Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?

Ein Kernkraftwerk erzeugt elektrische Energie durch die Nutzung der Wärme, die bei Kernspaltung freigesetzt wird. Hier ist eine vereinfachte Erklärung des Prozesses:

1. **Kernspaltung**: Im Reaktor des Kernkraftwerks wird Uran-235 oder Plutonium-239 als Brennstoff verwendet. Diese Materialien sind spaltbar, was bedeutet, dass ihre Atomkerne durch Neutronen gespalten werden können. Wenn ein Neutron auf einen Atomkern trifft, spaltet sich der Kern und setzt dabei Energie in Form von Wärme frei. Zusätzlich werden weitere Neutronen freigesetzt, die wiederum andere Atomkerne spalten können, wodurch eine Kettenreaktion entsteht.

2. **Wärmeerzeugung**: Die bei der Kernspaltung freigesetzte Wärme wird genutzt, um Wasser zu erhitzen. In den meisten Kernkraftwerken wird das Wasser in einem geschlossenen Kreislauf erhitzt, wodurch Dampf entsteht.

3. **Dampfturbine**: Der erzeugte Dampf wird zu einer Turbine geleitet. Der Dampf treibt die Turbinenschaufeln an, wodurch mechanische Energie entsteht.

4. **Generator**: Die Turbine ist mit einem Generator verbunden. Wenn die Turbine rotiert, wandelt der Generator die mechanische Energie in elektrische Energie um.

5. **Kühlung**: Nachdem der Dampf die Turbine passiert hat, wird er in einem Kondensator wieder in Wasser umgewandelt. Das Wasser wird dann zurück in den Reaktor geleitet, um erneut erhitzt zu werden. Der Kondensator wird oft durch einen separaten Kühlkreislauf gekühlt, der Wasser aus einer externen Quelle wie einem Fluss oder Meer verwendet.

6. **Stromverteilung**: Die erzeugte elektrische Energie wird über Transformatoren in das Stromnetz eingespeist und an Haushalte und Unternehmen verteilt.

Sicherheitsmaßnahmen und Kontrollsysteme sind entscheidend, um die Kettenreaktion zu steuern und das Risiko von Unfällen zu minimieren. Dazu gehören Steuerstäbe, die Neutronen absorbieren und die Reaktionsrate regulieren, sowie verschiedene Kühlsysteme und Notabschaltungen.