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Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Turbine eines Kernkraftwerks

Was ist Atomenergie?

Was ist Atomenergie?

Was ist Atomenergie? Kernenergie ist die innere Energie im Atomkern, dh der zentrale Teil eines AtomsAtome sind die kleinsten Teilchen, in die ein Material aufgeteilt werden kann. Der Kern eines Atoms besteht aus zwei Subpartikeln: Neutronen und Protonen. Diese Subpartikel werden aufgrund von Energieverbindungen zusammengehalten. In dem Moment, in dem diese Bindungen modifiziert werden, wird viel Wärmeenergie in Form von Wärme freigesetzt.

Die Kerntechnologie befasst sich mit der Nutzung dieser inneren Energie für eine Vielzahl von Anwendungen. Die bekannteste Anwendung der Kernenergie ist die Erzeugung elektrischer Energie in Kernkraftwerken.

Kernkraftwerke sind Anlagen, in denen Wärme erzeugt wird, die im Kernreaktor zu Kernreaktionen führt, mit denen später durch thermodynamische und mechanische Umwandlungen elektrische Energie gewonnen wird.

Möglichkeiten der Nutzung der Atomenergie

Um die im Atomkern vorhandene Kernenergie zu nutzen, kann dies auf zwei Arten erfolgen: Aufteilen des Atomkerns oder Verschmelzen des Atomkerns von zwei Atomen. Im ersten Fall nennen wir es Kernspaltung und in der zweiten Kernfusion.

Bei einer dieser beiden physikalischen Reaktionen (Kernspaltung oder Kernfusion) erfahren die Atome einen geringen Masseverlust. Diese verlorene Masse wird zu einer großen Menge an Wärmeenergie, wie Albert Einstein mit seiner berühmten Gleichung E = mc2 entdeckte.

Was ist Kernspaltung?

Kernspaltung ist die Unterteilung des Kerns eines Atoms in verschiedene kleinere Teilchen. Diese Art von Reaktionen erzeugt eine große Menge an Wärmeenergie, die später auf unterschiedliche Weise genutzt werden kann.

Eine der wichtigsten Eigenschaften der Kernspaltung ist, dass sie durch Beschuss eines instabilen Atoms mit einem Neutron erzeugt wird. Wenn der Kern gespalten ist, bleiben neben den Teilchen noch ein oder zwei weitere Neutronen frei, die mit einem anderen Atom kollidieren und mehr Kettenbrüche erzeugen können.

Derzeit ist die Kernspaltung die Art von Kernreaktion, die in allen Arten von Kernkraftreaktoren verwendet wird.

Was ist Kernfusion?

Kernfusion ist der umgekehrte Prozess. Das Ziel der Fusion ist es, den Kern von zwei Atomen physikalischen Bedingungen zu unterwerfen, bei denen die Kerne zwischen ihnen fusioniert werden, um ein einzelnes Atom zu erhalten. Durch diese Art der Reaktion wird auch eine große Menge an Energie erhalten.

Die von der Sonne erzeugte Energie stammt beispielsweise aus Kernfusionsreaktionen.

Die Nutzung der Kernfusion wäre weitaus günstiger als die Nutzung der Kernspaltung (nachhaltiger für die Umwelt, bessere Leistung usw.). Leider ist es derzeit immer noch nicht möglich, Kernfusionsreaktionen künstlich und nachhaltig zu reproduzieren, so dass alle Kernreaktoren spalten.

Was ist Kernbrennstoff?

Wir beziehen uns auf Kernbrennstoff auf das Material, das zur Erzeugung der Kernreaktionen verwendet wird. Wie gesagt, Kernreaktoren erzeugen Kernspaltungsreaktionen. Daher benötigen Sie für diese Art von Reaktionen ein Material, ein Atom, das sehr instabil ist. das ist so instabil, dass es beim Zusammenstoß mit einem einzelnen Neutron bricht.

Die große Mehrheit der Atomreaktoren verwendet angereichertes Uran als KernbrennstoffUran ist ein sehr instabiles Element, das natürlich vorkommt. Trotz seiner Instabilität durchläuft es einen Anreicherungsprozess, der es für Atomkraftwerke noch instabiler und damit effizienter macht. dass ein nachfolgender Prozess angereichert wird, um ihn instabiler zu machen.

Die Uranreserven des Planeten gelten nicht als unbegrenzt, daher wird die Kernenergie nicht als erneuerbare Energie wie Sonnen- oder Windenergie betrachtet.

Bei der Kernfusion ist das Material am besten, das eine einfachere Atomstruktur aufweist, dh eine geringere Anzahl von Protonen. Auf diese Weise ist es einfacher, mit einem anderen Atom zu kombinieren.

Anwendungen der Kernenergie

Kernenergie hat eine Vielzahl von Anwendungen. Die bekanntesten Anwendungen der Kernenergie sind die Stromerzeugung in Kernkraftwerken und im militärischen Bereich.

Auf jeden Fall haben einige Kernreaktoren die Funktion, Radioisotope zur Verwendung in der Medizin, zur Behandlung von Schädlingen usw. zu erzeugen. In der Medizin wird nukleare Strahlung für Röntgenaufnahmen oder bestimmte radiologische Behandlungen verwendet.

Im militärischen Bereich wird es zur Herstellung von Waffen und auch zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet. Die Auswirkungen von Atomwaffen auf die Bevölkerung sind verheerend. Bis heute wurde die Atombombe nur zweimal abgefeuert (über den Städten Nagasaki und Hiroshima während des Zweiten Weltkriegs). Trotzdem gibt es eine Vielzahl von Verträgen und Vereinbarungen zur Regulierung dieser Aktivitäten.

Im militärischen Bereich. Nukleartechnologie wird für den Antrieb von Fahrzeugen und Raketen eingesetzt, da sie mit sehr wenig Kraftstoff eine große Autonomie ermöglicht. Wir haben ein Beispiel in Atom-U-Booten. Das erste Atom-U-Boot in der Geschichte der Atomenergie war der Nautilus.

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Referenzen

Geändert am: 11. Oktober 2019