Uran und Plutonium aus gebrauchten Brennstäben herauslösen und nochmal im Kraftwerk einsetzen.

Wie funktioniert die Wiederaufbereitung?

Die Wiederaufarbeitung von Atommüll

Bei der Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente werden in einem chemischen Verfahren Plutonium und Uran aus abgebrannten Brennelementen abgetrennt. Dabei wendet man heute das so genannte Purex-Verfahren an.

Wie funktioniert ein Atomreaktor einfach erklärt?

Im Atomkraftwerk wird Strom durch Kernspaltung erzeugt. Durch die Spaltung des Urans wird Wasser aufgeheizt und Wasserdampf gewonnen. Der Wasserdampf treibt wiederum eine Turbine an, die an einen Generator gekoppelt ist; dieser Generator erzeugt den Strom im Kernkraftwerk.

Wie funktioniert der Kernreaktor?

In einem Kernkraftwerk entsteht durch kontrollierte Kernspaltung im Reaktorkern Wärme. Mit dieser Wärme wird Dampf erzeugt. Dieser Dampf wiederum treibt eine Turbine an, an die ein Generator angeschlossen ist, der schließlich elektrischen Strom erzeugt.

Wie funktioniert ein Atomkraftwerk kindgerecht erklärt?

In einem Atomkraftwerk führt man das mit Absicht herbei: Innerhalb eines sogenannten Reaktors wird ein instabiler Atomkern mit einem kleinen Teilchen, einem Neutron, beschossen. Dieses Neutron ist sehr schnell und spaltet den Kern in zwei Teile. Dabei werden weitere Neutronen ausgeschossen.

Wie funktionieren Atomkraftwerke?

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Was genau ist ein Atomkraftwerk?

Ein Kernkraftwerk (KKW), auch Atomkraftwerk (AKW), ist ein Wärmekraftwerk zur Gewinnung elektrischer Energie aus Kernenergie durch kontrollierte Kernspaltung (Fission). Physikalische Grundlage von Kernkraftwerken ist die Energiefreisetzung bei der Spaltung von schweren Atomkernen.

Was wird in einem Atomkraftwerk produziert?

Ein Kernkraftwerk besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: Im nuklearen Teil wird durch Kernspaltung Wärme erzeugt. Im konventionellen Teil wird die Wärme in elektrischen Strom umgewandelt. Der konventionelle Anlagenteil ist jenem in Kohle-, Gas- und Erdwärmekraftwerken sehr ähnlich.

Wie startet man einen Kernreaktor?

Zum Anfahren eines Kernkraftwerks mit Druckwasserreaktor wird zuerst der Druck im Reaktor-Wasserkreislauf auf etwa 30 bar erhöht. Dann werden die Hauptkühlmittelpumpen gestartet. Weil die Pumpen bei der Arbeit Wärme abgeben, heizt das den Wasserkreislauf zunächst weiter auf.

Was passiert in einem Atomreaktor?

Kernkraftwerke dienen der Gewinnung elektrischer Energie aus Kernenergie. Dabei erfolgt in einem Kernreaktor Kernspaltung, bei der thermische Energie freigesetzt wird. Diese thermische Energie wird über eine Energieumwandlungskette in elektrische Energie umgewandelt.

Wie funktioniert der Siedewasserreaktor?

Ein Siedewasserreaktor (SWR) funktioniert mit einem einzigen Kreislauf, dem Dampf-Wasser-Kreislauf. Das Wasser im Reaktordruckbehälter wird von den Brennelementen erhitzt. Der daraus entstandene Dampf wird direkt auf die Turbinen geleitet.

Wie funktioniert der Druckwasserreaktor?

Bei den Druckwasserreaktoren (Beznau-1, Beznau-2 und Gösgen) wird im Reaktor das Wasser unter hohem Druck erhitzt, ohne dass es zu sieden beginnt. Das erhitzte Wasser wird zu Dampferzeugern ausserhalb des Reaktors geleitet, wo es seine Wärme an einen weiteren Wasserkreislauf abgibt.

Was ist Atommüll für Kinder erklärt?

Atommüll ist radioaktiver Abfall. Er entsteht zum Beispiel in Atomkraftwerken. In jedem Atomkraftwerk gibt es viele Dinge, die radioaktiv sind: Zum Beispiel die Metalle Uran und Plutonium, die bei der Kernspaltung verwendet werden, aber auch normale Gegenstände, wie Schutzkleidung oder Putzlappen.

Wie wird ein Brennstab hergestellt?

Das jeweils anfallende Pulver wird zu Tabletten (Pellets) von 2 bis 3 cm Länge und 1 cm Durchmesser gepresst. Diese werden bei etwa 1700 °C zu keramischem Material gesintert, mechanisch nachbearbeitet (geschliffen) und in 4 bis 5 m lange Hüllrohre aus Zirkaloy gefüllt. Die Enden der Hüllrohre werden zugeschweißt.

Was versteht man unter Wiederaufbereitung?

Die Wiederaufbereitung ist die Trennung von Uran und Plutonium und anderen Spaltprodukten aus altem Kernbrennstoff . Auch nach den technisch sehr aufwändigen Schritten der chemischen und physikalischen Trennstufen bleiben Spuren von Spaltprodukten im extrahierten Brennstoffrest erhalten.

Kann man Atommüll wiederverwenden?

Das Recycling von Atommüll kann die Nachhaltigkeit und Sicherheit der Atomstromerzeugung verbessern. Forscher entwickelten Techniken, um die Langzeit-Radioaktivität der Abfälle zu verringern, indem sie diese in Reaktoren der nächsten Generation wiederverwenden.

Was kann man mit Atommüll machen?

Der deutsche Atommüll wird zunächst in eine Wiederaufarbeitungsanlage gebracht. Auf dem Weg dorthin und zurück werden die Brennstäbe in besonders sicheren Behältern transportiert, den Castoren. In der Anlage wird aus dem Abfall kleine Mengen Plutonium und Uran zurückgewonnen, die weiterverwendet werden können.

Was passiert wenn ein Atomreaktor explodiert?

Funktioniert das Kühlsystem nicht mehr, kommt es zur Kernschmelze. Die Brennstäbe im Reaktor werden nicht mehr gekühlt und erhitzen sich, bis sie schmelzen. Die geschmolzene Masse kann sich dann durch die Schutzhülle des Reaktors fressen und gelangt so in die Außenwelt.

Was sind die Vor und Nachteile von Atomkraft?

Größter Vorteil der Kernkraft: ein geringerer Verbrauch an fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Kohle. Größter Nachteil der Atomenergie: Aufgrund der radioaktiven Strahlung ist sie extrem gefährlich für den Menschen und die Umwelt (Beispiele: Tschernobyl 1986 und Fukushima 2011).

Was ist in den Brennstäben?

Brennstäbe in Kernkraftwerken sind mit dem zur Kernspaltung vorgesehenen Brennstoff (in der Regel in Tablettenform gepresstes Urandioxid oder sowohl Urandioxid als auch Plutoniumdioxid enthaltendes Mischoxid) gefüllte Rohre.

Wie lange dauert es ein Kernkraftwerk hochfahren?

Immer wenn genug spaltbares Material dicht genug zusammen ist, startet die Kettenreaktion. Um die zu stoppen, fährt man die so genannten Steuerstäbe zwischen die Brennstäbe, diese fangen die Neutronen ab. Das dauert im Normalfall einige Stunden, per Notfallschaltung aber ist das auch mal Sekundensache.

Wie lange dauert es um ein Atomkraftwerk abzuschalten?

Verläuft alles zügig und ohne große Komplikationen, kann ein Atomkraftwerk in zehn Jahren abgebaut sein. Aber auch 15 bis 20 Jahre können vergehen, bis das Gelände oder die noch vorhandenen Gebäude aus dem Atomrecht entlassen werden können.

Welche Atomreaktoren gibt es?

Die häufigsten Arten von Kernreaktoren sind:
  • Druckwasserreaktor (DWR)
  • Siedewasserreaktor (SWR)
  • Erdgas-Graphit-Reaktor (GCR)
  • Fortschrittlicher Gasreaktor (AGR)
  • Gasgekühlter Reaktor mit erhöhter Temperatur (HTGCR)
  • Schwerwasserkernreaktor (HWR)
  • Schneller Brüterreaktor (FBR)

Wie wird ein Atomkraftwerk gebaut?

Das Wichtigste in Kürze. Ein Atomkraftwerk besteht aus einem nuklearen und einem konventionellen Teil. Im nuklearen Teil ist der Kernreaktor und hier entfällt die Kernspaltung. Dabei arbeiten die meisten Atomkraftwerke mit Leichtwasserreaktoren um die frei werdenden Neutronen zu bremsen.

Was ist an Atomkraftwerken so gefährlich?

Die Atomkraft ist eindeutig keine saubere Energie, sondern die schmutzigste aller verfügbaren Energiequellen. Sie emittiert lebensgefährliche radioaktive Strahlen, sie führt zu erheblichen gesundheitlichen Problemen, sie führt zu Problemen beim Betrieb, beim Rückbau und bei der langfristigen Lagerung.

Wie viel Gigawatt erzeugt ein Atomkraftwerk?

Ein mittleres Atomkraftwerk wie das Kernkraftwerk Emsland hat eine Nennleistung von etwa 1.400 Megawatt, das entspricht nach Angaben des Betreibers RWE jährlich elf Milliarden Kilowattstunden Strom für 3,5 Millionen Haushalte.