Kernenergie kann ein kompliziertes Thema sein, aber ich werde versuchen, es Ihnen auf einfache und unterhaltsame Weise zu erklären!
Beginnen wir damit, zu verstehen, woraus die gesamte uns bekannte Materie im Universum besteht, und dann werden wir sehen, wie Kernenergie funktioniert und wie sie in unserer Welt genutzt wird.
Woraus besteht alles, was wir sehen?
Stellen Sie sich vor, dass alles, was Sie um sich herum sehen – Bäume, Gebäude und sogar Ihr Körper – aus winzigen Teilen besteht, die Atome genannt werden. Atome sind so klein, dass man sie mit bloßem Auge nicht sehen kann, aber sie kommen in allem vor, was wir wissen. Atome bestehen aus noch kleineren Teilen und im Zentrum jedes Atoms befindet sich ein Kern.
Wir könnten sagen, dass der Kern wie das „Herz“ des Atoms ist und dass im Kern lebende Teilchen namens Protonen und Neutronen leben. Diese Protonen und Neutronen haften dank einer besonderen Kraft fest zusammen. Diese Kraft ist so stark, dass sie, wenn sie freigesetzt werden kann, eine große Energiemenge erzeugt.
Was ist Kernenergie?
Kernenergie ist die im Atomkern gespeicherte Energie. Wenn diese Energie freigesetzt wird, kann viel Wärme erzeugt werden, und mit dieser Wärme können Sie viele nützliche Dinge tun, beispielsweise Strom erzeugen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Kernenergie freizusetzen, eine der gebräuchlichsten ist jedoch die Kernspaltung.
Wie funktioniert die Kernspaltung?
Stellen Sie sich vor, der Kern eines Atoms sei wie ein Ballon voller Energie. Wenn wir diesen Ballon zerbrechen, tritt die Energie plötzlich aus und wird explosionsartig freigesetzt. Ähnlich verhält es sich mit der Kernspaltung: Wenn wir den Kern eines großen Atoms (z. B. Uran oder Plutonium) „zerbrechen“, spaltet sich dieser Kern in kleinere Teile und setzt dabei eine große Menge Energie frei.
Dazu nutzt ein Kernkraftwerk Neutronen, kleine Teilchen, die auf die Kerne von Uranatomen treffen. Wenn ein Neutron mit dem Kern kollidiert, zerbricht der Kern und setzt dabei viel Energie in Form von Wärme frei.
Diese Wärme wird dann genutzt, um Wasser zu erhitzen und Dampf zu erzeugen. Der Dampf bewegt eine Turbine (wie die Flügel eines Ventilators), und während sich die Turbine bewegt, erzeugt sie Strom.
Wo wird Kernenergie genutzt?
Kernenergie wird hauptsächlich zur Stromerzeugung genutzt.
Kernkraftwerke funktionieren wie jedes andere Kraftwerk, aber statt Kohle oder Gas zur Wärmeerzeugung zu verbrennen, nutzen sie Kernenergie.
Auf diese Weise können viele Städte und Häuser über Licht und Strom verfügen, ohne auf andere Brennstoffe angewiesen zu sein.
Ist Atomenergie gefährlich?
Obwohl Kernenergie viele Vorteile hat, kann sie bei unsachgemäßer Nutzung auch gefährlich sein.
Wenn wir den Atomkern brechen, wird neben der Freisetzung von Energie auch Atommüll erzeugt, bei dem es sich um radioaktive Stoffe handelt. Diese Materialien können schädlich für Mensch und Umwelt sein und müssen daher mit äußerster Sorgfalt gehandhabt und gelagert werden.
Zu bedenken ist auch, dass es zu einem Unfall kommen kann, wenn in einem Kernkraftwerk etwas schiefgeht. Bei einem nuklearen Unfall könnte viel Strahlung in die Umwelt gelangen, was gesundheitliche Probleme verursachen und Ökosysteme schädigen kann.
Warum wird es verwendet, wenn es gefährlich ist?
Der Grund, warum wir Kernenergie nutzen, liegt darin, dass sie bei richtiger Handhabung viel Strom erzeugen kann, ohne die Luft zu verschmutzen, wie dies bei Kraftwerken der Fall ist, die Kohle oder Gas verbrennen.
Kernkraftwerke stoßen kein Kohlendioxid (CO₂) aus, ein Gas, das zum Klimawandel beiträgt.
Da ein Kernkraftwerk außerdem so viel Energie produziert, benötigt es im Vergleich zu anderen Energiequellen nicht viel Brennstoff.
Ist Kernenergie erneuerbar?
Kernenergie gilt nicht als erneuerbar, da sie auf Materialien wie Uran basiert, die nicht einfach ersetzt werden können. Sobald das Uran aufgebraucht ist, kann diese Energie nicht mehr erzeugt werden, ohne dass anderes Material gefunden wird. Erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie unterscheiden sich dadurch, dass sie natürliche Ressourcen wie Sonne und Wind nutzen, die nicht erschöpft sind.
Wie wird Atommüll gelagert?
Wenn Uranatome auseinanderbrechen, sind die verbleibenden Überreste immer noch radioaktiv und können über Jahrtausende hinweg gefährlich sein.
Dieser Atommüll wird in spezielle Behälter gelagert, die das Entweichen von Strahlung verhindern sollen. In einigen Ländern werden diese Abfälle in unterirdischen Lagerstätten tief in der Erde gelagert, wo sie lange Zeit sicher bleiben können.
Gibt es andere Formen der Kernenergie?
Ja, neben der Kernspaltung, die wir erklärt haben, gibt es eine weitere Art der Kernenergie, die Kernfusion.
Bei der Kernfusion ist das anders, da hier nicht die Atomkerne zerbrochen werden, sondern zwei Kerne aus leichten Atomen zu einem größeren verbunden werden. Dieser Prozess ist derselbe wie in der Sonne und in den Sternen und setzt enorme Energiemengen frei.
Obwohl die Kernfusion viel Energie erzeugt und sauberer als die Kernspaltung ist, ist sie auf der Erde sehr schwierig durchzuführen, da dafür extrem hohe Temperaturen erforderlich sind. Wissenschaftler arbeiten an Experimenten, damit wir in Zukunft die Kernfusion sicher als Energiequelle nutzen können.