Kernkraft

Verschiedene Reaktortypen

Durch die Kernspaltung werden große Mengen an Wärmeenergie frei. Diese Wärme kann direkt dazu genutzt werden, das Wasser zu erhitzen, in dem die Brennstoffe lagern (Tauchsiederprinzip). So wird Dampf erzeugt und eine Turbine sowie ein Generator angetrieben. Diesen Typ nennt man Siedewasserreaktor.

Beim Siedewasserreaktor erfolgt die Moderation, also das Abbremsen der Neutronen, durch das Wasser selbst. Ein Ausfall des Kühlkreislaufes würde daher auch die Kettenreaktion weitestgehend zum Erliegen kommen lassen. Da der entstehende Dampf radioaktiv ist, muss er vom Sekundärkreislauf und den Turbinen streng getrennt werden.

Beim Druckwasserreaktor wird das den Reaktor umgebende Wasser unter einen Druck von 180 bar gesetzt. Dadurch erhöht sich der Siedepunkt auf 347 Grad Celsius. Dieses heiße Wasser wird Wärmetauschern zugeführt, die in einem zweiten Wasserkreislauf Dampf erzeugen. Der entstehende Dampf ist deshalb nicht radioaktiv, weil er vom Reaktorwasser vollkommen getrennt ist. Die Moderation der Neutronen erfolgt bei diesem Reaktortyp durch Wasser.

Beim Schnellen Brutreaktor werden ungebremste Neutronen eingesetzt. Auf Grund der höheren Temperaturen wird als Kühlmittel beziehungsweise Wärmeüberträger deshalb nicht Wasser, sondern flüssiges Natrium eingesetzt. Das radioaktive Natrium wird im Reaktor auf 550 Grad Celsius erhitzt und gibt diese Wärme dann an einen davon getrennten sekundären Natriumkreislauf ab. In einem Dampferzeuger wird die Wärme zur Wasserdampferzeugung genutzt. Bei dieser Kernspaltung entsteht aus dem nicht spaltbaren Uranisotop 238 Plutonium, das selbst für Brennstäbe aufbereitet werden kann.

Hochtemperaturreaktoren erreichen Temperaturen von rund 950 Grad Celsius und nutzen Helium als gasförmiges Kühlmittel beziehungsweise als Wärmeüberträger.