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Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Turbine eines Kernkraftwerks

Atomenergie

Atomenergie

Atomenergie kommt vom Atom, es ist die Energie, die Neutronen und Protonen aus den Atomkernen zusammenhält. Es ist auch als Kernenergie bekannt, die aus dem Kern stammt. Der Name Kernenergie wird verwendet, weil der größte Teil der Energie eines Atoms in seinem Kern liegt.

Zwei Teile des Atoms unterscheiden sich, der Kern und die Kruste. Eine unbestimmte Anzahl von Elektronen umkreist die Kruste um den Kern. Der Kern besteht aus einer unbestimmten Anzahl von Neutronen und Protonen. Die Menge der Protonen im Kern bestimmt das Element, um das sich das Atom handelt (Eisen, Wasserstoff usw.).

Neutronen und Neutronen sind durch sehr starke Energiebindungen miteinander verbunden. Wenn diese Bindungen aufgebrochen werden, wird eine sehr hohe Energie erzeugt, Atomenergie. In diesem Fall handelt es sich um eine Kernspaltung. Das Gegenteil kann auch der Fall sein: Verbinden Sie zwei verschiedene Atome. In diesem Fall wäre es eine Kernfusion: Die Kerne verschmelzen. Eine große Menge an Atomenergie wird ebenfalls erhalten.

Brennbare Atomkraft

Um Kernspaltungs- und Kernfusionsreaktionen auszulösen und ihre Atomenergie zu nutzen, sind nicht alle Atome technisch geeignet. Bei Kernspaltungsreaktionen, bei denen es sich um die Art der Atomreaktion handelt, die in allen derzeitigen Kernkraftwerken verwendet wird, wird als KernbrennstoffUran oder Plutonium verwendet. Uran- und Plutoniumatome können unterschiedliche Konfigurationen haben. Diese Konfigurationen hängen von der Anzahl der Neutronen ab, die sie im Kern haben. Jede dieser Konfigurationen ist ein anderes Isotop desselben Atoms.

Die unterschiedlichen Verhältnisse zwischen Neutronen und Protonen machen den Atomkern mehr oder weniger stabil. Wir, die wir es teilen wollen, sind daran interessiert, dass es instabil ist.

Uran kann natürlich gewonnen werden. Natürliches Uran kommt mit einer Zusammensetzung von Uranisotopen vor, von denen einige (wenige) sehr instabil sind. Um die Leistung zu verbessern, wird natürliches Uran einem Anreicherungsprozess unterzogen, um einen höheren Anteil des weniger stabilen Isotops zu erhalten. Auf diese Weise ist es einfacher, eine Spaltreaktion von Kettenatomen zu erhalten und auf diese Weise die erhaltene Atomenergie zu erhöhen.

Atomkraftwerke

Atomkraftwerke (oder Kernkraftwerke) sind dafür verantwortlich, Atomenergie aus dem Atomkern zu gewinnen und in elektrische Energie umzuwandeln.

Es ist ein komplizierter Prozess, aber schematisch erklärt ist es sehr einfach. Alle Atomkraftwerke haben einen Kernreaktor. Der Kernreaktor, der für die Erzeugung der Spaltreaktionen der Atome verantwortlich ist. Diese Atomreaktionen erzeugen eine große Menge an Wärmeenergie.

Dank der Gesetze der Thermodynamik kann diese Wärme durch thermische Konvektion auf ein Fluid übertragen werden, ohne dass der Kernreaktor isoliert werden muss. Sobald die Flüssigkeit mit der erzeugten Wärmeenergie belassen wurde, kann die Wärme transportiert werden. Und wir transportieren es zum Turbinenbereich. Im Turbinenbereich wird aus dem heißen Fluid Dampf erzeugt, der wiederum eine Turbine antreibt. Mit der Turbine wurde Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt, mit der wir elektrische Energie erzeugen können. Der Generator ist für diese letzte Transformation verantwortlich.

Es gibt viele Arten von Kernkraftwerken zur Nutzung der Atomenergie, aber konzeptionell arbeiten alle nach einem ähnlichen Verfahren: Kernreaktion, um Wärme zu gewinnen, eine Turbine anzutreiben und mechanische Energie in Elektrizität umzuwandeln.

Vor- und Nachteile der Atomenergie

Die Nutzung der Atomenergie impliziert Vor- und Nachteile, die berücksichtigt werden sollten.

Der Hauptvorteil der Kernenergie ist die große Energiemenge, die pro kg Brennstoff gewonnen werden kann.

Ein weiterer nicht weniger wichtiger Vorteil ist, dass es nicht auf fossile Ressourcen ankommt. Das Betriebssystem eines Atomkraftwerks ist dem eines Wärmekraftwerks sehr ähnlich. Der Unterschied besteht darin, dass die Wärme durch Kernreaktionen gewonnen wird, während im Wärmekraftwerk die Wärme durch Verbrennung fossiler Brennstoffe gewonnen wird. Diese fossilen Brennstoffe können Kohle, Öl oder Erdgas sein.

Das Versäumnis, fossile Brennstoffe zu verbrennen, trägt zur Verringerung des Treibhauseffekts und der globalen Erwärmung bei.

Der Hauptnachteil der Nutzung der Atomenergie ist die Entsorgung von Atommüll. Der erzeugte Kraftstoff ist hochradioaktiv und bleibt dies über viele Jahre. Zweitens gibt es das Sicherheitsproblem. Trotz der Tatsache, dass die Sicherheitssysteme von Kernkraftwerken sehr weit fortgeschritten sind, besteht immer die Möglichkeit eines nuklearen Unfalls. Obwohl nukleare Unfälle selten sind, sind die Folgen aufgrund der Natur der Kernenergie in der Regel sehr schwerwiegend, wie dies beim nuklearen Unfall von Tschernobyl oder beim nuklearen Unfall von Fukushima der Fall war.

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Geändert am: 22. August 2018