In Kernkraftwerken werden Neutronen durch verschiedene Materialien gebremst und gesteuert, um die Kettenreaktion zu kontrollieren. Dies geschieht hauptsächlich durch den Einsatz von Moderator-Mat... [mehr]
Vorgänge in einem Kernreaktor
AntwortIn einem Kernreaktor finden mehrere wichtige Vorgänge statt, die zur Erzeugung von Energie führen. Hier sind die Hauptschritte: 1. **Kernspaltung**: Der Prozess beginnt mit der Spaltung von Atomkernen, typischerweise Uran-235 oder Plutonium-239. Wenn ein Neutron auf einen solchen Kern trifft, kann dieser instabil werden und sich in zwei kleinere Kerne (Fissionsprodukte) aufspalten, wobei zusätzliche Neutronen und eine erhebliche Menge an Energie freigesetzt wird. 2. **Neutronenvermehrung**: Die bei der Spaltung freigesetzten Neutronen können weitere Kerne spalten, was zu einer Kettenreaktion führt. Um diese Reaktion kontrolliert ablaufen zu lassen, werden Steuerstäbe aus Materialien wie Bor oder Cadmium eingesetzt, die Neutronen absorbieren und somit die Reaktion verlangsamen oder stoppen können. 3. **Wärmeübertragung**: Die bei der Kernspaltung erzeugte Wärme wird durch ein Kühlmittel (z.B. Wasser, flüssiges Metall oder Gas) abgeleitet. In vielen Reaktoren wird Wasser als Kühlmittel verwendet, das gleichzeitig als Moderator dient, um die Neutronen zu verlangsamen und die Wahrscheinlichkeit weiterer Spaltungen zu erhöhen. 4. **Dampferzeugung**: Das erhitzte Kühlmittel wird verwendet, um Dampf zu erzeugen. In Druckwasserreaktoren (PWR) wird das Kühlmittel unter Druck gehalten, um zu verhindern, dass es siedet, während in Siedewasserreaktoren (BWR) der Dampf direkt im Reaktorkern erzeugt wird. 5. **Stromerzeugung**: Der erzeugte Dampf treibt eine Turbine an, die mit einem Generator verbunden ist. Die mechanische Energie der Turbine wird in elektrische Energie umgewandelt. 6. **Abfallmanagement**: Nach der Spaltung entstehen radioaktive Abfälle, die sicher gelagert und verwaltet werden müssen. Dies ist ein wichtiger Aspekt der Kernenergie, da die Abfälle über lange Zeiträume strahlend bleiben. Diese Vorgänge sind entscheidend für den Betrieb eines Kernreaktors und die Erzeugung von elektrischer Energie aus Kernspaltung.
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