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Atomenergie

Atomkraftwerke arbeiten mit der Spaltbarkeit von Uran. Dabei ist einerseits Uran nicht Uran. Heute unterscheiden wir drei Isotope Formen von Uran, nämlich Uran 234 Uran 235 und Uran 238. Dabei gibt die Zahl die Anzahl der Kernteilchen wieder. Uran 234 kommt in der Natur ganz gewöhnlich vor, worauf noch näher eingegangen wird. Uran 235 hat im Vergleich zu Uran 238 drei Neutronen weniger. Dadurch ist es zwar leichter spaltbar, kommt aber nur mit einem Anteil von 0,7% vor. Der große Batzen Uran ist mit einem Anteil von 99,3 % eben Uran 238.

Uran steht im Periodensystem auf dem Platz 92, was heißt, dass es 92 Protonen (92 positiv geladenen Teilchen, die den Atomkern umgeben) hat. Ihn umgeben in seiner reinen Form als Uran 234 auch 92 Neutronen. Ist dies der Fall, haben wir es mit einem natürlichen Vorkommen des silbrigen Schwermetalls in z.B. Wasser zu tun. Mensch und Tier nimmt es seit tausenden von Jahren auf, weil nur eine Überdosis zu schweren gesundheitlichen Schäden führt. Uran wurde bereits 1789 entdeckt und zunächst zum Färben von Gläsern und Geschirr verwendet. Erst Becquerel entdeckte die radioaktiven Eigenschaften und erst die Gruppe um Otto Hahn, Lise Meitner und Fritz Strassmann entdeckten die Möglichkeiten der Spaltung von Uran zur Energiegewinnung.

In einem sicheren Kernkraftwerk gibt es deshalb folgenden gesteuerten Prozess zur Kernspaltung und damit Energiegewinnung: Der Atomkern von Uran 235 gerät in Schwingungen beim Versuch ein langsames Neutron einzufangen. Durch diese Schwingungen zerbricht er. Dabei entstehen die sogenannten Spaltprodukte in der Größenordnung von zwei oder drei. Gleichzeitig wird Energie freigesetzt sowie auch zwei bis drei neue Neutronen.

Hier setzt die Kettenreaktion ein, denn wieder versuchen Uran 235 Kerne diese Neutronen einzufangen, die auf der Basis der entstandenen Schwingungen zerbrechen. Voraussetzung ist, dass man die Geschwindigkeit der Neutronen zuvor stark abbremst. Diese Kettenreaktion verläuft in AKWs automatisch. Überzählige Neutronen werden durch sogenannte Steuerstäbe eingefangen.

Das Kühlwasser, das man in sicheren Leichtwasserreaktoren z.B. in der Schweiz einsetzt, ist das Bremsmittel der Neutronen. Ist nicht genügend Wasser vorhanden, stoppt der Verlauf der Kettenreaktion und der Reaktor stellt sich ab. Somit hat man einen sehr hohen Sicherheitsstandard erreicht.

Die Energieform, die bei der Kernspaltung entsteht ist Dampf, der Turbinen und Generatoren antreibt, mit denen der Strom entsteht. Dieser Strom ist also das Produkt eines Wärmekraftwerkes, wie es auch mit anderen Energiequellen gestaltet werden kann. Allerdings haben wir es dann mit Umweltbelastungen in Gestalt von CO² Ausstoß zu tun.

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