Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Kernkraftwerk. Was ist es?

Kernkraftwerk. Was ist es?

Ein Kernkraftwerk ist eine Möglichkeit, elektrische Energie unter Verwendung von Kernenergie zu erhalten.

Sein Betrieb ähnelt dem eines thermischen Kraftwerks oder der eines solarthermischen Werks: Von einer Energiequelle wird Thermodynamik verwendet, um Wärme zu erhalten, mit der Hitze, um Dampf zu bekommen und mit dem Dampf, um eine Turbine zu fahren, die Strom erzeugen wird .

Der Unterschied zwischen den verschiedenen Arten von Elektroinstallationen liegt in der Energiequelle: Ein Kernkraftwerk nutzt die in den Kernspaltungsreaktionen bestimmter Atome freigesetzte Wärme, in einem Wärmekraftwerk stammt die Wärmequelle (Wärmeenergie) aus der Verbrennung von Ein oder mehrere fossile Brennstoffe (Kohle, Erdgas, Treibstoff ...). Schließlich in thermoelektrischen Solaranlagen ist die Energiequelle Sonnenstrahlung.

Wie bei einem konventionellen Wärmekraftwerk wird die Wärme zur Erzeugung von Dampf verwendet, der eine Dampfturbine antreibt, die mit einem Generator verbunden ist, der Strom erzeugt.

Die thermische Energie, die vom Kernkraftwerk zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt wird, wird durch einen Kernreaktor erzeugt. Innerhalb des Reaktors treten Kettenspaltungsreaktionen kontrolliert auf. Das Element, das Spaltung, der Kernbrennstoff, ist natürliches Uran oder angereichertes Uran. Angereichertes Uran ist natürliches Uran mit einem höheren Uran-235-Isotopenverhältnis.

Neben dem Reaktor besteht ein Kernkraftwerk immer aus einer Dampfturbine, einem Generator, zwei oder drei Schaltungen - primäre, sekundäre und tertiäre - und ein oder mehrere Kühltürme aus kondensierendem Fluid, das üblicherweise Wasser ist. Die Gesamteffizienz liegt zwischen 30% und 40%.

Die Betriebslebensdauer eines Kernkraftwerks wird in der Regel in etwa dreißig Jahren betrachtet. Das Hauptproblem, das sie darstellen, ist das Management der nuklearen Abfälle, die sie erzeugen.

Grundbetrieb eines Kernkraftwerks

 

 

In einem Kernkraftwerk wird Energie aus dem Atomkern durch seine Aufteilung (Kernspaltung) extrahiert. Die Atome haben innere Bindungen, die ihre Subpartikel (Elektronen, Neutronen und Protonen) vereinen. Wenn sie geteilt werden, brechen und lösen die Bindungen die innere Bindungsenergie im Atom, die die abgetrennten Teilchen gebunden hat.

Kernspaltung wird künstlich und kontrolliert erzeugt. Hierbei wird ein Neutron an ein Atom eines großen chemischen Elements gefeuert, ein kleines Teilchen mit einer gewissen Geschwindigkeit, das das Atom zerbricht (seinen Kern zerbricht, durch Neutronen und Protonen, die durch sehr energetische Bindungen verbunden sind), in einer exothermen Kernreaktion, So wird viel Energie in Form von Wärme freigesetzt (Wärmeenergie).

Kernkettenreaktion im Kern des Kernkraftwerks

Um zu erhalten, dass die erhaltene Energie größer ist als die eingesetzte Energie, ist es notwendig, dass die Kernreaktionen Kettenreaktionen sind. So dauert es trotzdem viel Energie, um die Atomkettenreaktion zu starten, sobald die Reaktion eingeleitet wird, nimmt es nicht so viel Energie, um es zu erhalten, und es kommt eine Zeit, in der die erhaltene Energie höher ist als die eingesetzte Energie . Um dies zu erreichen, ist es notwendig, dass das große chemische Element (wir heißen schwer mit einer hohen Atommasse) auch radioaktiv sind. Das Element, das gewöhnlich verwendet wird, ist ein seltenes Isotop von Uran.

Kettenreaktionen treten im Kern des Kernreaktors auf. Anschließend wird eine Schaltung von Rohren, durch die ein Fluid, das als Kühlmittel fließt, fließt, für die Beförderung der Wärme (Wärmeenergie) aus dem Tank durch Abkühlen verantwortlich sein.

Antrieb von Kernkraftwerksturbinen

Mit der aus den Kernreaktionen gewonnenen Hitze wird das Wasser erhitzt, bis es kocht; Das Wasser wird mit sehr hohem Druck in Dampf umgewandelt. Mit Dampf unter Druck werden die Schaufeln einer Turbine bewegt. Auf diese Weise haben wir Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt. Die Turbine wird mit einem elektrischen Generator (oder Generator) verbunden, der es uns ermöglicht, mechanische Energie in elektrische Energie (oder Elektrizität) umzuwandeln.

Dieser Vorgang wird im Abschnitt: Betrieb eines Kernkraftwerks näher erläutert.

Kernreaktor

 

 

 

Der Kernreaktor ist der wichtigste Teil eines Kernkraftwerks.

Der Kernreaktor ist der Ort, an dem Kernspaltungsreaktionen erzeugt werden. Kurz gesagt, es ist eine Vorrichtung, die Wärme erzeugt (Wärmeenergie oder Wärmeenergie).

Im Reaktor der Pflanze beginnt die Kettenreaktion, indem sie ein Atom mit einem Neutron bombardiert. Nach der Initiierung kann die Reaktion im gleichen Reaktor durch die Kontrollstäbe und den Neutronenmoderator gesteuert werden.

Arten von Kernreaktoren, die in Kernkraftwerken verwendet werden

In der Welt gibt es verschiedene Arten von Kernreaktoren, alle Spaltungen, installiert in den verschiedenen Kernkraftwerken. Die UNO klassifiziert sie wie folgt:

Aufrechtzuerhalten

  • Druckwasserreaktor (PWR und VVER). Sie verwenden Wasser bei hohem Druck, um Dampf zu Dampferzeugern zu erzeugen. Sie haben drei Schaltungen. Es ist am meisten in Kernkraftwerken eingesetzt.
  • Kochender Wasserreaktor (BWR): Der zweite Typ am häufigsten in der Welt. Das Wasser kocht, erzeugt Dampf direkt in den Reaktorkern. Der erzeugte Dampf treibt direkt die Turbinen an. Sie haben nur zwei Schaltungen.
  • Unter Druck stehender Schwerwasserreaktor (PHWR): Verwendet Hochdruck schweres Wasser als Neutronenmoderator und als Kältemittel.
  • Gasreaktor (GCR: AGR und Magnox): Dieser Reaktortyp verwendet Graphit als Moderator von Neutronen und Kohlendioxid im gasförmigen Zustand als Kältemittel.
  • Graphit moderiert durch leichtes Wasser gekühlt (LGR und RBMK): Modelle russischen Ursprungs. "Leichtes Wasser" ist normales Wasser.
  • Schnellreaktor (LBR oder LMFBR): Es verzögert nicht Neutronen aus der Kettenreaktion und kühlt mit flüssigem Natrium ab. Sie sind in Prototyp und Forschungsphase.
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    Geändert am: 5. April 2017

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