Die Hauptnutzung der Kernenergie ist die Erzeugung elektrischer Energie.
Es gibt jedoch viele andere Anwendungen, in denen Nukleartechnologie direkt oder indirekt eingesetzt wird.
Durch die Arbeit mit verschiedenen Isotopen desselben Elements kann die Kerntechnik für andere Anwendungen in verschiedenen Bereichen genutzt werden.
Die Hauptnutzungen der Kernenergie sind folgende:
1. Stromerzeugung
Die wichtigste und bekannteste Nutzung der Kernenergie ist die Stromerzeugung in Kernkraftwerken.
Nach dem Zweiten Weltkrieg erhielten Kernreaktoren eine neue Nutzung: die Stromerzeugung durch Kernspaltung von Uranatomen.
Ein Kernkraftwerk ist eine Anlage, die in der Lage ist, die in Uranatomen enthaltene Atomenergie in Strom umzuwandeln. Der Prozess zur Erzielung dieser Umwandlung ist das Ergebnis eines thermodynamischen und mechanischen Prozesses. Uran ist eines der instabilsten Elemente im Periodensystem der Elemente und daher ideal für diesen Zweck.
Der Kernreaktor erzeugt zunächst Spaltungsreaktionen der Uran-Atomkerne und gibt dabei eine große Menge thermischer Energie ab. Mit all dieser Wärmeenergie wird Hochdruckdampf gewonnen, der die Dampfturbinen der Anlage antreibt. Auf diese Weise wird mechanische Energie gewonnen, um den elektrischen Generator anzutreiben und die kinetische Energie der Welle in elektrische Energie umzuwandeln.
2. Industrielle Prozesse
Die Kerntechnik erlangt im Industriesektor große Bedeutung. Insbesondere wird es verwendet in:
-
Entwicklung und Verbesserung von Prozessen.
-
Messungen.
-
Automatisierung.
-
Qualitätssicherung.
Es dient als Voraussetzung für die vollständige Automatisierung von Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien. Diese Technologie wird für die Prozessforschung, das Mischen, die Wartung und die Untersuchung von Verschleiß und Korrosion von Anlagen und Maschinen eingesetzt.
Auch bei der Herstellung von Kunststoffen und der Sterilisation von Einwegprodukten kommt Nukleartechnik zum Einsatz.
3. Militärwaffen und Entwicklung von Atombomben
Eine Waffe ist ein Instrument, mit dem man sich selbst angreift oder verteidigt. Atomwaffen sind Waffen, die Nukleartechnologie nutzen.
Der Ursprung der Entwicklung der Kernenergie lag im Zweiten Weltkrieg mit Kriegszielen. Nach einer Warnung von Albert Einstein startete der Präsident der Vereinigten Staaten das sogenannte Manhattan-Projekt. Ziel des Projekts war die Entwicklung der Atombombe.
Abhängig von der Rolle, die die Kerntechnologie in der Waffe spielt, werden zwei Arten von Kernwaffen unterschieden:
-
Atomwaffen, die Kernenergie zum Explodieren nutzen, wie es bei der Atombombe der Fall wäre.
-
Anwendungen, die Nukleartechnologie nutzen, um sich selbst anzutreiben. Zu dieser zweiten Kategorie gehören Kreuzer, Flugzeugträger, U-Boote ...
4. Nuklearmedizin
Eine der wichtigsten Anwendungen der Kernenergie nach der Stromerzeugung ist ihre Nutzung zur Behandlung und Diagnose von Krankheiten: die Nuklearmedizin.
Durch ionisierende Strahlung können Bilder aus dem Inneren von Patienten gewonnen werden, die bei der Diagnose von Krankheiten hilfreich sind. Diese Strahlen werden auch zur Behandlung von Krankheiten wie Krebs eingesetzt, da sie Tumorzellen zerstören können.
Jeder dritte Patient, der ein Krankenhaus in einem Industrieland aufsucht, profitiert von einer nuklearmedizinischen Behandlung.
Einige Beispiele für den Einsatz der Nuklearmedizin sind:
-
Verwendung von Radiopharmaka
-
Techniken wie Strahlentherapie zur Behandlung bösartiger Tumoren
-
Einsatz von Teletherapie zur Krebsbehandlung
-
Radiologische Biologie, die die Sterilisation medizinischer Produkte ermöglicht.
5. Landwirtschaft und Schädlingsbekämpfung
Die Anwendung von Isotopen in der Landwirtschaft hat es ermöglicht, die landwirtschaftliche Produktion in weniger entwickelten Ländern zu steigern.
Nukleartechnologie ist sehr nützlich in:
-
Insektenschädlingsbekämpfung
-
Maximale Nutzung der Wasserressourcen
-
Verbesserung der Pflanzensorten
-
Schaffung der notwendigen Voraussetzungen zur Optimierung der Wirksamkeit von Düngemitteln und Wasser.
6. Essen
Im Lebensmittelbereich spielen Nukleartechniken eine grundlegende Rolle bei der Lebensmittelkonservierung.
Durch den Einsatz von Isotopen lässt sich die Haltbarkeit von Lebensmitteln erheblich steigern. Derzeit erlauben mehr als 35 Länder die Bestrahlung einiger Lebensmittel.
7. Umwelt
Durch die Anwendung von Isotopen können wir die genaue Menge an Schadstoffen und deren Vorkommen sowie deren Ursachen bestimmen.
Darüber hinaus reduziert die Elektronenstrahlbehandlung die Umwelt- und Gesundheitsfolgen des großflächigen Einsatzes fossiler Brennstoffe.
Die Nutzung der Kernenergie trägt wirksamer als andere Techniken zur Lösung von Problemen wie dem Treibhauseffekt und dem sauren Regen bei.
8. Andere Nutzungen der Kernenergie
Kernenergie wird auch zur Datierung archäologischer Elemente genutzt. Dieser Prozess ist dank der Bindungseigenschaften des Kohlenstoff-14-Isotops an Knochen, Holz oder organische Abfälle möglich.
Es wird auch in der Geophysik und Geochemie verwendet. Diese Wissenschaften nutzen natürliche radioaktive Materialien, um die Daten von Gesteins-, Kohle- oder Ölvorkommen zu bestimmen.
Weitere Anwendungen der Kerntechnik finden sich in Disziplinen wie der Hydrologie, dem Bergbau oder der Raumfahrtindustrie.