Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Was ist ein Kernkraftwerk?

Was ist ein Kernkraftwerk?

Ein Kernkraftwerk ist eine Einrichtung zur Erzielung elektrischer Energie unter Verwendung von Kernenergie.

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

Der Unterschied zwischen den verschiedenen Arten von Elektroinstallationen ist, dass die Stromquelle: ein Kernkraftwerk nutzt die Wärme in den Kernspaltungsreaktionen bestimmter Atome freigesetzt, in einem Wärmekraftwerk kommt 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 einer konventionellen thermischen Anlage 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 Wechselstromgenerator, zwei oder drei Schaltkreisen - primärem, sekundären und tertiären - und einem oder mehreren Kühltürmen 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 die Verwaltung der nuklearen Abfälle, die sie erzeugen.

Grundbetrieb eines Kernkraftwerks

  • In einem Kernkraftwerk wird Energie aus dem Atomkern mit Hilfe seiner Teilung (Kernspaltung) extrahiert. Die Atome haben innere Bindungen, die ihre Subpartikel (Elektronen, Nährstoffe und Protonen) vereinen. Wenn sie geteilt werden, brechen und lösen die Bindungen die innere Bindungsenergie im Atom, die die abgetrennten Teilchen gebunden hat.

    Kernspaltung ist künstlich und kontrolliert. In diesem wird ein Atom eines großen chemischen Elements ein Neutron, ein kleines Teilchen mit einer bestimmten Geschwindigkeit, geschossen, das das Atom zerbricht (seinen Kern zerbricht, durch Neutronen und Protonen, die durch sehr energetische Bindungen verbunden sind), in einer exothermen Kernreaktion, dh Energie wird in Form von Wärme freigesetzt (Wärmeenergie).

    Kernkettenreaktion

    Für die Energie, die größer als die eingesetzte Energie ist, ist es notwendig, dass die Kernreaktionen Kettenreaktionen sind. Also, auch wenn es viel Energie braucht, um die Atomkettenreaktion zu starten. Sobald die Reaktion eingeleitet ist, dauert 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, 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 Kältemittel bezeichnet wird, zirkuliert, für die Beförderung der Wärme (Wärmeenergie) aus dem Tank durch Abkühlen verantwortlich sein.

    Antriebe 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 thermische Energie 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 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 Einleitung kann die Reaktion im gleichen Reaktor durch die Kontrollstäbe und den Neutronenmoderator gesteuert werden.

    Arten von Kernreaktoren

    In der Welt gibt es verschiedene Arten von Kernreaktoren, alle Spaltungen, zu 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.
  • Boiling Water Reactor (BWR): Die zweithäufigste in der Welt. Das Wasser kocht, erzeugt Dampf direkt in den Reaktorkern. Sie haben nur zwei Schaltungen.
  • Unter Druck gesetzter Schwerer Wasserreaktor (PHWR): Verwendet Hochdruck schweres Wasser als Neutronenmoderator und als Kältemittel.
  • Gasreaktor (GCR: AGR und Magnox): Verwenden Sie Graphit als Moderator von Neutronen und Kohlendioxid im gasförmigen Zustand als Kältemittel.
  • Graphit moderiert durch lichtwassergekühlt (LGR und RBMK)

    : Modelle russischen Ursprungs. "Leichtes Wasser" ist normales Wasser.
  • Rapid Reactor (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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